[發(fā)明專利]一種36kg級海洋平臺用鋼及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010232467.0
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN102011050A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊春衛(wèi);何元春;白學(xué)軍;劉印良;王東柱;王傳財(cái);沈開照;王臻明;史志強(qiáng);江衛(wèi)華;劉學(xué)一;高瑞巖;袁玉蕓
• 申請（專利權(quán)）人: 秦皇島首秦金屬材料有限公司;首鋼總公司
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C22C38/14;C21D8/02
• 代理公司: 北京華誼知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于船體及海洋工程用結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種36kg級海洋平臺用鋼及其生產(chǎn)方法，采用正火工藝生產(chǎn)5-80mm厚36KgZ35級別的海洋平臺用鋼。

背景技術(shù)

2008年下半年出現(xiàn)了全球性的經(jīng)濟(jì)危機(jī)，各行各業(yè)受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響都比較嚴(yán)重，造船業(yè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐行業(yè)也受到了一定的影響，眾多造船廠紛紛轉(zhuǎn)向海洋工程用鋼市場，據(jù)統(tǒng)計(jì)，海洋平臺用鋼強(qiáng)度級別主要為36kg級，其用量占到總用量的90％以上，E級板最大用量約50％，厚度規(guī)格一般在100mm以下，其中10～40mm的約占60％，40～60mm的約占30％，60mm以上及10mm以下的比例在10％以內(nèi)。

海洋平臺是開發(fā)海洋資源的超大型焊接鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)用在波浪、海潮、風(fēng)暴及寒冷流冰等嚴(yán)峻的海洋工作環(huán)境中，服役期間要承受復(fù)雜的動(dòng)態(tài)載荷，因此要求海洋平臺用鋼板具有高強(qiáng)度、高韌性、抗層狀撕裂、良好的可焊性等性能指標(biāo)。

海洋平臺用鋼以正火和TMCP兩種工藝生產(chǎn)。TMCP工藝依賴兩階段控軋附以軋后水冷，通過控制冷卻過程組織相變來實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)韌化，達(dá)到高性能。強(qiáng)度級別越高，對水冷強(qiáng)度的需求也越大，隨著水冷強(qiáng)度的增加，受設(shè)備狀況、能力及冷卻方式的限制，容易產(chǎn)生同板面水冷不均勻，造成性能不均勻；同時(shí)，隨著鋼板厚度的增加，冷卻滲透效果逐漸減弱，造成厚度方向性能不均勻。因此，TMCP工藝控制起來工藝窗口比較狹窄，在生產(chǎn)高級別鋼種，尤其是有一定厚度的鋼板時(shí)，生產(chǎn)難度較大。正火處理可以改善組織的均勻性，穩(wěn)定強(qiáng)度、提高韌性，正火工藝生產(chǎn)海洋平臺用鋼具有性能穩(wěn)定、均勻、抗層狀撕裂性能高、可生產(chǎn)厚度大的特點(diǎn)，有利于提高平臺的安全性及使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種36Kg海洋平臺用鋼及其生產(chǎn)方法，克服了TMCP生產(chǎn)工藝帶來的不足，主要是以連鑄坯為基礎(chǔ)，通過合理的控制軋制和控制冷卻工藝以及正火熱處理方法，生產(chǎn)5-80mm厚36KgZ35級別的海洋平臺用鋼。

為滿足各項(xiàng)性能要求，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，對不同厚度規(guī)格鋼板成分進(jìn)行分段設(shè)計(jì)，5～50mm與50＞-80mm海洋平臺用鋼按重量百分比計(jì)的成分分別為：

5～50mm厚度規(guī)格鋼板：C：0.14～0.18％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.30～1.60％，Nb：0.02～0.05％，S：≤0.005％，P≤0.015％，Als：0.020～0.04％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。

50＞到80mm厚度規(guī)格鋼板：C：0.12～0.18％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.30～1.60％，Nb：0.02～0.05％，V：0.02～0.06％，Ti：0.010～0.020％，Ni：0.10～0.40％，S：≤0.005％，P≤0.015％，Als：0.020～0.04％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；并且，Nb+V+Ti≤0.12％；并需滿足，Nb+V+Ti≤0.12％。

本發(fā)明的工藝流程為：

高爐鐵水→鐵水預(yù)脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→LF+RH精煉→板坯連鑄→鑄坯清理→板坯加熱→4300軋機(jī)軋制→ACC快速冷卻→堆冷(小于30mm鋼板在線剪切)→探傷→正火→成品取樣、檢驗(yàn)→入庫、發(fā)運(yùn)。

本發(fā)明的軋制及正火工藝要點(diǎn)為：

(1)按以上化學(xué)成分設(shè)計(jì)及工藝流程冶煉220～250mm厚板坯，經(jīng)清檢后裝入板坯加熱爐加熱，加熱溫度為1150～1250℃，加熱時(shí)間200-300min，出爐后經(jīng)高壓水除鱗(高壓水壓力為19MPa)，然后進(jìn)入4300mm軋機(jī)軋制。

(2)成品厚度小于12mm鋼板采用直接軋制，控制在1050～1150℃之間完成；

成品厚度大于等于12mm鋼板粗軋開軋溫度控制在1000～1150℃，展寬道次軋制速度在0.5～3.0m/s，縱軋道次軋制速度為1.0～4.0m/s，最大軋制力矩控制在2000～3000kNm，控溫厚度為成品鋼板厚度的1.5～2倍；精軋開軋溫度控制在850～940℃，軋制速度控制在2.0～5.0m/s，終軋溫度控制在800～850℃；

(3)成品厚度小于30mm鋼板軋后采用空冷方式；成品厚度大于等于30mm鋼板軋后立即水冷，采用層流冷卻，開始冷卻溫度控制在780～820℃，終冷溫度控制在650～720℃，冷卻速率控制在5～15℃/s。

(4)成品厚度大于30mm鋼板冷卻后堆垛緩冷，堆冷時(shí)間≥36小時(shí)。

(5)正火工藝：正火溫度880-930℃，在爐時(shí)間(1.3～1.6)t+0～20min(t為鋼板厚度，其單位是mm)，冷卻方式為空冷。