[發明專利]低成本FH460級船舶及海洋工程結構鋼及其生產方法

在審

• 申請號: 201710510911.2
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107475634A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 韓健;李玉謙;杜琦銘;孫電強;成慧梅;許偉;楊雄;馬有輝
• 申請（專利權）人: 河鋼股份有限公司邯鄲分公司
• 主分類號: C22C38/38
• 分類號: C22C38/38;C22C38/04;C22C38/26;C22C38/28;C22C38/06;C22C33/04;B21B37/74;B21B37/58;B21B1/46
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 趙紅強

技術領域

本發明涉及一種高強度鋼板及其生產方法，特別涉及一種低成本FH460級船舶及海洋工程結構鋼及其生產方法。

背景技術

船舶及海洋工程裝備主要指用于海洋資源勘探、開采、加工、儲運、管理及后勤服務等方面的大型工程裝備。鋼材是船舶及海洋工程裝備的主要原材料，占據船體及海洋工程建造成本的20%～30%，其中船體建造耗用鋼材量約占全船重量的60%左右，單是板材即占88%左右；降低鋼材成本可極大降低中國船舶及海洋工程裝配行業的成本。因此，低成本、高強度、高韌性、易焊接性及大厚度是船舶及海洋工程用鋼的發展方向。

為確保船舶及海洋工程裝備能夠適應海洋環境，目前低溫高韌性要求E、F級鋼板普遍采用添加Ni來減少不利于低溫韌性的硬化顯微組元，保證低溫韌性；通過Cu的析出強化作用，保證400MPa以上強度鋼板的強度。中國專利（公開號CN 101705439A）公開了一種低溫高韌性F460級超高強度造船用鋼板及其制造方法，具體公開了18～60mm厚度F460級鋼板的的制造方法，通過添加0.15～0.40%的Cu和0.15～0.40%的Ni，保證鋼板力學性能。但該生產方法由于添加了Ni元素，一方面合金成本高，噸鋼合金成本增加近千元，此外，Cu的添加會增加鑄坯表面裂紋風險，Ni的添加也會造成鋼水粘度增加，不利于澆注過程；且澆注溫度要求高，會降低連鑄設備使用壽命，還會造成鑄坯晶粒尺寸粗大，不利于后序TMCP晶粒細化。

大量研究表明，連續冷卻工藝下得到的低碳貝氏體是多相混合組織，包含多邊形鐵素體、粒狀貝氏體、板條貝氏體、馬氏體/奧氏體島等，組織和板條束多為大角度位向夾角，當裂紋擴展時能改變裂紋方向，阻止裂紋擴展，具有較好的韌性。

發明內容

本發明提供了一種低成本FH460級船舶及海洋工程結構鋼及其生產方法，不添加Cu和Ni元素，通過降低澆注溫度并采用低溫加熱，細化鑄坯晶粒；通過在線調整FH460的軋制工藝和冷卻速度，得到細密低碳貝氏體，在保證鋼板強度及低溫韌性滿足標準要求的同時，大幅降低鋼板生產成本。

本發明的技術方案為：

一種低成本FH460級船舶及海洋工程結構鋼，鋼中各元素的質量百分含量分別為：C：0.04～0.08，Mn：1.30～1.70，Nb：0.040～0.065，Ti：0.010～0.030，Cr：0.15～0.30，Als≥0.015，其它為Fe和生產過程中不可避免的殘余元素和雜質。

上述的低成本FH460級船舶及海洋工程結構鋼，鋼中各元素的質量百分含量優選為：C：0.05～0.07，Mn：1.40～1.60，Nb：0.040～0.055，Ti：0.010～0.025，Cr：0.20～0.30，Als≥0.015，其它為Fe和生產過程中不可避免的殘余元素和雜質。

一種低成本FH460級船舶及海洋工程結構鋼的生產方法，包括鐵水預脫硫、轉爐冶煉、LF精煉、RH精煉、連鑄、控制軋制和控制冷卻工序；所述連鑄坯中各元素的質量百分含量分別為：C：0.04～0.08，Mn：1.30～1.70，Nb：0.040～0.065，Ti：0.010～0.030，Cr：0.15～0.30，Als≥0.015，其它為Fe和生產過程中不可避免的殘余元素和雜質。

上述的一種低成本FH460級船舶及海洋工程結構鋼的生產方法，所述連鑄工序中，板坯在加熱爐內的加熱時間為4～5h，加熱終了時刻的表面溫度控制在1080～1170℃范圍內；

所述控制軋制工序采用控軋方式軋制，開軋溫度為930～1050℃；一階段終軋溫度＞950℃；二階段開軋溫度≤920℃，二階段開軋時的待溫厚度為鋼板成品厚度的2.5倍以上，精軋累計壓下率≥60%，終軋溫度控制在790～860℃范圍內；

所述控制冷卻工序采用DQ+ACC冷卻方式控制冷卻，鋼板的開冷溫度為780～810℃，終冷溫度為200～400℃，冷卻時間在30s以下。

上述的一種低成本FH460級船舶及海洋工程結構鋼的生產方法，所述轉爐冶煉工序中控制鋼中的O含量在600ppm以下，控制出鋼下渣量在鋼水量的0.01%以下，確保鋼水的潔凈度；

所述LF精煉工序中精煉時間控制在35min以上，精煉結束前10～15min加入鈮鐵和鈦鐵合金進行微合金化，有效控制鋼中夾雜物級別總和不超過1.5級；

所述連鑄工序中鋼水過熱溫度控制在10～35℃范圍內，拉速全程控制在0.8～1.0m/min范圍內；鑄坯下線堆垛緩冷處理。