专利名称：一种80mm厚低压缩比海洋工程用钢板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种海洋工程用钢及其制造方法，具体的说是一种80mm厚低压缩比海洋工程用钢板及其制造方法。
背景技术：
随着经济的不断发展，各国对石油和天然气能源需求急剧增长，陆地资源越来越少，开采的难度越来越大，海洋石油天然气资源成为新的开采增长点，海洋工程装备制造业也随之成为世界各国、特别是能源短缺国着力发展的重点领域。厚度60 80mm的高强韧性E36-Z35钢板是海洋工程关键部位用钢，应用在海潮、波浪、风暴、寒冷流冰等严峻的海洋工作环境中，支撑总重量超过数百吨的海洋平台及钻井设备。这些使用特征决定了厚度60 80mm的高强韧性E36-Z35钢板必须具有①高纯净度，低S、P、夹杂物和气体含量；②高强韧性，满足板厚1/4处 40°C 冲击功纵向> 50J (或横向> 34J);③良好的Z向抗层状撕裂性能；④良好的可焊性；
(I)高强度等性能指标。以便于更好地保证作业人员的安全、和工作，同时提高海洋平台的
使用寿命，降低使用成本。
目前国内少数企业已具备生产80mm的高强韧性E36-Z35钢板能力，但连铸坯厚度均 ^ 300mm，且轧机使用4300或5000mm的宽厚板轧机，轧机轧制力大。目前国内钢厂300mm 以下坯料的连铸坯料和2690 3500mm宽的中厚板轧机较多，但无此类坯料和轧机的80mm 厚海洋工程用E36-Z35钢板的生产技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种80mm厚低压缩比海洋工程用钢板及其制造方法，适用性广，适合国内大多数中厚板厂生产，生产工艺稳定， 钢性能优良。本发明解决以上技术问题的技术方案是
一种80mm厚低压缩比海洋工程用钢板，⑴连铸板坯厚度为2260mm，钢板厚度为80mm， 压缩比仅为3. 25 :1 ；⑵该钢板化学成分按重量百分比由以下组分组成C :0. 12 0. 16%， Si 0. 20 0. 40%, Mn :1. 20 1. 60%, P 彡 0. 010%, S 彡 0. 003%, Nb :0. 025 0. 050%, V 0. 030 0. 050%, Ti :0. 010 0. 020%, Cr 彡 0. 20%, Ni :0. 10 0. 40%, Cu 彡 0. 20%, Mo ^ 0. 08%, Al 0. 0250 0. 050%, 0 ^ 20 ppm, N ^ 40 ppm, H ^ 3ppm，余量为 Fe 及不可避免的杂质。制造80mm厚低压缩比海洋工程用钢板的方法，包括以下工艺
炼钢及连铸工艺铁水脱硫后目标硫< 0. 005% ；转炉冶炼采用双渣法脱磷，转炉出钢当渣；精炼采用白渣操作，白渣保持时间> 10分钟，精炼总时间> 30分钟；真空处理保持时间彡15分钟；真空处理后进行钙处理；连铸中包目标温度为液相线温度+(10 20) °C，拉速稳定；
轧制工艺采用控轧控冷工艺，为两阶段轧制；轧前连铸坯加热温度1180°C 1250°C ； 粗轧温度1000 1100°C ；精轧开轧温度850 880°C ；轧后层流冷却，终冷温度640 680°C，冷却速率5 15°C /s ；随后空冷；
热处理工艺进行正火处理，正火温度为890 910°C，升温速率为1. 4min/mm,保温时间为50 90min，得到80mm厚低压缩比海洋工程用钢板。按照洁净钢的冶炼及控制铁水预处理进行降硫；转炉采用双渣法降磷和出钢挡渣防止回磷；保证白渣精炼时间，吸附夹杂物和减少钢中的S、0等元素含量；使用钙处理， 改善夹杂物形态；真空处理，降低H、N等有害元素含量；最终得到内部质量较优良的连铸坯。轧前连铸坯加热温度1180°C 1250°C，既保证微合金元素完全固溶和又防止温度过高导致晶粒长大；粗轧采用高温低速大压下来破碎柱状晶和焊合坯料内部缺陷以及细化奥氏体晶粒；精轧后三道累计压下率大于对％，通过未在结晶区的低温大变形诱导铁素体机制以及适当控冷工艺(终冷温度640 680°C，冷却速率5 15°C /s)，得到控制晶粒大小的目的；正火温度控制在890 910°C，配合适当的保温时间(50 90min)，既能细化晶粒，又能消除大部分的带状组织，从而得到晶粒细小、组织均勻、性能优良的80mm厚低压缩比海洋工程用钢板。本发明进一步限定的技术方案是
前述的80mm厚低压缩比海洋工程用钢板，该钢板化学成分按重量百分比由以下组分组成:C :0. 13%, Si :0. 30%, Mn :1. 45%, P :0. 009%, S :0. 0020%, Nb :0. 030%, V :0. 035%, Ti 0. 017%, Cr 0. 09%, Ni :0. 20%, Cu :0. 11%, Mo :0. 06%, Al :0. 04%, 0 :0. 0012%, N :0. 0035%, H 0. 00015%，余量为！^及不可避免的杂质。前述的80mm厚低压缩比海洋工程用钢板，该钢板化学成分按重量百分比由以下组分组成:C :0. 15%, Si :0. 25%, Mn :1. 40%, P :0. 008%, S :0. 0018%, Nb :0. 040%, V :0. 041%, Ti :0. 014%, Cr :0. 12%, Ni :0. 30%, Cu :0. 09%, Mo :0. 05%, Al :0. 035%, 0 :0. 0011%, N 0. 0038%, H 0. 00018%，余量为!^e及不可避免的杂质。前述的80mm厚低压缩比海洋工程用钢板，该钢板化学成分按重量百分比由以下组分组成:C :0. 12%, Si :0. 40%, Mn :1. 20%, P :0. 010%, S :0. 0015%, Nb :0. 025%, V :0. 050%, Ti :0. 010%, Cr :0. 20%, Ni :0. 40%, Cu :0. 15%, Mo :0. 08%, Al :0. 025%, 0 :0. 0020%, N 0. 0040%, H 0. 0. 00030%，余量为!^e及不可避免的杂质。前述的80mm厚低压缩比海洋工程用钢板，该钢板化学成分按重量百分比由以下组分组成:C :0. 16%, Si :0. 20%, Mn :1. 60%, P :0. 005%, S :0. 0030%, Nb :0. 050%, V :0. 030%, Ti :0. 020%, Cr :0. 10%, Ni :0. 10%, Cu :0. 20%, Mo :0. 07%, Al :0. 050%, 0 :0. 0015%, N 0. 0028%, H 0. 00020%，余量为!^e及不可避免的杂质。本发明的有益效果是
1、在GB712和九大船级社标准的化学成分范围之内，开发出低压缩比(压缩比仅 3. 25:1) 80mm厚海洋工程用钢板，对轧机负荷要求不是太高，一般的中厚板轧机均可生产， 因此，适用性广，适合国内大多数中厚板厂生产。2、通过洁净钢的冶炼，降低坯料偏析和疏松等内部缺陷；通过粗轧高温低速大压下，破碎柱状晶和细化奥氏体晶粒；通过精轧累积变形以及配合控冷，得到控制热轧后晶粒大小的目的；890 910°C的正火温度，细化晶粒，均勻组织，改善性能。3、本发明的制造方法，生产工艺稳定，机械性能优良。
图1是本发明的实施例1板厚1/4处在金相显微镜下典型的组织形貌图。图2是本发明的实施例2板厚1/4处在金相显微镜下典型的组织形貌图。图3是本发明的实施例3板厚1/4处在金相显微镜下典型的组织形貌图。图4是本发明的实施例4板厚1/4处在金相显微镜下典型的组织形貌图。
具体实施例方式实施例1 4
实施例1 4的80mm厚低压缩比海洋工程用E36-Z35钢板化学成分如表1所示 表权利要求
1.一种80mm厚低压缩比海洋工程用钢板，其特征在于⑴连铸板坯厚度为^Omm,钢板厚度为80mm，压缩比仅为3. 25 :1 ；⑵该钢板化学成分按重量百分比由以下组分组成C :0. 12 0. 16%，Si :0. 20 0. 40%, Mn 1. 20 1. 60%, P^O. 010%, S^O. 003%, Nb :0. 025 0. 050%, V :0. 030 0. 050%, Ti :0. 010 0. 020%, Cr ^ 0. 20%, Ni :0. 10 0. 40%，Cu 彡 0. 20%, Mo^O. 08%, Al :0. 0250 0. 050%, 0 ^ 20 ppm, N ^ 40 ppm, H ^ 3ppm，余量为！^e 及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的80mm厚低压缩比海洋工程用钢板，其特征在于该钢板化学成分按重量百分比由以下组分组成:C :0. 13%, Si :0. 30%, Mn :1. 45%, P :0. 009%, S :0. 0020%, Nb :0. 030%, V :0. 035%, Ti :0. 017%, Cr :0. 09%, Ni :0. 20%, Cu :0. 11%, Mo :0. 06%, Al :0. 04%, 0 :0. 0012%, N :0. 0035%, H :0. 00015%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的80mm厚低压缩比海洋工程用钢板，其特征在于该钢板化学成分按重量百分比由以下组分组成:C :0. 15%, Si :0. 25%, Mn :1. 40%, P :0. 008%, S :0. 0018%, Nb :0. 040%, V :0. 041%, Ti :0. 014%, Cr :0. 12%, Ni :0. 30%, Cu :0. 09%, Mo :0. 05%, Al :0. 035%, 0 :0. 0011%, N :0. 0038%, H :0. 00018%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的80mm厚低压缩比海洋工程用钢板，其特征在于该钢板化学成分按重量百分比由以下组分组成:C :0. 12%, Si :0. 40%, Mn :1. 20%, P :0. 010%, S :0. 0015%, Nb :0. 025%, V :0. 050%, Ti :0. 010%, Cr :0. 20%, Ni :0. 40%, Cu :0. 15%, Mo :0. 08%, Al :0. 025%, 0 :0. 0020%, N :0. 0040%, H :0. 0. 00030%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
5.如权利要求1所述的80mm厚低压缩比海洋工程用钢板，其特征在于该钢板化学成分按重量百分比由以下组分组成:C :0. 16%, Si :0. 20%, Mn :1. 60%, P :0. 005%, S :0. 0030%, Nb :0. 050%, V :0. 030%, Ti :0. 020%, Cr :0. 10%, Ni :0. 10%, Cu :0. 20%, Mo :0. 07%, Al :0. 050%, 0 :0. 0015%, N :0. 0028%, H :0. 00020%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
6.制造权利要求1所述80mm厚低压缩比海洋工程用钢板的方法，其特征在于包括以下工艺炼钢及连铸工艺铁水脱硫后目标硫< 0. 005% ；转炉冶炼采用双渣法脱磷，转炉出钢当渣；精炼采用白渣操作，白渣保持时间> 10分钟，精炼总时间> 30分钟；真空处理保持时间彡15分钟；真空处理后进行钙处理；连铸中包目标温度为液相线温度加10 20°C，拉速稳定；轧制工艺采用控轧控冷工艺，为两阶段轧制；轧前连铸坯加热温度1180°C 1250°C ； 粗轧温度1000 1100°C ；精轧开轧温度850 880°C ；轧后层流冷却，终冷温度640 680°C，冷却速率5 15°C /s ；随后空冷；热处理工艺进行正火处理，正火温度为890 910°C，升温速率为1. 4min/mm,保温时间为50 90min，得到80mm厚低压缩比海洋工程用钢板。
全文摘要
本发明涉及一种海洋工程用钢及其制造方法，具体的说是一种80mm厚低压缩比海洋工程用钢板及其制造方法，该钢板化学成分按重量百分比计为C0.12～0.16%，Si0.20～0.40%，Mn1.20～1.60%，P≤0.010%，S≤0.003%，Nb0.025～0.050%，V0.030～0.050%，Ti0.010～0.020%，Cr≤0.20%，Ni0.10～0.40%，Cu≤0.20%，Mo≤0.08%，Al0.0250～0.050%，O≤20ppm，N≤40ppm，H≤3ppm，余量为Fe及不可避免的杂质。采用控轧控冷工艺，轧前加热温度1180℃～1250℃，粗轧温度1000～1100℃，精轧开轧温度850～880℃；轧后层流冷却，终冷温度640～680℃，冷却速率5～15℃/s；进行正火处理，正火温度为890～910℃，升温速率为1.4min/mm，保温时间为50～90min，得到的钢具有高强度、良好的Z向抗层状撕裂性能和高塑性等特点。
文档编号B21B37/74GK102392192SQ201110341100
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者刘朝霞, 吴年春, 尹雨群, 崔强, 车马俊 申请人:南京钢铁股份有限公司