专利名称：一种47kg级海洋工程平台用钢板及其生产方法
技术领域：
本发明属于黑色金属材料领域，尤其涉及一种用于海洋工程平台的47kg级结构钢板及其生产方法。
背景技术：
目前，国内生产的船板屈服強度普遍较低，如被大多数厂家采用的《船体结构钢GB/T 712-2000》标准，在这个标准中，钢板的最大强度和质量级别为FH40。迄今为止，我国能够自行生产的船板的顶级产品为EH36，即强度等级最高为屈服36kg级，能满足韧性要求的最低温度为-40°C。高强船板尚差40 kg级不能提供，更不用说47 kg级的海洋工程平台用钢。而且各強度级别均未达到_60°C的低温冲击要求。从供货状态上看，正火和热轧是主要生产形式，而在其他品种中广泛采用的TMCP (控制轧制与控制冷却相结合的组合エ艺)尚未得到应用。在规格方面，我国钢铁企业只能提供40_以下的中、薄规格板材产品，而在海洋工程领域广泛采用的厚板和特厚板产品则全部依赖进ロ解決。从质量上看，我国海洋工程平台用钢产品碳当量较高，造成焊接性等应用性能不良，使用户在焊接加工时不得不采取预热、后热等技术措施，既降低了效率，恶化了工作条件，又増加了生产成本。
发明内容
本发明g在改变目前国内不能生产高等级海洋工程平台用钢的现状，从而提供一种成分设计合理，具有高強度、良好低温韧性和抗冲击性能的47kg级海洋工程平台用钢板及其生产方法。为此，本发明所采取的解决方案是
ー种47kg级海洋工程平台用钢板，其化学成分重量百分比含量为
C O. 04-0. 07%, Si O. 30-0. 50%, Mn I. 45-1. 60，P 彡 O. 020%, S 彡 O. 005%, CrO. 25-0. 40%, Ni O. 25-0. 40%, Mo O. 15-0. 20%, V O. 04-0. 06%, Nb O. 03% 0. 05%, Cu
O.28-0. 45%, AlsO. 015-0. 045%，其余为 Fe 和微量杂质。ー种上述47kg级海洋工程平台用钢板的生产方法，其具体生产方法及步骤为
冶炼エ艺
转炉冶炼进行铁水脱硫预处理，脱硫渣扒净，使用清洁废钢和合金，而且合金要充分烘烤；通过顶吹或顶底复合吹炼，进行深脱碳；熔炼成分按照上述47kg级海洋工程平台用钢板化学成分重量百分比含量给定范围控制；转炉挡渣出钢，出钢后渣层厚度控制在< IOOmm ；
在LF炉(钢包精炼炉)造白渣并调整精炼渣系，调整精炼过程底吹氩气流量或強度，使钢中夹杂充分上浮排出；
VD炉(真空精炼炉)处理时保压时间或RH炉(真空循环脱气炉)钢水循环时间彡IOmin,VD处理后静吹氩时间彡5min, RH处理后镇静时间彡5min ；连铸浇注过程钢包吹氩时间> lOmin，中间包目标过热度控制在< 25°C ;全程保护浇注，并投入两段电磁搅拌，电流I=IOOOA ；
轧钢エ艺
采用TMCP轧制エ艺，钢坯加热温度控制在1150-1200°C，保温I. 9-2. Ih ；
采用两阶段控制轧制和控制冷却第一阶段在> 1000°C的奥氏体再结晶温度范围内轧制，累计变形量50-65% ;第二阶段在830-890°C奥氏体未再结晶温度范围内轧制，累计变形量 50-65% ；
终轧温度在820-880°C，终冷温度在400-550°C之间，冷却速度控制在10_15°C /s,使之最終得到板条状贝氏体和铁素体组织。
本发明的有益效果为
实施本发明生产的钢板，经实际检验，各项指标的平均值为屈服強度480MPa，完全达到47kg级的要求；抗拉强度630 MPa，延伸率27. 5% ;_20°C下的冲击功为280J，-40°C下的冲击功为284J，-60°C下的冲击功为290J，保证了低温韧性，可满足海洋平台在低温水域作业的环境要求，解决了现有技术中海洋工程用钢强度较低的问题，改变了目前国内不能生产高等级海洋工程用钢的现状。
具体实施例方式本发明47kg级海洋工程平台用钢板根据生产设备及エ艺条件，综合考虑产品的实用性和经济性，采用低碳含量设计，通过微合金元素強化，并采取TMCP轧制エ艺，使轧后钢板不仅达到了強度要求，而且具有良好的焊接性能和耐腐蚀性能。本发明生产エ艺流程为转炉冶炼ーLF炉/VD炉或RH炉精炼一连铸ー板坯加热一TMCPエ艺轧制一探伤一检查、检验-入库。实施例I :
47kg级海洋工程平台用钢板控制熔炼化学成分重量百分比含量为
C O. 05%, Si O. 50%, Mn I. 60，P O. 020%, S O. 050%, Cr O. 35%, Ni O. 35%, Mo O. 15%, V
0.05%, Nb O. 04%, Cu O. 38%, AlsO. 015%，其余为 Fe 和微量杂质。冶炼エ艺
转炉冶炼进行铁水脱硫预处理，脱硫渣扒净，使用清洁废钢和合金，而且合金要充分烘烤。通过顶底复合吹炼，进行深脱碳；转炉挡渣出钢，出钢后渣层厚度控制在90mm。在LF炉造白渣，并调整精炼渣系，调整精炼过程底吹氩气流量或強度，使钢中夹杂充分上浮排出。VD炉处理时保压时间为15min，VD处理后静吹氩5min，RH处理后镇静时间控制在7min。连铸浇注过程钢包吹氩12min，中间包目标过热度控制在20°C ;采取全程保护浇注，并投入两段电磁搅拌，电流I=1000A。连铸板坯按YB/T2012标准进行检查和清理。轧钢エ艺中间还厚度为80mm,成品厚度30 mm.
采用TMCP轧制エ艺，钢坯加热温度控制在1150°C，以保证细小的奥氏体晶粒，保温
1.9h，使Nb充分熔入奥氏体当中。采用两阶段控制轧制和控制冷却第一阶段在1130°C的奥氏体再结晶温度范围内轧制，累计变形量为52% ;第二阶段在850°C奥氏体未再结晶温度范围内轧制，累计变形
量 43%ο终轧温度在820°C，开冷温度720°C，冷却速度控制在12°C /s,终冷温度400°C，从而获得板条状贝氏体和铁素体组织。实施例2:
47kg级海洋工程平台用钢板控制熔炼化学成分重量百分比含量为
C O. 07%, Si O. 30%, Mn I. 47，P O. 010%, S O. 0030%, Cr O. 25%, Ni O. 30%, Mo O. 20%,V O. 06%, Nb O. 05%, Cu O. 43%, AlsO. 040%，其余为 Fe 和微量杂质。冶炼エ艺
转炉冶炼进行铁水脱硫预处理，脱硫渣扒净，使用清洁废钢和合金，而且合金要充分烘烤。通过顶底复合吹炼，进行深脱碳；转炉挡渣出钢，出钢后渣层厚度控制在93mm。在LF炉造白渣，并调整精炼渣系，调整精炼过程底吹氩气流量或強度，使钢中夹杂充分上浮排出。VD炉处理时保压时间或RH炉钢水循环时间lOmin，VD处理后静吹氩8min，RH处理后镇静时间控制在5min。连铸浇注过程钢包吹氩15min，中间包目标过热度控制在22°C ;采取全程保护浇注，并投入两段电磁搅拌，电流I=1000A。连铸板坯按YB/T2012标准进行检查和清理。轧钢エ艺中间坯厚度为150mm，成品厚度70 mm.
采用TMCP轧制エ艺，钢坯加热温度控制在1200°C，以保证细小的奥氏体晶粒，保温2h，使Nb充分熔入奥氏体当中。采用两阶段控制轧制和控制冷却第一阶段在1180°C的奥氏体再结晶温度范围内轧制，累计变形量为59% ;第二阶段在850°C奥氏体未再结晶温度范围内轧制，累计变形
量 50%ο终轧温度在880°C，开冷温度730°C，冷却速度控制在15°C /s,终冷温度550°C，从而获得板条状贝氏体和铁素体组织。上述生产方法中未列之エ艺均采用常规エ艺。
权利要求
1.ー种47kg级海洋工程平台用钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分重量百分比含量为C O. 04-0. 07%, Si O. 30-0. 50%, Mn I. 45-1. 60，P ≤ O. 020%, S ≤ O. 005%, CrO.25-0. 40%, Ni O. 25-0. 40%, Mo O. 15-0. 20%, V O. 04-0. 06%, Nb O. 03% 0. 05%, CuO.28-0. 45%, AlsO. 015-0. 045%，其余为 Fe 和微量杂质。
2.一种如权利要求I所述47kg级海洋工程平台用钢板的生产方法，其特征在于，具体生产方法及步骤为 冶炼エ艺 转炉冶炼进行铁水脱硫预处理，脱硫渣扒净，使用清洁废钢和合金，而且合金要充分烘烤；通过顶吹或顶底复合吹炼，进行深脱碳；熔炼成分按照权利要求I给定范围控制；转炉挡渣出钢，出钢后渣层厚度控制在< 100mm; 在LF炉造白渣并调整精炼渣系，调整精炼过程底吹氩气流量或強度，使钢中夹杂充分上浮排出； VD炉处理时保压时间或RH钢水循环时间彡IOmin, VD处理后静吹氩时间彡5min, RH处理后镇静时间彡5min ； 连铸浇注过程钢包吹氩时间> lOmin，中间包目标过热度控制在< 25°C ;全程保护浇注，并投入两段电磁搅拌，电流I=IOOOA ； 轧钢エ艺 采用TMCP轧制エ艺，钢坯加热温度控制在1150-1200°C，保温I. 9-2. Ih ； 采用两阶段控制轧制和控制冷却第一阶段在> 1000°C的奥氏体再结晶温度范围内轧制，累计变形量50-65% ;第二阶段在830-890°C奥氏体未再结晶温度范围内轧制，累计变形量 50-65% ； 终轧温度在820-880°C，终冷温度在400-550°C之间，冷却速度控制在10_15°C /s,使之最終得到板条状贝氏体和铁素体组织。
全文摘要
本发明提供一种47kg级海洋工程平台用钢板及其生产方法，采用低碳含量设计，加入Mn、Cr、Ni、Mo、V、Cu等合金元素，进行微合金元素强化，并采取控轧和控冷结合的轧制工艺，使之最终得到板条状贝氏体和铁素体组织。经检测，本发明钢板屈服强度480MPa，完全达到47kg级的要求；抗拉强度630MPa，延伸率27.5%；-40℃下的冲击功为284J，-60℃下的冲击功为290J，保证了低温韧性，可满足海洋平台在低温水域作业的环境要求，解决了海洋工程用钢强度较低的问题。
文档编号C22C38/58GK102676953SQ201210194220
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者丛津功, 李凡, 李静, 王勇, 王 华, 苏万涛, 韩鹏 申请人:鞍钢股份有限公司