一种海洋平台用钢板及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种海洋平台用钢板及其制造方法，本发明通过Nb/V/Ti/Ni微合金化、低碳当量Ceq、低焊接裂纹敏感性指数Pcm、大厚度连铸坯、粗轧大压下量、控轧控冷及正火热处理工艺，生产大厚度高韧性海洋平台用钢板，生产成本较低，-40℃中心横向冲击性能良好。
【专利说明】ー种海洋平台用钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于船舶及海洋工程用结构钢【技术领域】，特别涉及ー种海洋平台用钢板及其制造方法。
【背景技术】
[0002]随着国内海洋石油和天然气的加速开发，推动了海洋工程装备制造业的发展，海洋工程用钢板需求前景看好。
[0003]海洋平台用钢板的各项技术指标要求极高，须具有高強度、高韧性、抗疲劳、抗层状撕裂、良好的焊接性、耐海水腐蚀以及好的冷加工性等性能。国产海洋平台用钢板己经广泛采用，EH36以下级别基本实现国产化，占平台用钢量的90%，但关键部位所用大厚度、高強度钢材仍依赖进ロ。随着海洋平台结构向大型化发展，所需钢板厚度随之増大，对海洋平台用钢板的性能提出了更高的要求。
[0004]在此背景下，急需进行高性能海洋平台用钢板的研发与推广，尤其是开发大厚度高韧性海洋平台用钢板尤为迫切。
[0005]申请号为20 1110355557.3的专利申请公开了一种大厚度海洋工程用钢板及其生产方法，其化学成分质量百分比为:c:0.07%-0.09%, S1:0.15%-0.40%, Mn:1.40%"1.50%,P ≤ 0.012%, S ≤ 0.005%, N1:0.6090.70%, Nb:0.0309T0.040%, Al:0.0209T0.045%, Mo:
0.13%-0.17%, V:0.04%-0.05%, T1:0.012%-0.020%，余量为Fe和不可避免的杂质;该发明采用电炉冶炼，连铸坯厚度为330m m，钢板采用再结晶和未再结晶两阶段轧制+淬火、回火处理。上述专利添加了 Ni (0.60%-0.70%)、Mo (0.13%-0.17%) ,Ni,Mo合金的价格较贵，成本较高，且采用淬火+回火エ艺，生产周期长。
[0006]申请号为201210182698.4的专利申请公开了ー种高性能海洋平台用钢及其生产方法，当钢板厚度为4(Tl00mm吋，钢板的重量百分比化学成分组成为:C:0.10%-0.12%，S1:0.20%-0.50%, Mn:1.50%"1.60%, P ≤ 0.012%, S ≤0.003%, V:0.070%-0.075%, Nb:
0.030%-0.040%, Ti く 0.050%, Al:0.020%-0.050%,余量为Fe和不可避免的杂质；该发明采用电炉冶炼，< 90mm钢板采用300mm连铸坯≥90mm钢板采用锭模浇铸，钢板采用再结晶和未再结晶两阶段轧制，正火热处理+正火后水冷。上述专利添加了较多的Mn、V、Ti，≥ 90mm钢板采用模铸，且正火后水冷，エ艺成本高，生产周期长；-20°C中心横向冲击性能较好，_40°C中心横向冲击性能未知，不能确定能否满足_20°C以下的使用环境要求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供ー种海洋平台用钢板及其制造方法，本发明通过Nb/V/Ti/Ni微合金化、低碳当量Ceq、低焊接裂纹敏感性指数Pcm、大厚度连铸坯、粗轧大压下量、控轧控冷及正火热处理工艺，生产大厚度高韧性海洋平台用钢板，生产成本较低，_40°C中心横向冲击性能良好。
[0008]本发明的ー种海洋平台用钢板及其制造方法技术方案为，所述钢板厚度规格为(60，100] _，钢板化学成分质量百分比为:C:0.10-0.15%，S1:0.20-0.50%, Mn:
1.30-1.60%, P≤0.015%, S:≤ 0.005%, Al:0.015-0.055%, Nb:0.030-0.060%, V:
0.040-0.080%, Ti:0.008-0.020%, Ni:0.20-0.40%, Nb+V+Ti く 0.12%, Ceq く 0.43，Pcm≤ 0.23%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0009]优选的，钢板厚度规格为100mm，钢板化学成分质量百分比为:C:0.12%，Si:
0.27%, Mn:1.45%, P:0.014%, S:0.003%, Al:0.033%, Nb:0.043%，V:0.062%, T1:0.015%, Ni:
0.31%，Ceq:0.416，Pcm:0.221%，余量为Fe及不可避免的杂质。
[0010]钢板下屈服强度365-435MPa，抗拉强度510-570MPa，断后伸长率24-35%，_40°C下比冲击吸收功纵向平均在180J以上，Z向拉伸断面收缩率平均在43%以上。
[0011]该海洋平台用钢板的制造方法，エ艺步骤包括:高炉铁水、铁水预脱硫、转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、RH精炼、板坯连铸、板坯下线堆垛缓冷、板坯清理、板坯再加热、4300轧机粗轧、4300轧机控轧、Mulpic控冷、钢板堆垛缓冷、探伤、正火、成品取样检验、入库。
[0012]具体エ艺条件为:
(1)铁水预脱硫，入炉铁水S≤0.003%,转炉冶炼钢水，钢水经LF、RH精炼，[N] ( 3Oppm, [0] ( 25ppm, [H] ( 1.5ppm，将钢水浇铸成3OOmm厚板坯，下线堆垛缓冷72小时以上；
(2)板坯检查清理后装炉加热，加热时间0.9-1.0min/mm,出炉温度110(Tll80°C ；
(3)板坯经高压水除鳞，高压水压カ为19-20Mpa，进入4300mm轧机轧制；
(4)粗轧阶段提高道次压下量，至少有2个道次压下量>30mm ；
(5)精轧保证终轧温度:钢板终轧温度控制在810±10°C；
(6)轧后立即水冷，终冷温度60(T650°C，冷却速率4-8°C/s ；
(7)正火处理温度:900±10°C;保温时间:1.5min/mm+10mino
[0013]优选的，步骤(I)钢水经LF、RH 精炼，[N]:25ppm, [0]:20ppm, [H]:1.2ppm，将钢水浇铸成300mm厚板坯，下线堆垛缓冷72小时以上。
[0014]步骤(2)板坯检查清理后装炉加热，加热时间285min，出炉温度1170°C。
[0015]步骤(5)精轧时钢板终轧温度控制在810°C。
[0016]步骤(6)轧后立即水冷，终冷温度630°C，冷却速率5.80C /s。
[0017]步骤(7)正火处理温度:900°C ;保温时间:160min。
[0018]本发明的有益效果为:本发明生产的大厚度高韧性海洋平台用钢板，可生产的最大厚度为IOOmm ;本钢板采用Nb、V、Ti微合金成分，添加少量的Ni，通过低碳当量Ceq、低焊接裂纹敏感性指数Pcm、大厚度连铸坯、粗轧大压下量、控轧控冷及正火热处理工艺，降低了生产成本，并可以保证力学性能均匀:下屈服強度365-435MPa，抗拉强度51(T570MPa，断后伸长率24-35%，-40°C下比冲击吸收功纵向平均在180J以上，Z向拉伸断面收缩率平均在43%以上。。
[0019]【专利附图】
【附图说明】:
图1所示为实施例1中IOOmm钢板近表面的IOOX微观组织图；
图2所示为实施例1中IOOmm钢板四分之ー处IOOX微观组织图；
图3所示为实施例1中IOOmm钢板中心处IOOX微观组织图；
图4所示为实施例1中IOOmm钢板近表面的500X微观组织图；图5所示为实施例1中IOOmm钢板四分之ー处500X微观组织图；
图6所示为实施例1中IOOmm钢板中心处500X微观组织图；
图7所示为实施例2中80mm钢板近表面的100X微观组织图；
图8所示为实施例2中80mm钢板四分之ー处100X微观组织图；
图9所示为实施例2中80mm钢板中心处100X微观组织图；
图10所示为实施例2中80mm钢板近表面的500X微观组织图；
图11所示为实施例2中80mm钢板四分之ー处500X微观组织图；
图12所示为实施例2中80mm钢板中心处500X微观组织图。
[0020]【具体实施方式】:
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
[0021]实施例1
本发明的エ艺流程为:高炉铁水一铁水预脱硫一转炉冶炼一脱氧合金化一LF精炼—RH精炼一板还连铸一板还下线堆操缓冷一板还清通一板还再加热一4300乳机粗乳—4300轧机控轧一Mulpic控冷一钢板堆垛缓冷一探伤一正火一成品取样检验一入库。
[0022]根据本发明提供的化学成分范围，按照上述エ艺流程以及规定的エ艺条件，在210吨转炉上冶炼钢水，将钢水 浇铸成300mm厚板坯，在4300mm宽厚板轧机上轧制IOOmm钢板。
[0023]钢板的化学成分见表I ;
表I
【权利要求】
1.ー种海洋平台用钢板，其特征在于，钢板厚度规格为(60，100]mm，钢板化学成分质量百分比为:C:0.10-0.15%, Si:0.20-0.50%, Mn:1.30-1.60%, P: ≤ 0.015%, S:≤ 0.005%, Al:0.015-0.055%, Nb:0.030-0.060%, V:0.040-0.080%, T1:0.008-0.020%, Ni:0.20-0.40%, Nb+V+Ti ≤ 0.12%, Ceq ≤ 0.43，Pcm ≤ 0.23%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的ー种海洋平台用钢板，其特征在于，钢板厚度规格为100mm，钢板化学成分质量百分比为:C:0.12%, Si:0.27%, Mn:1.45%, P:0.014%, S:0.003%, Al:0.033%, Nb:0.043%, V:0.062%, T1:0.015%, N1:0.31%, Ceq:0.416，Pcm:0.221%，余量为 Fe及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的ー种海洋平台用钢板，其特征在于，钢板下屈服強度365-435MPa，抗拉强度51(T570MPa，断后伸长率24-35%，-40°C下比冲击吸收功纵向平均在180J以上，Z向拉伸断面收缩率平均在43%以上。
4.如权利要求1-3任一所述的ー种海洋平台用钢板的制造方法，其特征在干，エ艺步骤包括:高炉铁水、铁水预脱硫、转炉冶炼、脱氧合金化、LF精炼、RH精炼、板坯连铸、板坯下线堆垛缓冷、板坯清理、板坯再加热、4300轧机粗轧、4300轧机控轧、Mulpic控冷、钢板堆垛缓冷、探伤、正火、成品取样检验、入库。
5.根据权利要求4所述的ー种海洋平台用钢板的制造方法，其特征在干，具体エ艺条件为: (1)铁水预脱硫，入炉铁水S≤0.003%,转炉冶炼钢水，钢水经LF、RH精炼，[N] ( 30ppm, [0] ( 25ppm, [H] ( 1.5ppm，将钢水浇铸成300mm厚板坯，下线堆垛缓冷72小时以上； (2)板坯检查清理后装炉加热，加热时间0.9-1.0min/mm,出炉温度110(Tll80°C ； (3)板坯经高压水除鳞，高压水压カ为19-20Mpa，进入4300mm轧机轧制； (4)粗轧阶段提高道次压下量，至少有2个道次压下量≥30mm ； (5)精轧保证终轧温度:钢板终轧温度控制在810±10°C； (6)轧后立即水冷，终冷温度60(T650°C，冷却速率4-8°C/s ； (7)正火处理温度:900±10°C;保温时间:1.5min/mm+10mino
6.根据权利要求5所述的ー种海洋平台用钢板的制造方法，其特征在干，步骤(I)钢水经LF、RH精炼，[N]:25ppm, [0]:20ppm, [H]:1.2ppm，将钢水浇铸成300mm厚板坯，下线堆垛缓冷72小时以上。
7.根据权利要求5所述的ー种海洋平台用钢板的制造方法，其特征在于，步骤(2)板坯检查清理后装炉加热，加热时间285min，出炉温度1170°C。
8.根据权利要求5所述的ー种海洋平台用钢板的制造方法，其特征在干，步骤(5)精轧时钢板终轧温度控制在810°C。
9.根据权利要求5所述的ー种海洋平台用钢板的制造方法，其特征在于，步骤(6)轧后立即水冷，终冷温度630°C，冷却速率5.8°C /S。
10.根据权利要求5所述的ー种海洋平台用钢板的制造方法，其特征在于，步骤(7)正火处理温度:900°C ;保温时间:160min。
【文档编号】C21D8/02GK103436784SQ201310423507
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】王焕洋, 孙风晓, 徐洪庆, 李旺生, 李敏, 王勇, 朱延山 申请人:济钢集团有限公司