CN103451534A - 一种60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于船舶及海洋工程用结构钢的技术领域，具体的涉及一种60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板及其生产方法。该种60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板，包括以下质量百分比的化学成分：C0.09～0.14%，Si0.20～0.50%，Mn1.10～1.50%，P≤0.015%，S≤0.005%，Nb0.030～0.060%，Ti0.010～0.020%，Als0.015～0.050%，余量为Fe及不可避免的杂质。所述钢板的厚度方向性能优良，炼钢生产采用单渣法操作，工艺简单可行。

Description

一种60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板及其生产方法

技术领域

本发明属于船舶及海洋工程用结构钢的技术领域，具体的涉及一种60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板及其生产方法。

背景技术

随着全球经济的不断发展，国内外对能源的需求不断增长，特别是对石油与天然气的需求，急剧增加。而陆地资源的供给量日益减少，世界各国对海洋能源的开发与利用极为关注，海洋台建设日益得到重视，对海洋平台用钢板的性能，已不仅仅局限于常规的强度、韧性，对厚度方向性能的要求越来越高。

60mm厚海洋平台用钢板，多应用于自升式海洋平台的导管架等关键部位，长期在水下服役，要求此类钢板必须具有较高的强度、较好的低温冲击韧性，特别是具有优良的厚度方向性能，目前，相关的设计与技术部门提出海洋平台用钢的厚度方向断面收缩率应不低于45%。

在此背景下，急需开发厚度方向性能优良的海洋平台钢板，尤其是对于目前常用的海洋平台用钢D36、E36，着重改善此类钢板的厚度方向性能。

因此申请号为201310154636.7的专利申请公开了一种355MPa 级易焊接海洋平台用钢板及其生产工艺，所述厚度规格为（40～60]mm 的钢板化学成分中含有钒，而钒合金的价格较贵，成本较高，没有成本优势。

现有转炉冶炼工艺中对脱磷采用的是双渣法，过程复杂，时间长，操作过程中成分含量不易控制。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板及其生产方法，生产工艺成熟稳定，所述钢板强度稳定，冲击值高，并且厚度方向性能优良，炼钢生产采用单渣法操作，工艺简单可行。

本发明的技术方案为：一种60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板，包括以下质量百分比的化学成分：C 0.09～0.14%，Si 0.20～0.50%，Mn 1.10～1.50%， P≤0.015%，S≤0.005%，Nb 0.030～0.060%，Ti 0.010～0.020%，Als 0.015～0.050%，余量为Fe及不可避免的杂质。

所述60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板，包括以下质量百分比的化学成分：C 0.13%，Si 0.25%，Mn 1.41%， P 0.015%，S 0.004%，Nb 0.058%，Ti 0.017%，Als 0.035%，余量为Fe及不可避免的杂质。

所述60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板，包括以下质量百分比的化学成分：C 0.11%，Si 0.32%，Mn 1.47%， P 0.012%，S 0.003%，Nb 0.052%，Ti 0.015%，Als 0.037%，余量为Fe及不可避免的杂质。

所述海洋平台用钢板的生产方法，包括以下步骤：

（1）KR预处理：经KR预处理后使得入转炉的铁水中S的质量百分比为S≤0.006%；

（2）转炉冶炼：在转炉冶炼过程中，采用单渣法脱磷，然后挡渣出钢；

（3）LF精炼：在LF精炼过程中进行底吹氩气搅拌，白渣操作，LF精炼时间至少8分钟；

（4）RH精炼：RH精炼过程中使得真空度在2mbar以下持续时间至少12分钟；

（5）连铸：在进行连铸时过热度为15～25，拉速为0.95～1m/min，连铸得到的钢坯进行缓冷至200℃再进行加热；

（6）加热：钢坯加热时间控制在1.0min/mm，加热温度为1150～1230℃；

（7）轧制：在进行精轧时，精轧开轧温度为870～890℃；轧制完成后立即进入Mulpic区冷却，终冷温度为620～650℃，冷却速率为5～10℃/S；然后所得钢板在冷床区自然冷却；

（8）热处理：采用正火处理，正火温度为890～910℃，正火时间控制在1.5min/mm。

本发明的有益效果为：本发明为得到内部组织优良的连铸坯，在冶炼过程严格执行精料操作：高炉铁水经KR进行预处理脱S；转炉冶炼过程采用单渣法操作，不仅能够达到要求，而且工序简单，缩短时间；挡渣塞挡渣出钢；LF精炼全过程底吹氩气，保证夹杂物上浮，使得温度以及成分均匀；连铸得到的钢坯进行缓冷至200℃再进行加热，促进氢的充分逸出，同时减少钢坯偏析。

钢坯加热温度为1150～1230℃，防止晶粒长大；精轧后立即进Mulpic区冷却。采用正火处理，正火温度为890～910℃，正火时间控制在1.5min/mm，均匀钢板的组织，细化晶粒，减少偏析，得到厚度方向性能优良的海洋平台用钢板。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行详细的描述。

实施例1

所述60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板，包括以下质量百分比的化学成分：C 0.13%，Si 0.25%，Mn 1.41%， P 0.015%，S 0.004%，Nb 0.058%，Ti 0.017%，Als 0.035%，余量为Fe及不可避免的杂质。

所述海洋平台用钢板的生产方法，包括以下步骤：

（1）KR预处理：经KR预处理后使得入转炉的铁水中S的质量百分比为0.006%；

（2）转炉冶炼：在转炉冶炼过程中，采用单渣法脱磷，然后挡渣出钢；

（3）LF精炼：在LF精炼过程中进行底吹氩气搅拌，白渣操作，LF精炼时间12分钟, 出站加入FeTi；

（4）RH精炼：RH精炼过程中使得真空度在2mbar以下持续时间15分钟；

（5）连铸：在进行连铸时过热度为15～25，均匀拉速操作，拉速为0.95～1m/min，连铸得到的钢坯进行缓冷至200℃再进行加热；

（6）加热：钢坯加热时间控制在1.0min/mm，加热温度为1200～1220℃；

（7）轧制：钢坯经高压水除鳞后，两阶段轧制：粗轧阶段道次压下量保证12%；在进行精轧时，精轧开轧温度为885℃；轧制完成后立即进入Mulpic区冷却，终冷温度为622℃，冷却速率为5℃/S；然后所得钢板在冷床区自然冷却；

（8）热处理：采用正火处理，正火温度为903℃，正火时间控制在1.5min/mm，保温时间为90分钟。

本实施例所得钢板具体性能如下：

（1）取样位置：钢板表面

屈服强度385MPa；抗拉强度540MPa；延伸率32.5%；冲击功（AKV）271J、298J、285J；120°宽冷弯（b=5a,d=3a）合格；厚度方向断面收缩率73%、68%、75%。

（2）取样位置：钢板1/4处

屈服强度380MPa；抗拉强度530MPa；延伸率31%；冲击功（AKV）267J、283J、279J；120°宽冷弯（b=5a,d=3a）合格；厚度方向断面收缩率73%、68%、75%。

(3)取样位置：钢板中心

屈服强度380MPa；抗拉强度525MPa；延伸率30%；冲击功（AKV）255J、271J、268J；120°宽冷弯（b=5a,d=3a）合格；厚度方向断面收缩率73%、68%、75%。

实施例2

所述60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板，包括以下质量百分比的化学成分：C 0.11%，Si 0.32%，Mn 1.47%， P 0.012%，S 0.003%，Nb 0.052%，Ti 0.015%，Als 0.037%，余量为Fe及不可避免的杂质。

所述海洋平台用钢板的生产方法，包括以下步骤：

（1）KR预处理：经KR预处理后使得入转炉的铁水中S的质量百分比为0.004%；

（2）转炉冶炼：在转炉冶炼过程中，采用单渣法脱磷，然后挡渣出钢；

（3）LF精炼：在LF精炼过程中进行底吹氩气搅拌，白渣操作，LF精炼时间13分钟, 出站加入FeTi；

（4）RH精炼：RH精炼过程中使得真空度在2mbar以下持续时间12分钟；

（5）连铸：在进行连铸时过热度为15～20，均匀拉速操作，拉速为0.95～1m/min，连铸得到的钢坯进行缓冷至200℃再进行加热；

（6）加热：钢坯加热时间控制在1.0min/mm，加热温度为1180～1210℃；

（7）轧制：钢坯经高压水除鳞后，两阶段轧制：粗轧阶段道次压下量保证12%；在进行精轧时，精轧开轧温度为876℃；轧制完成后立即进入Mulpic区冷却，终冷温度为650℃，冷却速率为6℃/S；然后所得钢板在冷床区自然冷却；

（8）热处理：采用正火处理，正火温度为897℃，正火时间为1.5min/mm，保温时间为90分钟。

本实施例所得钢板具体性能如下：

（1）取样位置：钢板表面

屈服强度375MPa；抗拉强度530MPa；延伸率33.5%；冲击功（AKV）294J、287J、292J；120°宽冷弯（b=5a,d=3a）合格；厚度方向断面收缩率72%、70%、73%。

（2）取样位置：钢板1/4处

屈服强度370MPa；抗拉强度524MPa；延伸率31%；冲击功（AKV）286J、291J、266J；120°宽冷弯（b=5a,d=3a）合格；厚度方向断面收缩率72%、70%、73%。

(3)取样位置：钢板中心

屈服强度365MPa；抗拉强度517MPa；延伸率30.5%；冲击功（AKV）267J、274J、269J；120°宽冷弯（b=5a,d=3a）合格；厚度方向断面收缩率72%、70%、73%。

Claims (4)

1.一种60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板，其特征在于，包括以下质量百分比的化学成分：C 0.09～0.14%，Si 0.20～0.50%，Mn 1.10～1.50%， P≤0.015%，S≤0.005%，Nb 0.030～0.060%，Ti 0.010～0.020%，Als 0.015～0.050%，余量为Fe及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板，其特征在于，包括以下质量百分比的化学成分：C 0.13%，Si 0.25%，Mn 1.41%， P 0.015%，S 0.004%，Nb 0.058%，Ti 0.017%，Als 0.035%，余量为Fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述60mm厚度方向性能优良的海洋平台用钢板，其特征在于，包括以下质量百分比的化学成分：C 0.11%，Si 0.32%，Mn 1.47%， P 0.012%，S 0.003%，Nb 0.052%，Ti 0.015%，Als 0.037%，余量为Fe及不可避免的杂质。

4.一种权利要求1所述的海洋平台用钢板的生产方法，包括以下步骤：

（1）KR预处理：经KR预处理后使得入转炉的铁水中S的质量百分比为S≤0.006%；

（2）转炉冶炼：在转炉冶炼过程中，采用单渣法脱磷，然后挡渣出钢；

（3）LF精炼：在LF精炼过程中进行底吹氩气搅拌，白渣操作，LF精炼时间至少8分钟；

（4）RH精炼：RH精炼过程中使得真空度在2mbar以下持续时间至少12分钟；

（5）连铸：在进行连铸时过热度为15～25，拉速为0.95～1m/min，连铸得到的钢坯进行缓冷至200℃再进行加热；

（6）加热：钢坯加热时间控制在1.0min/mm，加热温度为1150～1230℃；

（7）轧制：在进行精轧时，精轧开轧温度为870～890℃；轧制完成后立即进入Mulpic区冷却，终冷温度为620～650℃，冷却速率为5～10℃/S；然后所得钢板在冷床区自然冷却；

（8）热处理：采用正火处理，正火温度为890～910℃，正火时间控制在1.5min/mm。