CN110834202A - 一种大型vlgc船用碳锰低温钢板的生产方法 - Google Patents

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赵晋斌
陈林恒
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Abstract

本发明公开了一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，涉及钢铁冶炼技术领域，包括制坯‑复合坯加热‑复合坯轧制‑复合坯矫直‑复合坯分板工序，在不改变碳锰低温钢的成分设计、轧制工艺和现有轧机能力的前提下，采用复合坯叠轧的方式生产，可以批量生产（8～10mm）*（3500～4400mm）宽薄规格低温钢板，钢板具有‑60℃，甚至‑80℃低温韧性优异，整板性能均匀，板形良好，厚度公差区间窄等特点。

Description

一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，特别是涉及一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法。
背景技术
LPG船用C-Mn低温钢板，主要用于设计使用温度为-55℃以上的LPG船的液货舱及其周围的船体结构的建造。由于液化石油气需在加压状态下低温保存，要求钢板具有一定的强度、较低的屈强比，-60～-80℃优异的低温韧性，抗层状撕裂、良好的可焊性和加工性能等综合性能。目前，该类产品国内外均采用TMCP工艺生产，为保证低温性能要求，需要对坯料的加热温度，轧制温度和轧后快冷工艺进行严格控制。国内少数中厚板企业已经具备批量生产的能力。
但是，近年来随着全球LPG能源需求的增长，LPG储运需求日趋旺盛。LPG运输船规模在不断向大型化方向发展，如目前国际上最新的大型VLGC已达到86000m3。VLGC的大型化发展，对船舶服役的安全性和稳定性提出了更高要求，因此不仅对船舶设计和建造过程要求更加严苛，同时也给造船所需的低温钢板带来了新的挑战。
在建造大型VLGC过程中焊接通常是最耗时且投入资金最多的环节，同时由于焊缝中常常存在各种缺陷，因此，设计时通常会尽量采用宽板建造，以减少焊缝带来的更多缺陷，同时避免因焊接接头造成的安全问题和成本增加。
大型VLGC用低温钢板通常用到的极限宽薄规格为(8～10mm)*(3500～4400mm)，尽管目前少数中厚板企业可实现此规格钢板的生产，但是现有工艺下，产品的质量等级仅能满足-20℃，甚至维持在0℃水平，远远不能满足VLGC用钢-60～～80℃的低温韧性要求。同时，宽薄规格钢板对轧机设备和轧制工艺要求很高，容易造成钢板瓢曲、边浪、性能不均匀等板形和质量问题，甚至由于卡钢损害生产设备，极大降低了产品的合格率、成材率。如何提高极限宽薄规格低温钢的批量供货能力成为制约我国自主建造大型VLGC的痛点问题。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，包括制坯-复合坯加热-复合坯轧制-复合坯矫直-复合坯分板工序，
制坯：将两块尺寸相同的低温钢坯料进行表面修磨，在修磨后的表面均匀涂抹隔离剂，在修磨表面四周30～50mm位置采用真空电子束焊接方式将两块坯料焊合；
复合坯加热：坯料入炉温度200～500℃，加热温度为1100～1150℃，保温时间为180～300min；复合坯轧制、矫直：采用TMCP工艺，两阶段开轧温度≤900℃，终轧温度800±20℃，轧后采用水冷工艺，返红温度580～630℃，轧后在线返矫3～5次；
复合坯分板：叠轧钢板采用等离子切割机进行切边，切割后分离成两张成品钢板。
技术效果：本发明在不改变碳锰低温钢的成分设计、轧制工艺和现有轧机能力的前提下，采用复合坯叠轧的方式生产，可以批量生产(8～10mm)*(3500～4400mm)宽薄规格低温钢板，钢板具有-60℃，甚至-80℃低温韧性优异，整板性能均匀，板形良好，厚度公差区间窄等特点，也可用于其他领域宽薄规格中厚板的生产。
本发明进一步限定的技术方案是：
前所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，制坯工序，采用的坯料厚度为100～150mm。
前所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，制坯工序，坯料表面修磨采用机械修磨方式，修磨后坯料表面粗糙度≤5μm，不平度不平度≤3mm/m或≤4mm/2m。
前所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，复合坯轧制工序，在复合坯轧制前，安排4～6块宽度4000mm以上的钢板轧制，进行烫辊。
前所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，复合坯分板工序，切割时每边切除50～100mm。
前所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，成品厚度为8～10mm，宽度为3500～4400mm。
前所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，隔离剂的主要成分包括氯化铁、氯化镁和水。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中复合坯轧制工序，在复合坯轧制前进行烫辊，保证轧辊温度均匀；
(2)本发明设计的方法生产的钢板可实现-60℃～-80℃低温冲击≥100J；
(3)本发明中设计的方法生产的钢板不平度可满足≤8mm/m，≤12mm/2m(GB/T-709要求11/m，17mm/2m)；厚度公差范围可满足0～0.5mm(GB/T-709要求0～1.8mm)；
(4)本发明对目前大多数具有5000mm级及以上轧机宽厚板厂生产宽薄规格低温钢板具有重要意义。
附图说明
图1为本发明实施例1的低温钢显微组织照片；
图2为本发明对比例的低温钢显微组织照片。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，包括制坯-复合坯加热-复合坯轧制-复合坯矫直-复合坯分板工序。
制坯：坯料厚度为130mm，将两块尺寸相同的低温钢坯料进行表面修磨，采用机械修磨方式表面修磨5mm后，坯料表面粗糙度≤5μm，不平度≤3mm/m，修磨后在焊接表面均匀涂抹隔离剂，隔离剂的主要成分包括氯化铁、氯化镁和水，在修磨表面四周30～50mm位置采用真空电子束焊接方式将两块坯料焊合；
复合坯加热：坯料入炉温度250℃，加热温度为1150℃，保温时间为208min；
复合坯轧制、矫直：在复合坯轧制前，安排4～6块宽度4000mm以上的钢板轧制，进行烫辊，采用TMCP工艺，两阶段开轧温度890℃，终轧温度820℃，轧后采用水冷工艺，返红温度630℃，轧后在线返矫5次；
复合坯分板：叠轧钢板尺寸为16*4050mm，采用等离子切割机进行切边，每边切除70mm，切割后分离成两张成品钢板。
成品厚度为8mm，宽度为3910mm。成品钢板力学性能和不平度见表1。
实施例2
本实施例提供的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，包括制坯-复合坯加热-复合坯轧制-复合坯矫直-复合坯分板工序。
制坯：坯料厚度为140mm，将两块尺寸相同的低温钢坯料进行表面修磨，采用机械修磨方式表面修磨8mm后，坯料表面粗糙度≤5μm，不平度≤3mm/m，修磨后在焊接表面均匀涂抹隔离剂，隔离剂的主要成分包括氯化铁、氯化镁和水，在修磨表面四周30～50mm位置采用真空电子束焊接方式将两块坯料焊合；
复合坯加热：坯料入炉温度350℃，加热温度为1140℃，保温时间为350min；
复合坯轧制、矫直：在复合坯轧制前，安排4～6块宽度4000mm以上的钢板轧制，进行烫辊，采用TMCP工艺，两阶段开轧温度870℃，终轧温度810℃，轧后采用水冷工艺，返红温度600℃，轧后在线返矫3次；
复合坯分板：叠轧钢板尺寸为17*4400mm，采用等离子切割机进行切边，每边切除100mm，切割后分离成两张成品钢板。
成品厚度为8.5mm，宽度为4200mm。成品钢板力学性能和不平度见表1。
实施例3
本实施例提供的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，包括制坯-复合坯加热-复合坯轧制-复合坯矫直-复合坯分板工序。
制坯：坯料厚度为150mm，将两块尺寸相同的低温钢坯料进行表面修磨，采用机械修磨方式表面修磨5mm后，坯料表面粗糙度≤5μm，不平度≤3mm/m，修磨后在焊接表面均匀涂抹隔离剂，隔离剂的主要成分包括氯化铁、氯化镁和水，在修磨表面四周30～50mm位置采用真空电子束焊接方式将两块坯料焊合；
复合坯加热：坯料入炉温度500℃，加热温度为1130℃，保温时间为300min；
复合坯轧制、矫直：在复合坯轧制前，安排4～6块宽度4000mm以上的钢板轧制，进行烫辊，采用TMCP工艺，两阶段开轧温度860℃，终轧温度800℃，轧后采用水冷工艺，返红温度580℃，轧后在线返矫3次；
复合坯分板：叠轧钢板尺寸为20*4600mm，采用等离子切割机进行切边，每边切除100mm，切割后分离成两张成品钢板。
成品厚度为10mm，宽度为4400mm。成品钢板力学性能和不平度见表1。
对比例
采用常规单轧的生产方法生产规格为10*3500mm的低温钢板。坯料规格150mm，入炉温度20℃，加热温度为1200℃，保温时间为214min。开轧温度980℃，终轧温度830℃，轧后采用弱冷工艺，返红温度650℃，轧后在线返矫5次，成品钢板力学性能和不平度见表1。
表1低温钢板实物质量
同时参考图1和图2可知，图1组织为细小的铁素体晶粒+少量珠光体均匀细小的组织，保证-60～-80℃低温冲击韧性优异，图2为常规方式生产的钢板，组织为铁素体+珠光体，晶粒度约7～8级且有轻度的混晶现象，-60℃冲击功较低。因此，本发明所述生产方法生产的低温钢板，可实现-60℃～-80℃低温冲击≥100J，不平度可满足≤8mm/m，≤12mm/2m(GB/T-709要求11/m，17mm/2m)，厚度公差范围可满足0～0.5mm(GB/T-709要求0～1.8mm)。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，其特征在于：包括制坯-复合坯加热-复合坯轧制-复合坯矫直-复合坯分板工序，
制坯：将两块尺寸相同的低温钢坯料进行表面修磨，在修磨后的表面均匀涂抹隔离剂，在修磨表面四周30～50mm 位置采用真空电子束焊接方式将两块坯料焊合；
复合坯加热：坯料入炉温度200～500℃，加热温度为1100～1150℃，保温时间为180～300min；
复合坯轧制、矫直：采用TMCP工艺，两阶段开轧温度≤900℃，终轧温度800±20℃，轧后采用水冷工艺，返红温度580～630℃，轧后在线返矫3～5次；
复合坯分板：叠轧钢板采用等离子切割机进行切边，切割后分离成两张成品钢板。
2.根据权利要求1所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，其特征在于：所述制坯工序，采用的坯料厚度为100～150mm。
3.根据权利要求1所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，其特征在于：所述制坯工序，坯料表面修磨采用机械修磨方式，修磨后坯料表面粗糙度≤5μm，不平度≤3mm/m或≤4mm/2m。
4.根据权利要求1所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，其特征在于：所述复合坯轧制工序，在复合坯轧制前，安排4～6块宽度4000mm 以上的钢板轧制，进行烫辊。
5.根据权利要求1所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，其特征在于：所述复合坯分板工序，切割时每边切除50～100mm。
6.根据权利要求1所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，其特征在于：成品厚度为8～10mm，宽度为3500～4400mm。
7.根据权利要求1所述的一种大型VLGC船用碳锰低温钢板的生产方法，其特征在于：所述隔离剂的主要成分包括氯化铁、氯化镁和水。
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