專利名稱：一種80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海洋工程用鋼，具體地說是一種80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，全球石油天然氣能源需求的不斷增長以及陸地資源開采的難度日益加大，廣闊的海洋已經(jīng)成為全球石油天然氣資源開采新的增長點(diǎn)，我國擁有遼闊的海域，因此，海洋工程裝備制造業(yè)更成為我國著力發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。 鑒于我國當(dāng)前對能源戰(zhàn)略儲備的迫切需要，研發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高強(qiáng)度、高韌性海洋工程用特厚鋼板，對于完善我國能源體系、抑制周邊國家對我國南海、東海等海域資源的掠奪，獨(dú)立開發(fā)海洋資源，保證國家能源安全具有重要意義?！笆晃濉逼陂g我國開發(fā)建設(shè)了建造76座平臺和6座浮式生產(chǎn)儲油船?！笆濉逼陂g我國支持企業(yè)研究開發(fā)深水半潛式鉆井平臺和生產(chǎn)平臺、新型自升式鉆井平臺、浮式生產(chǎn)儲卸裝置、海洋工程作業(yè)船及大型模塊、綜合性一體化組塊等海洋工程裝備?！笆濉逼陂g海洋工程用量總量將達(dá)300萬噸左右。由于海洋平臺比船舶服役長50%的時(shí)間，并且應(yīng)用在波浪、海潮、風(fēng)暴及寒冷流冰等嚴(yán)峻的海洋工作環(huán)境中，因此必須具備高強(qiáng)高韌性能，心部性能優(yōu)良。目前，對于國內(nèi)鋼廠300mm以下坯料的連鑄坯、2690 3500mm寬的中厚板軋機(jī)較多，但無此類坯料和軋機(jī)的80mm厚海洋工程用的F36-Z35鋼板。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板及其制造方法。本發(fā)明的制造方法生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，得到的產(chǎn)品機(jī)械性能優(yōu)良，壓縮比低可顯著減輕連鑄坯的中心偏析，保證心部性能的穩(wěn)定性和提高心部沖擊性能。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
一種80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板，其特征在于該鋼板化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 08 O. 17%, Si O. 20 O. 40%, Mn I. 00 I. 60%, P 彡 O. 010%, S 彡 O. 002%, Nb
O.025 O. 050%, V O. 025 O. 065%, Ti O. 005 O. 020%, Cr ( O. 15%, Ni O. 25 O. 40%,Cu ( O. 30%, Mo ( O. 08%, Al O. 0250 O. 040%, O ^ 20 ppm, N ^ 40 ppm, H ( 2ppm,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板為低壓縮比，連鑄板坯厚度為220mm，成品厚度為80mm，壓縮比為2. 75:1。一種上述80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于該方法具體要求如下
煉鋼及連鑄工藝鐵水脫硫后目標(biāo)硫< O. 004% ;轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法脫磷，轉(zhuǎn)爐出鋼當(dāng)渣；精煉采用白渣操作，白渣保持時(shí)間> 10分鐘，精煉總時(shí)間確保> 40分鐘；真空處理保持時(shí)間> 20分鐘；真空處理后進(jìn)行鈣處理；連鑄中包目標(biāo)溫度為液相線溫度+(10-20) °C，拉速穩(wěn)定。軋制工藝采用控軋控冷工藝，為兩階段軋制；軋前連鑄坯兩次加熱，兩次加熱溫度1150°C 1250°C ;粗軋溫度1000 1150°C，粗軋采用高溫低速大壓下軋制，單道次壓下量彡28mm ;精軋開軋溫度850 900°C ;軋后層流冷卻，返紅溫度600 720°C，冷卻速率
5 8°C /s ;隨后空冷至室溫。熱處理工藝加熱溫度為870 950°C，總保溫時(shí)間為150 220min，出爐后控冷，控冷返紅溫度為50(T720°C，隨后空冷至室溫。按照潔凈鋼的冶煉及控制鐵水預(yù)處理進(jìn)行降硫；轉(zhuǎn)爐采用雙渣法降磷和出鋼擋 渣防止回磷；保證白渣精煉時(shí)間和精煉總時(shí)間，吸附夾雜物和減少鋼中的S、O等元素含量；使用鈣處理，改善夾雜物形態(tài)；真空處理，降低H、N等有害元素含量；最終得到內(nèi)部質(zhì)量較優(yōu)良的連鑄坯。軋前連鑄坯加熱溫度1150°C 1250°C，既保證微合金元素完全固溶和又防止溫度過高導(dǎo)致晶粒長大；粗軋采用高溫低速大壓下來破碎柱狀晶和焊合坯料內(nèi)部缺陷以及細(xì)化奧氏體晶粒；精軋后三道累計(jì)壓下率大于20%，通過未在結(jié)晶區(qū)的低溫大變形誘導(dǎo)鐵素體機(jī)制以及適當(dāng)控冷工藝(返紅溫度600 720°C，冷卻速率5 8°C /s)，得到控制晶粒大小的目的；
軋前兩次加熱，兩次加熱后，可顯著減輕連鑄坯的中心偏析，保證心部性能的穩(wěn)定性；正火后控冷控制(返紅溫度50(T72(TC )，隨后空冷至室溫，既細(xì)化了晶粒，整體提高強(qiáng)度和沖擊，又極大地減輕帶狀組織和心部貝氏體偏析帶，使沖擊性能得到大幅度改善。本發(fā)明的有益效果
I、在GB712-2011和九大船級社標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)成分范圍之內(nèi)，開發(fā)出80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板，對軋機(jī)負(fù)荷要求不是太高，一般的中厚板軋機(jī)均可生產(chǎn)，因此，適用性廣，適合國內(nèi)大多數(shù)中厚板廠生產(chǎn)。2、壓縮比低連鑄板坯厚度為220mm，成品厚度為80mm，壓縮比為2.75:1。3、通過潔凈鋼的冶煉，降低坯料偏析和疏松等內(nèi)部缺陷；通過粗軋高溫低速大壓下，破碎柱狀晶和細(xì)化奧氏體晶粒；通過兩次加熱，改善鑄坯中心偏析；通過精軋累積變形以及配合控冷，得到控制熱軋后晶粒大小的目的；
4、軋前兩次加熱，兩次加熱后，可顯著減輕連鑄坯的中心偏析，保證心部性能的穩(wěn)定
性；
5、正火后控冷細(xì)化晶粒，同時(shí)提高強(qiáng)度和韌性；減輕或消除帶狀組織，提高鋼板整體沖擊性能；減輕心部貝氏體偏析帶，提高心部沖擊性能。本發(fā)明生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，對軋機(jī)能力要求較小、綜合性能優(yōu)良。適用于采用300_以下坯料的連鑄坯、2690 3500mm寬的中厚板軋機(jī)生產(chǎn)80mm厚海洋工程用的F36-Z35鋼板。說明書附圖
圖I為本發(fā)明的試驗(yàn)鋼實(shí)施例I板厚1/4處在金相顯微鏡下典型的組織形貌圖。圖2為本發(fā)明的試驗(yàn)鋼實(shí)施例I板厚1/2處在金相顯微鏡下典型的組織形貌圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I 權(quán)利要求
1.ー種80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板，其特征在于該鋼板化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C O. 08 O. 17%, Si O. 20 O. 40%, Mn I. 00 I. 60%, P 彡 O. 010%, S 彡 O. 002%, Nb.O.025 O. 050%, V O. 025 O. 065%, Ti O. 005 O. 020%, Cr く O. 15%, Ni O. 25 O. 40%,Cu く O. 30%, Mo く O. 08%, Al O. 0250 O. 040%, O ^ 20 ppm, N ^ 40 ppm, H く 2ppm,余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
2.—種權(quán)利要求I所述80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于該方法具體要求如下 煉鋼及連鑄エ藝鐵水脫硫后目標(biāo)硫< O. 004% ;轉(zhuǎn)爐冶煉采用雙渣法脫磷，轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣；精煉采用白渣操作，白渣保持時(shí)間> 10分鐘，精煉總時(shí)間確保> 40分鐘；真空處理保持時(shí)間> 20分鐘；真空處理后進(jìn)行鈣處理；連鑄中包目標(biāo)溫度為液相線溫度加10-20°C，拉速穩(wěn)定；軋制エ藝采用控軋控冷エ藝，為兩階段軋制；兩次加熱溫度1150°C 1250°C，粗軋溫度1000 1150°C，粗軋采用大壓下軋制，單道次壓下量> 28mm，精軋開軋溫度850 900°C，精軋累計(jì)壓下率彡20% ;軋后層流冷卻，返紅溫度600 720°C，冷卻速率5 8°C /s ;隨后空冷至室溫； 熱處理工藝加熱溫度為870 950°C，總保溫時(shí)間為150 220min，出爐后控冷，控冷后返紅溫度為50(T720°C，隨后空冷至室溫，得到80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于按照潔凈鋼的冶煉及控制鐵水預(yù)處理進(jìn)行降硫；轉(zhuǎn)爐采用雙渣法降磷和出鋼擋渣防止回磷；保證白渣精煉時(shí)間和精煉總時(shí)間，吸附夾雜物和減少鋼中的S、O元素含量；使用鈣處理，改善夾雜物形態(tài)；真空處理，降低H、N有害元素含量；最終得到內(nèi)部質(zhì)量較優(yōu)良的連鑄坯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于軋前連鑄還加熱溫度1150°C 1250°C,保證微合金兀素完全固溶和，防止溫度過高導(dǎo)致晶粒長大；粗軋采用高溫低速大壓下來破碎柱狀晶和焊合坯料內(nèi)部缺陷以及細(xì)化奧氏體晶粒；精軋累計(jì)壓下率大于20%，通過未再結(jié)晶區(qū)的低溫大變形誘導(dǎo)鐵素體機(jī)制，返紅溫度600 720°C，冷卻速率5 8°C /s，控制晶粒大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于軋前兩次加熱，兩次加熱后，顯著減輕連鑄坯的中心偏析，心部性能穩(wěn)定；正火后控冷控制，返紅溫度50(T720°C，隨后空冷至室溫，細(xì)化了晶粒，整體提高強(qiáng)度和沖擊，減輕帯狀組織和心部貝氏體偏析帶，改善沖擊性能。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種80mm厚海洋工程用F36-Z35鋼板及其制造方法，該鋼板化學(xué)成分按重量百分比計(jì)為C0.08～0.17%，Si0.20～0.40%，Mn1.00～1.60%，P≤0.010%，S≤0.002%，Nb0.025～0.050%，V0.025～0.065%，Ti0.005～0.020%，Cr≤0.15%，Ni0.25～0.40%，Cu≤0.30%，Mo≤0.08%，Al0.025～0.040%，O≤20ppm，N≤40ppm，H≤2ppm，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。采用控軋控冷工藝，軋前采用兩次加熱；進(jìn)行正火處理；出爐后控冷，隨后空冷至室溫，得到的海洋工程用F36-Z35鋼具有高強(qiáng)度、高塑性、良好的Z向抗層狀撕裂性能等特點(diǎn)。
文檔編號C22C38/50GK102851623SQ20121034844
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者車馬俊, 崔強(qiáng), 吳年春, 尹雨群, 鄧偉, 劉朝霞, 李恒坤, 李多紅 申請人:南京鋼鐵股份有限公司