一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板及其制造方法技术

本发明专利技术属于船舶及海洋工程用结构钢技术领域，具体涉及一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板及其制造方法，化学成分质量百分比为：C：0.04~0.10%，Si：0.05~0.10%，Mn：1.40~1.70%，P：≤0.010%，S：≤0.005%，Als：≤0.010%，Nb：0.020~0.030%，V：0.020~0.040%，Ti：0.008~0.016%，Ni：0.30~0.50%，Ca：0.001～0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明专利技术的优点在于冶炼工序中脱氧工艺简单，以硅铁、金属锰脱氧为主，减少了钢中大型氧化铝夹杂的数量，没有添加Zr/Mg/REM等强氧化物形成元素。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于船舶及海洋工程用结构钢
，具体涉及一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板及其制造方法。
技术介绍
随着对海洋油气资源开发向极寒海域的日益拓展，为了使油气开采平台能够承受低温环境下风暴、潮汐，甚至地震等严苛载荷考验，对海洋平台上所用钢板的低温韧性要求不断提高，因而对-60℃低温冲击功优良的海洋工程用钢板的需求量不断增加。采用可大线能量（≥100kJ/cm）焊接的钢板，可显著提高焊接效率、缩短建造周期、降低成本，因此，极寒海域海洋工程建造对可大线能量焊接、且低温韧性优良的钢板需求迫切。已有大线能量焊接用钢板的生产技术多涉及到在LF/VD/RH精炼过程中添加Zr/Mg/REM等强氧化物形成元素，目的是在钢水中形成均匀、密布的细小氧化物粒子，然后利用这些氧化物粒子钉扎晶界，或者促进晶内针状铁素体的形成，最终达到提高钢板大线能量焊接韧性的目的。但这些技术多存在脱氧合金易氧化，不易保存和添加，添加时易造成钢水剧烈翻腾，且合金收得率偏低或不稳定。若控制不当，产生的夹杂物容易聚集和长大，严重时会堵塞连铸水口。对合金元素间的含量比例有严格要求，造成成分控制窗口窄，不易进行生产控制。没有充分发挥轧制和水冷工艺在此类钢种生产中的作用。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板及其制造方法。本专利技术是通过下述方案实现的:一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板，大线能量焊接的海洋工程用钢板的化学成分质量百分比为：C：0.04~0.10%，Si：0.05~0.10%，Mn：1.40~1.70%，P：≤0.010%，S：≤0.005%，Als：≤0.010%，Nb：0.020~0.030%，V：0.020~0.040%，Ti：0.008~0.016%，Ni：0.30~0.50%，Ca：0.001～0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板的生产工艺是：高炉铁水→铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→板坯连铸→板坯再加热→轧制→水冷→取样检验。优选的，高炉铁水的P≤0.08%，Cr≤0.06％，As≤0.006%。优选的，铁水预处理为对铁水进行脱硫扒渣处理，所述铁水预处理后铁水裸露面积大于75%，S≤0.002％。优选的，转炉冶炼后出钢时，出钢到1/4时先往钢包中加入硅铁进行脱氧，再加入金属锰进行合金化，出钢过程中加石灰800-1000Kg，萤石200-400Kg。优选的，出钢完毕后进行CAS站吹氩，吹氩时间≥10 min，吹氩时间含出钢吹氩。优选的，LF精炼时用硅铁调整钢水氧含量至50～80ppm，之后加入钛铁进行脱氧，搅拌≥5分钟后喂入钙铁线。优选的，RH精炼时，真空度达到100Pa以下，保真空不低于15min，处理结束后喂钙铁线，喂线后软吹时间不小于15分钟。优选的，板坯连铸工序，铸机对弧精度≤0.5mm，结晶器液面波动小于2mm，中间包过热度控制目标10～20℃，采用弱冷配水制度，采用轻压下得到厚度为300mm的板坯。优选的，连铸坯再加热温度1050~1100℃，加热时间1.2~1.3min/mm；所述轧制采用粗轧机+精轧机的双机架模式进行轧制，粗轧阶段开轧温度1030~1080℃，粗轧阶段至少3个道次的道次压下量不低于40mm，尽量增大道次压下量；精轧阶段开轧温度880℃以下，终轧温度800～840℃，精轧阶段累计压下率≥45%；钢板精轧后进行ACC水冷，冷速5~10℃/s，终冷温度450～600℃。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1）冶炼工序中脱氧工艺简单，以硅铁、金属锰脱氧为主，减少了钢中大型氧化铝夹杂的数量，没有添加Zr/Mg/REM等强氧化物形成元素；2）对铸机工况提出明确要求，便于现场操作，连铸时配以低过热度和轻压下制度，确保铸坯心部质量；3）轧制工序，降低加热炉再热温度，适当延长再加热时间，使得板坯奥氏体化晶粒尺寸较小，轧制阶段，充分发挥轧机的轧制能力，粗轧阶段至少3个道次压下量≥40mm，精轧阶段累计压下率≥65%，再配以适当的ACC水冷工艺，确保钢板轧后获得细小的铁素体+少量珠光体组织。附图说明图1为本专利技术钢实施例二的母材心部显微组织图；图2为本专利技术钢实施例二在焊接热输入200kJ/cm下的粗晶热影响区显微组织图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本专利技术，但并不因此限制本专利技术。实施例1一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板的生产工艺是：高炉铁水→铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→板坯连铸→板坯再加热→轧制→水冷→取样检验；高炉铁水的P≤0.08%，Cr≤0.06％，As≤0.006%，铁水预处理为对铁水进行脱硫扒渣处理，所述铁水预处理后铁水裸露面积77%，S含量为0.002％，转炉冶炼后出钢时，出钢到1/4时先往钢包中加入硅铁进行脱氧，再加入金属锰进行合金化，出钢过程中加石灰850Kg，萤石240Kg，出钢完毕后进行CAS站吹氩，吹氩时间11 min，吹氩时间含出钢吹氩，LF精炼时用硅铁调整钢水氧含量至55ppm，之后加入钛铁进行脱氧，搅拌6分钟后喂入钙铁线，RH精炼时，真空度达到95Pa，保真空时间16min，处理结束后喂钙铁线，喂线后软吹时间17分钟，板坯连铸工序，铸机对弧精度0.5mm，结晶器液面波动小于2mm，中间包过热度控制目标15℃，采用弱冷配水制度，采用轻压下得到厚度为300mm板坯，连铸坯再加热温度1080℃，加热时间360min；所述轧制采用粗轧机+精轧机的双机架模式进行轧制，粗轧阶段开轧温度1050℃，粗轧阶段4个道次的道次压下量为50mm，尽量增大道次压下量；精轧阶段开轧温度840℃，终轧温度835℃，精轧阶段累计压下率67%；钢板精轧后进行ACC水冷，冷速7.0℃/s，终冷温度600℃。实施例2一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板的生产工艺是：高炉铁水→铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→板坯连铸→板坯再加热→轧制→水冷→取样检验；高炉铁水的P≤0.08%，Cr≤0.06％，As≤0.006%，铁水预处理为对铁水进行脱硫扒渣处理，所述铁水预处理后铁水裸露面积大于76%，S=0.002％，转炉冶炼后出钢时，出钢到1/4时先往钢包中加入硅铁进行脱氧，再加入金属锰进行合金化，出钢过程中加石灰900Kg，萤石380Kg，出钢完毕后进行CAS站吹氩，吹氩时间15 min，吹氩时间含出钢吹氩，LF精炼时用硅铁调整钢水氧含量至78ppm，之后加入钛铁进行脱氧，搅拌7分钟后喂入钙铁线，RH精炼时，真空度达到85Pa，保真空时间18min，处理结束后喂钙铁线，喂线后软吹时间17分钟，板坯连铸工序，铸机对弧精度0.4mm，结晶器液面波动小于2mm，中间包过热度控制目标17℃，采用弱冷配水制度，采用轻压下得到厚度为300mm板坯，连铸坯再加热温度1060℃，加热时间370min；所述轧制采用粗轧机+精轧机的双机架模式进行轧制，粗轧阶段开轧温度1030℃，粗轧阶段有3个道次的道次压下量为45mm，尽量增大道次压下量；精轧阶段开轧温度810℃，终轧温度800℃，精轧阶段累计压下率47%；钢板精轧后进行ACC水冷，冷速8.0℃\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板，其特征在于，大线能量焊接的海洋工程用钢板的化学成分质量百分比为：C：0.04~0.10%，Si：0.05~0.10%，Mn：1.40~1.70%，P：≤0.010%，S：≤0.005%，Als：≤0.010%，Nb：0.020~0.030%，V：0.020~0.040%，Ti：0.008~0.016%，Ni：0.30~0.50%，Ca：0.001～0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板，其特征在于，大线能量焊接的海洋工程用钢板的化学成分质量百分比为：C：0.04~0.10%，Si：0.05~0.10%，Mn：1.40~1.70%，P：≤0.010%，S：≤0.005%，Als：≤0.010%，Nb：0.020~0.030%，V：0.020~0.040%，Ti：0.008~0.016%，Ni：0.30~0.50%，Ca：0.001～0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板的制造方法，其特征在于，生产工艺是：高炉铁水→铁水预处理→转炉冶炼→LF精炼→RH精炼→板坯连铸→板坯再加热→轧制→水冷→取样检验。3.如权利要求2所述的一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板的制造方法，其特征在于，所述高炉铁水的P≤0.08%，Cr≤0.06％，As≤0.006%。4.如权利要求2所述的一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板的制造方法，其特征在于，所述铁水预处理为对铁水进行脱硫扒渣处理，所述铁水预处理后铁水裸露面积大于75%，S≤0.002％。5.如权利要求2所述的一种可大线能量焊接的海洋工程用钢板的制造方法，其特征在于，所述转炉冶炼后出钢时，出钢到1/4时先往钢包中加入硅铁进行脱氧，再加入金属锰进行合金化，出钢过程中加石灰800-1000Kg，萤石200-400Kg。6.如权利要求5所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，徐洪庆，王焕洋，朱延山，刘晓东，李旺生，王南辉，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37