一种耐腐蚀海洋平台用钢板及其生产方法技术

本发明专利技术属于钢铁冶金技术领域，公开了一种耐腐蚀海洋平台用钢板及其生产方法，通过合理的化学成分及重量百分比的组合，再通过KR铁水预处理、转炉冶炼、氩站吹氩加铝线、LF炉精炼、VD真空精炼、连铸、加热、控轧控冷、堆冷、淬火、回火等步骤，制得耐腐蚀海洋平台用钢板。与现有技术相比，本发明专利技术生产出的钢板耐腐蚀性能优良，低温冲击韧性好，综合性能优异，尤其适合寒冷天气及海水腐蚀条件下使用。

A Corrosion Resistant Steel Plate for Offshore Platform and Its Production Method

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀海洋平台用钢板及其生产方法
本专利技术涉及炼钢
，具体涉及一种耐腐蚀海洋平台用钢板及其生产方法。
技术介绍
海洋平台用钢板要求具有较高耐腐蚀性能和优异的低温冲击性能，同时要求钢板具有良好的焊接性能，能够进行切割、弯曲、焊接等，可采取焊接、塞焊、螺栓连接等方式与其他结构进行连接，因此钢板的质量要求很高。对于海洋环境条件下，尤其是深海环境下，需要极好的耐腐蚀性能、低温冲击韧性、耐焊接裂纹敏感性能，以使钢板更适合寒冷地区和深海环境使用，同时满足焊接加工需求。而传统的海洋平台用钢性能不能满足上述要求。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种耐腐蚀海洋平台用钢板，该钢板具有极好的耐腐蚀性能、低温冲击韧性及耐焊接裂纹敏感性能，能满足在寒冷地区和深海环境中使用。本专利技术的另一目的是提供一种耐腐蚀海洋平台用钢板的生产方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种耐腐蚀海洋平台用钢板，其化学成分及重量百分比为：C：0.02～0.05％、Si：0.01～0.10％、Mn：0.95～1.05％、P：＞0.07～0.075％、S≤0.005％、Als：0.020～0.050％、Cr：0.42～0.49％、Mo：0.47～0.52％、Zr：0.06～0.10％、Nb：0.043～0.053％、Ni：0.78～0.83％、Ce：0.02～0.04％、Cu：0.69～0.79％、Ca：0.002～0.003％，其它为Fe和不可避免的杂质。优选地，所述钢板的化学成分及重量百分比为：C：0.03～0.05％、Si：0.01～0.08％、Mn：0.95～1.03％、P：＞0.07～0.075％、S≤0.005％、AlS：0.020～0.040％、Cr：0.42～0.49％、Mo：0.49～0.52％、Zr：0.07～0.10％、Nb：0.045～0.053％、Ni：0.78～0.82％、Ce：0.025～0.04％、Cu：0.69～0.79％、Ca：0.0022～0.003％，其它为Fe和不可避免的杂质。优选地，其化学成分及重量百分比为：C：0.04％、Si：0.07％、Mn：1.01％、P：0.073％、S：0.002％、AlS：0.034％、Cr：0.48％、Mo：0.49％、Zr：0.082％、Nb：0.049％、Ni：0.81％、Ce：0.032％、Cu：0.74、Ca：0.0027％，其它为Fe和不可避免的杂质。一种耐腐蚀海洋平台用钢板的生产方法，其特征在于包括以下步骤：1)KR铁水预处理：到站铁水扒前渣与扒后渣时，液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后铁水S含量≤0.005％，脱硫周期17-20min、脱硫温降≤20℃；2)转炉冶炼：入炉时铁水S含量≤0.005％、P含量≤0.08％，铁水温度≥1380℃，出钢过程中吹氩，出钢结束前采用挡渣锥挡渣，液面渣层厚度≤20mm，出钢铁水P含量≤0.030％、C含量为0.02-0.04％，S含量≤0.010％；3)氩站吹氩加铝线：氩站一次性加入铝线，强吹氩气5min，流量200-500NL/min，钢液面裸眼直径190-290mm，离开氩站温度为1560-1595℃；4)LF炉精炼：整个过程吹氩，加热进行两次，第一次加热10-12min、第二次加热14-16min，二加热过程中要求根据造渣情况，补加脱氧剂，离站前加入硅钙线，加硅钙线前关闭氩气，上钢温度1635-1645℃；5)VD真空精炼：真空度≤67Pa，保压时间≥18min，破真空后软吹3-8min或者不吹，软吹过程中钢水不裸露，VD精炼步骤中加入覆盖剂保证铺满钢液面，加覆盖剂前关闭氩气，上钢温度1560-1575℃；6)连铸：浇注温度为1535-1555℃，拉速为0.70m/min；7)加热：预热段温度900-1000℃，加热段温度1200-1210℃，保温段温度1170-1200℃，保温时间13min/cm；8)控轧控冷：包括两阶段轧制，一阶段开轧温度1050-1100℃，终轧温度在950-1000℃，一阶段结束时钢板厚度为成品钢板厚度的2-2.3倍，二阶段开轧温度900-960℃，二阶段单道次压下率≥15％，累计压下率≥60％，终轧温度785-800℃；轧后冷却，冷却速度为5-20℃/s，返红温度为580-600℃；9)堆冷：堆冷温度300-400℃，堆冷时间50-60h。进一步地，步骤9)完成后，对钢板进行热处理，热处理方式为先淬火处理后回火处理，所述淬火加热温度为880-900℃，保温时间1-3min/mm，所述回火温度550-600℃，保温时间3-5min/mm。步骤4)中采用的脱氧剂为铝粒。本专利技术所述的耐腐蚀海洋平台用钢板的化学成分作用如下：C：本方案采用相对较低的C，主要是由于C含量对冲击的影响较大，同时影响钢板的焊接性能，同时C含量高易产生珠光体，降低钢板的耐腐蚀性能，为达到更高的耐腐蚀性能和提高钢板的塑韧性，因此对C含量降低，采用调整其他合金的方式弥补硬度，同时提高钢板的塑韧性；经过测算钢板C含量在0.02-0.05％，可以得到组织、性能的匹配；Si：Si含量高会影响钢板的焊接性能，因此，Si含量控制在0.01-0.10％，以保证钢板的使用性能优异；Mn：Mn元素可以提高钢板的强度，同时是钢板具有较好的韧性，还能改善钢的热加工性能，但是锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能，综合考虑对钢板性能的影响，因此，本专利技术采用较低的Mn含量，控制在0.95-1.05％；P：磷能够提高钢板的耐腐蚀性能，因此，本专利技术严格控制钢中的P含量，控制在0.07-0.075％以内；S：S能使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在轧制时造成裂纹，同时硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性，因此，本专利技术严格控制钢中的S含量，控制在0.005％以内；Als：铝是钢中常用的脱氧剂，钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，本专利技术主要是用于脱氧用途，因此，Als控制在0.020-0.050％；Cr：铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性，铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，综合以上性能影响，本专利技术采用0.42-0.49％的Cr含量，确保钢板硬度、抗氧化性、焊接性能和塑韧性匹配；Mo：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时也能保持足够的强度和抗蠕变能力，加入钼能提高机械性能，同时在某些还原性介质中易使钢板钝化，有较高的耐腐蚀性，因此，本专利技术Mo含量控制在0.47-0.52％；Zr：加入少量锆有脱气、净化和细化晶粒作用，有利于提高钢的低温性能和强度，改善冲压性能，因此，本专利技术Zr含量控制在0.06-0.10％；Nb：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，铌可改善焊接性能，同时Nb能够阻止钢板加热过程中和轧制过程中的晶粒长大，改善钢板的轧制过程，具有较强的可控轧性，因此，本专利技术加较高含量的Nb，控制在0.043-0.053％；Ni：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，但由于镍是较稀缺的资源，因此，本专利技术Ni含量控制在0.78-0.83％；Ce：铈能对夹杂物进行变形处理，提高钢板的塑韧性和焊接性能，因此，本专利技术的Ce含量控制在0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐腐蚀海洋平台用钢板，其特征在于：该钢板包含的化学成分及重量百分比为：C：0.02～0.05%、Si：0.01～0.10%、Mn：0.95～1.05%、P：＞0.07～0.075%、S≤0.005%、Als：0.020～0.050%、Cr：0.42～0.49%、Mo：0.47～0.52%、Zr：0.06～0.10%、Nb：0.043～0.053%、Ni：0.78～0.83%、Ce：0.02～0.04%、Cu：0.69～0.79%、Ca：0.002～0.003%，其它为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀海洋平台用钢板，其特征在于：该钢板包含的化学成分及重量百分比为：C：0.02～0.05%、Si：0.01～0.10%、Mn：0.95～1.05%、P：＞0.07～0.075%、S≤0.005%、Als：0.020～0.050%、Cr：0.42～0.49%、Mo：0.47～0.52%、Zr：0.06～0.10%、Nb：0.043～0.053%、Ni：0.78～0.83%、Ce：0.02～0.04%、Cu：0.69～0.79%、Ca：0.002～0.003%，其它为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的耐腐蚀海洋平台用钢板，其特征在于：所述钢板包含的化学成分及重量百分比为：C：0.03～0.05%、Si：0.01～0.08%、Mn：0.95～1.03%、P：＞0.07～0.075%、S≤0.005%、Als：0.020～0.040%、Cr：0.42～0.49%、Mo：0.49～0.52%、Zr：0.07～0.10%、Nb：0.045～0.053%、Ni：0.78～0.82%、Ce：0.025～0.04%、Cu：0.69～0.79%、Ca：0.0022～0.003%，其它为Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的耐腐蚀海洋平台用钢板，其特征在于：所述钢板包含的化学成分及重量百分比为：C：0.04%、Si：0.07%、Mn：1.01%、P：0.073%、S：0.002%、Als：0.034%、Cr：0.48%、Mo：0.49%、Zr：0.082%、Nb：0.049%、Ni：0.81%、Ce：0.032%、Cu：0.74、Ca：0.0027%，其它为Fe和不可避免的杂质。4.一种耐腐蚀海洋平台用钢板的生产方法，其特征在于包括以下步骤：1）KR铁水预处理：到站铁水扒前渣与扒后渣时，液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后铁水S含量≤0.005%，脱硫周期17-20min、脱硫温降≤20℃；2）转炉冶炼：入炉时铁水S含量≤0.005%、P含...

【专利技术属性】
技术研发人员：许少普，刘庆波，袁书欣，朱书成，李忠波，张涛，康文举，唐郑磊，张占杰，李亮，杨阳，符可义，张国栋，蒋鹏，薛艳生，王英杰，袁永旗，袁继恒，庞百鸣，郑海明，陈良，全微波，朱先兴，王希彬，袁高俭，于飒，董真真，白艺博，任义，
申请(专利权)人：南阳汉冶特钢有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41