一种３６ｋｇ级海洋平台用钢及其生产方法技术

一种３６ｋｇ级海洋平台用钢及其生产方法，属于船体及海洋工程用结构钢技术领域。化学成分为：５～５０ｍｍ厚度规格钢板：Ｃ：０．１４～０．１８％，Ｓｉ：０．２０～０．５０％，Ｍｎ：１．３０～１．６０％，Ｎｂ：０．０２～０．０５％，Ｓ：≤０．００５％，Ｐ≤０．０１５％，Ａｌｓ：０．０２０～０．０４％，余量为Ｆｅ及不可避免的杂质；５０＞－８０ｍｍ厚度规格钢板：Ｃ：０．１２～０．１８％，Ｓｉ：０．２０～０．５０％，Ｍｎ：１．３０～１．６０％，Ｎｂ：０．０２～０．０５％，Ｖ：０．０２～０．０６％，Ｔｉ：０．０１０～０．０２０％，Ｎｉ：０．１０～０．４０％，Ｓ：≤０．００５％，Ｐ≤０．０１５％，Ａｌｓ：０．０２０～０．０４％，余量为Ｆｅ及不可避免的杂质；并且，Ｎｂ＋Ｖ＋Ｔｉ≤０．１２％。优点在于，生产成本较低；综合性能均匀、稳定、冷弯性能良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于船体及海洋工程用结构钢
，特别涉及一种36kg级海洋平台 用钢及其生产方法，采用正火工艺生产5-80mm厚36KgZ35级别的海洋平台用钢。
技术介绍
2008年下半年出现了全球性的经济危机，各行各业受经济危机影响都比较严 重，造船业作为经济发展的支撑行业也受到了一定的影响，众多造船厂纷纷转向海洋工 程用钢市场，据统计，海洋平台用钢强度级别主要为36kg级，其用量占到总用量的90% 以上，E级板最大用量约50%，厚度规格一般在IOOmm以下，其中10 40mm的约占 60%, 40 60mm的约占30%，60mm以上及IOmm以下的比例在10%以内。海洋平台是开发海洋资源的超大型焊接钢结构，应用在波浪、海潮、风暴及寒 冷流冰等严峻的海洋工作环境中，服役期间要承受复杂的动态载荷，因此要求海洋平台 用钢板具有高强度、高韧性、抗层状撕裂、良好的可焊性等性能指标。海洋平台用钢以正火和TMCP两种工艺生产。TMCP工艺依赖两阶段控轧附 以轧后水冷，通过控制冷却过程组织相变来实现高强韧化，达到高性能。强度级别越 高，对水冷强度的需求也越大，随着水冷强度的增加，受设备状况、能力及冷却方式的 限制，容易产生同板面水冷不均勻，造成性能不均勻；同时，随着钢板厚度的增加，冷 却渗透效果逐渐减弱，造成厚度方向性能不均勻。因此，TMCP工艺控制起来工艺窗口 比较狭窄，在生产高级别钢种，尤其是有一定厚度的钢板时，生产难度较大。正火处理 可以改善组织的均勻性，稳定强度、提高韧性，正火工艺生产海洋平台用钢具有性能稳 定、均勻、抗层状撕裂性能高、可生产厚度大的特点，有利于提高平台的安全性及使用 寿命ο
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种36Kg海洋平台用钢及其生产方法，克服了 TMCP生 产工艺带来的不足，主要是以连铸坯为基础，通过合理的控制轧制和控制冷却工艺以及 正火热处理方法，生产5-80mm厚36KgZ35级别的海洋平台用钢。为满足各项性能要求，同时降低生产成本，对不同厚度规格钢板成分进行分段 设计，5 50mm与50 > -80mm海洋平台用钢按重量百分比计的成分分别为5 50mm 厚度规格钢板C: 0.14 0.18%，Si: 0.20 — 0.50%, Mn: 1.30 1.60%, Nb: 0.02 ~ 0.05%, S <0.005%, P<0.015%, Als 0.020 0.04%，余量为 Fe及不可避免的杂质。50 >到 80mm厚度规格钢板C 0.12 0.18%，Si 0.20 0.50 %，Mn: 1.30 ~ 1.60%, Nb 0.02 ~ 0.05%, V 0.02 ~ 0.06%, Ti 0.010 ~ 0.020%, Ni: 0.10 ~ 0.40%, S <0.005%, P<0.015%, Als 0.020 0.04%，余量为 Fe 及不可避免 的杂质；并且，Nb+V+Ti《0.12% ；并需满足，Nb+V+Ti《0.12%。本专利技术的工艺流程为高炉铁水一铁水预脱硫一转炉冶炼一LF+RH精炼一板坯连铸一铸坯清理一板坯 加热一4300轧机轧制一ACC快速冷却一堆冷(小于30mm钢板在线剪切)一探伤一正火 —成品取样、检验一入库、发运。本专利技术的轧制及正火工艺要点为(1)按以上化学成分设计及工艺流程冶炼220 250mm厚板坯，经清检后装入 板坯加热炉加热，加热温度为1150 1250°C，加热时间200-300min，出炉后经高压水除 鳞(高压水压力为19MPa)，然后进入4300mm轧机轧制。(2)成品厚度小于12mm钢板采用直接轧制，控制在1050 1150°C之间完成；成品厚度大于等于12mm钢板粗轧开轧温度控制在1000 1150°C，展宽道次轧 制速度在0.5 3.0m/s，纵轧道次轧制速度为1.0 4.0m/s，最大轧制力矩控制在2000 3000kNm,控温厚度为成品钢板厚度的1.5 2倍；精轧开轧温度控制在850 940°C， 轧制速度控制在2.0 5.0m/s，终轧温度控制在800 850°C ；(3)成品厚度小于30mm钢板轧后采用空冷方式；成品厚度大于等于30mm钢 板轧后立即水冷，采用层流冷却，开始冷却温度控制在780 820°C，终冷温度控制在 650 720°C，冷却速率控制在5 15°C/s。(4)成品厚度大于30mm钢板冷却后堆垛缓冷，堆冷时间>36小时。(5)正火工艺正火温度880-930°C,在炉时间(1.3 1.6)t+Ο 20min(t为钢 板厚度，其单位是mm)，冷却方式为空冷。本专利技术生产的海洋平台用钢，不同厚度规格添加合金含量不同，生产成本较 低；可生产的最大厚度为80mm;同时使用连铸坯、正火工艺生产，综合性能均勻、稳 定屈服强度385-430MPa，抗拉强度515_560MPa，断后伸长率26_37%，_40°C夏比冲 击吸收功纵向平均在150J以上，Z向拉伸断面收缩率平均在40%以上，冷弯性能良好。具体实施例方式根据本专利技术提供的方案一与二的化学成分范围，按照上述工艺流程，在100吨 转炉上冶炼250mmX 2000mmXL连铸坯，在4300mm宽厚板轧机上分别轧制30、50、 70、80mm钢板，其化学成分见表1，轧制及正火工艺参数见表2及表3，性能情况见表4。表1试制钢板的化学成分(重量，％ )权利要求1. 一种36kg级海洋平台用钢，其特征在于，化学成分重量百分数为5 50mm 厚度规格钢板C: 0.14 0.18%，Si: 0.20 ~ 0.50%, Mn: 1.30 1.60%, Nb: 0.02 ~ 0.05%, S <0.005%, P<0.015%, Als 0.020 0.04%，余量为 Fe及不可避免的杂质；50 >到 80mm 厚度规格钢板C: 0.12 0.18%，Si: 0.20 ~ 0.50%, Mn: 1.30 1.60%， Nb 0.02 ~ 0.05 %, V 0.02 ~ 0.06 %, Ti 0.010 0.020 %， Ni 0.10 ~ 0.40%, S <0.005%, P<0.015%, Als 0.020 0.04%，余量为 Fe及不可避免的杂质； 并且，Nb+V+Ti《0.12%。2.—种权利要求1所述36kg级海洋平台用钢的生产方法，工艺流程为高炉铁水一 铁水预脱硫一转炉冶炼一LF+RH精炼一板坯连铸一铸坯清理一板坯加热一4300轧机轧制 —ACC快速冷却一堆冷一探伤一正火一成品取样、检验一入库、发运；其特征在于，在 工艺流程中控制如下参数(1)按以上化学成分设计及工艺流程冶炼220 250mm厚板坯，经清检后装入板坯 加热炉加热，加热温度为1150 1250°C，加热时间200-300min，出炉后经高压水除鳞， 高压水压力为19MPa，然后进入4300mm轧机轧制；(2)成品厚度小于12mm钢板采用直接轧制，控制在1050 1150°C之间完成；成品厚度大于等于12mm钢板粗轧开轧温度控制在1000 1150°C，展宽道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种３６ｋｇ级海洋平台用钢，其特征在于，化学成分重量百分数为：５～５０ｍｍ厚度规格钢板：Ｃ：０．１４～０．１８％，Ｓｉ：０．２０～０．５０％，Ｍｎ：１．３０～１．６０％，Ｎｂ：０．０２～０．０５％，Ｓ：≤０．００５％，Ｐ≤０．０１５％，Ａｌｓ：０．０２０～０．０４％，余量为Ｆｅ及不可避免的杂质；５０＞到８０ｍｍ厚度规格钢板：Ｃ：０．１２～０．１８％，Ｓｉ：０．２０～０．５０％，Ｍｎ：１．３０～１．６０％，Ｎｂ：０．０２～０．０５％，Ｖ：０．０２～０．０６％，Ｔｉ：０．０１０～０．０２０％，Ｎｉ：０．１０～０．４０％，Ｓ：≤０．００５％，Ｐ≤０．０１５％，Ａｌｓ：０．０２０～０．０４％，余量为Ｆｅ及不可避免的杂质；并且，Ｎｂ＋Ｖ＋Ｔｉ≤０．１２％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春卫，何元春，白学军，刘印良，王东柱，王传财，沈开照，王臻明，史志强，江卫华，刘学一，高瑞岩，袁玉芸，
申请(专利权)人：秦皇岛首秦金属材料有限公司，首钢总公司，
类型：发明
国别省市：13