一種超薄超寬低溫鋼lt-fh32的生產(chǎn)方法

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超薄超寬低溫鋼板的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

2.超大型液化氣體運(yùn)輸船（very large gas carrier，vlgc）是液化氣船市場上的一型高技術(shù)、高附加值船舶，由于其技術(shù)含量高，開發(fā)難度大。超大型液化石油氣船一般采用低溫鋼建造，以一條8.4萬m3的vlgc為例，每條船低溫鋼板的需求量在1萬噸左右，其中10mm以下超薄板就超過1000噸，而最關(guān)鍵的液貨倉由于要減少焊道的影響，設(shè)計(jì)時(shí)需要采用超寬的鋼板。對于寬度超過3800mm的鋼板爐卷軋機(jī)無法生產(chǎn)，必須用中厚板軋機(jī)生產(chǎn)，而超薄超寬規(guī)格鋼板用中厚板軋機(jī)很難實(shí)現(xiàn)控制軋制，必須采用熱軋工藝，才能保證軋后鋼板的板型良好，但對于低溫鋼，采用熱軋工藝鋼板的韌性難以達(dá)到要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

3.本發(fā)明的目的在于提供一種超薄超寬低溫鋼特別是lt-fh32的生產(chǎn)方法，厚度為6~10mm，寬度為3800～4300mm，能較好地滿足超大型液化石油氣船用低溫鋼板lt-fh32的使用需求：屈服強(qiáng)度≥320mpa、抗拉強(qiáng)度≥450mpa、延伸率≥22%、－60℃夏比沖擊功≥60j、屈強(qiáng)比≤0.8。

4.本發(fā)明的技術(shù)方案：一種超薄超寬低溫鋼lt-fh32的生產(chǎn)方法，所述鋼板厚度為6~10mm，寬度為3800～4300mm，鋼的成分按重量百分比計(jì)為c＝0.05%～0.06%，si=0.10%～0.50%，mn=1.30%～1.40%，p≤0.012%，s≤0.003%，nb=0.010%～0.015%，ti=0.008%～0.02%，al=0.015%～0.05%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)；金相組織為鐵素體+珠光體，晶粒度為10~12級；關(guān)鍵工藝步驟包括：（1）開坯：按照上述成分采用轉(zhuǎn)爐冶煉并澆注成板坯；然后進(jìn)行加熱并高溫軋制成60~100mm的一火坯，待一火坯冷卻后，采用火焰切割將一火坯切割成長度為成品寬度+50~80mm尺寸的小板坯；（2）軋制：二次進(jìn)爐，快速加熱到1220

±

20℃，出爐后長當(dāng)寬軋制，采用兩階段軋制，第一階段不展寬，橫軋到底，中間坯為3~5倍成品厚度；第二階段控軋軋制，開軋溫度850~880℃，終軋溫度控制在770~820℃；（3）預(yù)矯：軋后進(jìn)行預(yù)矯，矯直速度0.3~0.35m/s，然后空冷至室溫。

5.本發(fā)明的技術(shù)原理：本發(fā)明在成分設(shè)計(jì)上，通過采用低碳高錳、nb-ti-al多元微合金化成分設(shè)計(jì)來細(xì)化晶粒提高鋼板的低溫韌性。 c含量過低會降低強(qiáng)度，c含量增高雖然能夠提高強(qiáng)度和降低ar3溫度，但會在空冷過程中增加珠光體的含量和晶粒尺寸，嚴(yán)重惡化超薄鋼板的低溫韌性，因此控制最終碳含量0.05～0.06%；錳是弱碳化物形成元素，它可以降低奧氏體轉(zhuǎn)變溫度，細(xì)化鐵素體晶粒，對提高鋼板強(qiáng)度和韌性有益，因此，在成分設(shè)計(jì)時(shí)，錳設(shè)計(jì)下限1.30%，但當(dāng)含量超過1.50%時(shí)，中心偏析加重，造成低溫韌性嚴(yán)重惡化；為了確保

超薄超寬鋼板的低溫韌性，鋼水必須具有較高的純凈度，p、s作為有害雜質(zhì)元素，含量越低越好，考慮到制造成本，最終控制終點(diǎn)p≤0.012%，s≤0.003%；nb作為一種重要的微合金元素，添加適量的nb對軋制過程中推遲再結(jié)晶的發(fā)生、細(xì)化晶粒和析出強(qiáng)化的作用十分明顯，為合理匹配強(qiáng)韌性和屈強(qiáng)比，通過奧氏體中nbc的熱力學(xué)計(jì)算，以及nbc析出對晶粒尺寸影響的試驗(yàn)摸索，需要嚴(yán)格控制鈮含量在0.010~0.015%之間；鋼中進(jìn)行微ti處理，添加0.008以上的ti有利于坯料加熱過程中形成tin釘扎晶界，抑制奧氏體晶粒過分長大，并且在軋制過程中細(xì)化晶粒，改善鋼板韌性的作用，但ti含量大于0.02%時(shí)，會形成部分ti復(fù)合夾雜物，反而成為鋼中的斷裂源，對鋼的低溫韌性非常有害。

6.本發(fā)明在工藝設(shè)計(jì)上，通過二火成材以及控制加熱溫度、軋制溫度及道次壓下率，特別是設(shè)定較低的二階段軋制溫度來控制軋后奧氏體晶粒尺寸及其均勻性和壓扁程度；通過二火長當(dāng)寬軋制可有效減少軋制道次，增加一階段軋制道次壓下率，避免展寬道次對超薄超寬板溫降和板型的影響，保證二階段軋制控制在完全非再結(jié)晶溫度區(qū)間，消除混晶對鋼板低溫韌性的影響，并有效改善軋后板型；通過多道次低速恒定的高溫預(yù)矯，改善鋼板殘余應(yīng)力的均勻性，確保鋼板的板型和不平度要求。

7.本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明針對爐卷軋機(jī)無法生產(chǎn)的3800mm以上超薄超寬板，利用二火成材+長當(dāng)寬軋制，配以合適的化學(xué)成分，打破中厚板軋機(jī)生產(chǎn)超薄超寬規(guī)格鋼板的控軋能力不足的特點(diǎn)，生產(chǎn)出的鋼板具有良好的綜合力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度≥320mpa、抗拉強(qiáng)度≥450mpa、延伸率≥22%、－60℃夏比沖擊功≥60j、屈強(qiáng)比≤0.8。鋼板板型良好，不平度≤3mm/m，同時(shí)鋼板組織均勻、性能均勻、殘余應(yīng)力小、表現(xiàn)出優(yōu)異的低溫韌性。本發(fā)明生產(chǎn)的超薄超寬lt-fh32低溫鋼板具有高附加值，可批量供貨，能夠很好地滿足超大型液化石油氣船（vlgc）用低溫鋼板的使用需求。

附圖說明

8.圖1為本發(fā)明實(shí)施例1鋼板金相組織照片。

9.圖2為本發(fā)明對比例1鋼板金相組織照片。

具體實(shí)施方式

10.根據(jù)本發(fā)明所述的生產(chǎn)方法，通過120t轉(zhuǎn)爐冶煉、lf爐精煉、rh爐真空處理，并澆注成連鑄坯，然后在5000mm雙機(jī)架中厚板生產(chǎn)線上軋制成成品。下面通過實(shí)施例和對比例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)施例和對比例中鋼板的化學(xué)成分見表1。

11.表1 實(shí)施例和對比例中鋼板的化學(xué)成分及ceq（重量，%）

實(shí)施例和對比例鋼板的關(guān)鍵工藝參數(shù)如下。

12.實(shí)施例1鋼板厚度8mm，鋼板寬度為4200mm。連鑄坯厚度為300mm，二火軋制，一火坯厚度80mm；二次進(jìn)爐，加熱溫度為1236℃，出爐后長當(dāng)寬軋制，采用兩階段軋制，中間坯30mm，第二階段開軋溫度864℃，終軋溫度為782℃，軋后進(jìn)行預(yù)矯，矯直速度0.35m/s，然后空冷至室溫。

13.對比例1鋼板厚度8mm，鋼板寬度為3600mm。連鑄坯厚度為300mm，二火軋制，一火坯厚度80mm；二次進(jìn)爐，加熱溫度為1228℃，出爐后正常展寬軋制，采用兩階段軋制，中間坯30mm，為保證軋后板型，第二階段開軋溫度860℃，終軋溫度為779℃，軋后進(jìn)行預(yù)矯，矯直速度0.35m/s，然后空冷至室溫。

14.實(shí)施例2鋼板厚度10mm，鋼板寬度為4280mm。連鑄坯厚度為300mm，二火軋制，一火坯厚度100mm；二次進(jìn)爐，加熱溫度為1236℃，出爐后長當(dāng)寬軋制，采用兩階段軋制，中間坯40mm，第二階段開軋溫度856℃，終軋溫度為782℃，軋后進(jìn)行預(yù)矯，矯直速度0.30m/s，然后空冷至室溫。

15.對比例2鋼板厚度10mm，鋼板寬度為4280mm。連鑄坯厚度為300mm，二火軋制，一火坯厚度100mm；二次進(jìn)爐，加熱溫度為1233℃，出爐后長當(dāng)寬軋制，采用兩階段軋制，中間坯40mm，第二階段開軋溫度858℃，終軋溫度為783℃，軋后進(jìn)行預(yù)矯，矯直速度0.30m/s，然后空冷至室溫。

16.實(shí)施例3鋼板厚度6mm，鋼板寬度為4050mm。連鑄坯厚度為260mm，二火軋制，一火坯厚度60mm；二次進(jìn)爐，加熱溫度為1232℃，出爐后長當(dāng)寬軋制，采用兩階段軋制，中間坯20mm，第二階段開軋溫度875℃，終軋溫度為770℃，軋后進(jìn)行預(yù)矯，矯直速度0.35m/s，然后空冷至室溫。

17.對比例3鋼板厚度6mm，鋼板寬度為3400mm。連鑄坯厚度為180mm，一火軋制，加熱溫度為

1235℃，出爐后正常展寬軋制，采用兩階段軋制，中間坯50mm，為保證軋后板型，第二階段開軋溫度951℃，終軋溫度為784℃，軋后進(jìn)行預(yù)矯，矯直速度0.35m/s，然后空冷至室溫。

18.實(shí)施例和對比例鋼板的綜合力學(xué)性能見表2。

19.表2 實(shí)施例和對比例鋼板的綜合力學(xué)性能其中，實(shí)施例1、對比例1、實(shí)施例2以及對比例2的沖擊試樣尺寸為10mm

×

7.5mm

×

55mm，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)不小于規(guī)定值的75%；實(shí)施例2和對比例2的沖擊試樣尺寸為10mm

×

5mm

×

55mm，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)不小于規(guī)定值的50%。

20.本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3鋼板的綜合力學(xué)性能滿足要求。對實(shí)施例鋼板進(jìn)行金相組織觀察，微觀組織由細(xì)晶粒的鐵素體+珠光體組織結(jié)構(gòu)，晶粒度10-12級，如圖1所示。而對比例鋼板的綜合力學(xué)性能不完全滿足要求，對比例1與實(shí)施例1成分設(shè)計(jì)相同，采用常規(guī)二火展寬軋制，為保板型，軋制最大寬度為3600mm，展寬后第一階段壓縮比不足，第二階段開軋溫度較高，導(dǎo)致鋼板晶粒度相對較大，且不均勻，其-60℃沖擊功較差，金相組織如圖2所示。而對比例2鋼為橋梁板q345qe，采用本發(fā)明的軋制方式，其強(qiáng)度和低溫韌性都滿足要求，但由于合金元素nb等含量較高，其屈強(qiáng)比高于標(biāo)準(zhǔn)；對比例3為船板e(cuò)h36，為提高韌性，成分設(shè)計(jì)加了0.25%的ni，采用常規(guī)一火展寬軋制，為保板型，軋制最大寬度為3400mm，可以看出雖然添加了ni元素，但由于采用傳統(tǒng)熱軋工藝，低溫沖擊韌性并沒有得到改善。

21.因此，采用常規(guī)軋制方式，在工業(yè)化生產(chǎn)中超寬超薄鋼板很難穩(wěn)定控制低溫韌性和屈強(qiáng)比同時(shí)達(dá)到要求，由此充分顯示出本發(fā)明在成分和工藝設(shè)計(jì)上的巧妙、兼顧及獨(dú)特性。技術(shù)特征：

1.一種超薄超寬低溫鋼lt-fh32的生產(chǎn)方法，鋼板厚度為6~10mm，寬度為3800～4300mm，其特征在于：鋼的成分按重量百分比計(jì)為c＝0.05%～0.06%，si=0.10%～0.50%，mn=1.30%～1.40%，p≤0.012%，s≤0.003%，nb=0.010%～0.015%，ti=0.008%～0.02%，al=0.015%～0.05%，其余為fe和不可避免的雜質(zhì)；金相組織為鐵素體+珠光體，晶粒度為10~12級；關(guān)鍵工藝步驟包括：（1）開坯：按照上述成分采用轉(zhuǎn)爐冶煉并澆注成板坯；然后進(jìn)行加熱并高溫軋制成60~100mm的一火坯，待一火坯冷卻后，采用火焰切割將一火坯切割成長度為成品寬度+50~80mm尺寸的小板坯；（2）軋制：二次進(jìn)爐，快速加熱到1220

±

20℃，出爐后長當(dāng)寬軋制，采用兩階段軋制，第一階段不展寬，橫軋到底，中間坯為3~5倍成品厚度；第二階段控軋軋制，開軋溫度850~880℃，終軋溫度控制在770~820℃；（3）預(yù)矯：軋后進(jìn)行預(yù)矯，矯直速度0.3~0.35m/s，然后空冷至室溫。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種超薄超寬低溫鋼LT-FH32的生產(chǎn)方法，鋼的化學(xué)成分按重量百分比為C＝0.05%～0.07%，Si=0.10%～0.50%，Mn=1.30%～1.40%，P≤0.012%，S≤0.003%，Nb=0.010%～0.015%，Ti=0.008%～0.02%，Al=0.015%～0.05%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)；關(guān)鍵工藝步驟包括開坯、軋制、預(yù)矯，用中厚板軋機(jī)生產(chǎn)出6~10mm厚度，3800～4300mm的超寬鋼板，其金相組織為鐵素體+珠光體，晶粒度為10~12級。本發(fā)明所述低溫鋼不僅具有良好的強(qiáng)韌性和低屈強(qiáng)比，強(qiáng)度等級為LT-FH32、-60℃沖擊功≥60J、屈強(qiáng)比≤0.8，而且鋼板的不平度可控制在3mm/m以內(nèi)，且工藝簡單、成本低、易于批量生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，能較好地滿足超大型液化氣體運(yùn)輸船用低溫鋼板的使用需求。的使用需求。的使用需求。

技術(shù)研發(fā)人員：于青 楊建華 肖大恒 羅登 張勇偉 王振

受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.26

技術(shù)公布日：2022/3/15