一種超長薄規(guī)格eh36鋼及其在卷爐卷軋機上的生產(chǎn)方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵冶金領域，具體涉及一種在爐卷乳機上生產(chǎn)超長（150~220m)薄 規(guī)格（5~8mm)海洋工程用H136鋼的方法。
【背景技術】
[0002] 船板鋼是國民經(jīng)濟發(fā)展所依賴的重要鋼鐵材料，近年來中國造船業(yè)發(fā)展迅速，年 造船量已經(jīng)占到世界造船總量比例突破10%。隨著船舶工業(yè)的快速發(fā)展，造船用鋼需求也在 不斷增加，占造船用材料80%的船板鋼需求飛速增長。目前，為了節(jié)省下游企業(yè)的費用，船 板乳件出現(xiàn)多元化需求，為了最大程度提高生產(chǎn)效益，降低成本，有利于更快更好的組批， 節(jié)省船板排產(chǎn)時間，長、寬、薄等船板鋼乳件生產(chǎn)是目前生產(chǎn)船板鋼鐵企業(yè)長期努力方向。 而生產(chǎn)這些極限規(guī)格的鋼板也是鋼鐵企業(yè)成分設計、工藝控制、現(xiàn)場生產(chǎn)水平綜合能力的 體現(xiàn)。
[0003] 目前南鋼在爐卷乳機做了相當類似研究工作，在《寬厚板》上公開了（5~15) mmX 3200mm寬薄規(guī)格Q345E鋼板的生產(chǎn)，該鋼板的主要成分為，C :0· 10~0· 12%，Si : 0· 30 ~0· 40%，Mn :1· 40 ~L 50%，Nb+V+Ti :0· 030 ~0· 040%，碳當量 Ceq 目標值為 0· 40。
[0004] 中國專利CN102179406A公開了"單機架爐卷乳機薄規(guī)格高強度鋼板乳制工藝"， 適用于長還料（10~17m)生產(chǎn)薄規(guī)格< IOmm高強度（480MPa < σ 1000 MPa)鋼板，通 過控制出鋼溫度、卷取爐溫度、未道次壓下量等，減少鋼板頭、中、尾性能差，來保證鋼板的 板形。然而，在該發(fā)明中沒有交代此類（480MPa< 〇s< 1000 MPa)鋼板的交貨狀態(tài)，通常 此類鋼板是在后期的調質處理達到鋼板的強度性能。
[0005] 中國專利CN102699022A公開了 "一種單機架爐卷乳機熱乳極限規(guī)格鋼卷控制方 法"。通過結合成分，開發(fā)層流冷卻系統(tǒng)頭尾避讓功能、調整乳制工藝來獲得多360MPa級別 極限規(guī)格鋼卷性能合格。但是通過控制鋼板加熱爐火焰的調整會增加現(xiàn)場操作難度以及人 工干攏因素，因而只適用于小批量試制，不適于大批量鋼板的生產(chǎn)，且鋼材的性能穩(wěn)定性也 得不到保證。成分設計中，碳當量較高，不適合作為低碳當量船板鋼的生產(chǎn)使用。該發(fā)明僅 提及如何提高強度，而對影響鋼板非常重要的韌性沒有涉及。
[0006] 實際生產(chǎn)中，除了上述問題，生產(chǎn)薄規(guī)格EH36鋼板還存在如下技術難點：一、卷乳 鋼板表面質量控制，爐卷乳制生產(chǎn)超長薄規(guī)格鋼板，受爐內氣氛的影響，鋼板表面易形成表 面缺陷，如麻點，麻坑等；二、低碳當量爐卷乳制生產(chǎn)EH36鋼板強度的控制，為了保證船板 具有良好的沖擊性能、焊接性能以及低成本控制，并且滿足TMCP H136船規(guī)供貨要求；三、 超長薄規(guī)格鋼板整板性能均勻性控制；四、超薄規(guī)格EH36船板正公差控制。
[0007] 為了克服現(xiàn)有技術的不足，克服相應的技術難點，本發(fā)明通過成分設計及工藝優(yōu) 化，提出了一種在爐卷乳機上生產(chǎn)超長薄規(guī)格EH36鋼的方法。

【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于根據(jù)上述現(xiàn)有現(xiàn)狀提供一種超長薄規(guī)格EH36鋼及其在卷爐卷 乳機上的生產(chǎn)方法，通過化學成分設計，提高加熱爐溫度、合理分配平乳+卷乳乳制道次， 以達到合適的終乳溫度，得到表面質量良好，外形尺寸易于控制、性能良好的超長薄規(guī)格 H136鋼板。
[0009] 本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案為：一種超長薄規(guī)格EH36鋼，該鋼板的 化學成分按質量百分比計為C :0. 05~0. 09%，Mn :1. 20~1. 60%，Si :0. 10~0. 25%，Nb : 0.015 ~0.030%，Ti: 0.010 ~0.020%，Al: 0.020 ~0.040%，Ceq 彡 0.38,余量為 Fe 及不 可避免的雜質元素。鋼板的主要晶相組織為先共析鐵素體以及彌散分布的珠光體，平均晶 粒尺寸介于5~8 μ m。
[0010] 進一步地，鋼板的厚度為4. 75mm~8mm，鋼板長度最長可達221m ;鋼板的屈服強度 介于358~405MPa，抗拉強度介于528~572MPa，延伸率為29. 5~33. 5%，屈強比彡71%， 沖擊韌性滿足-40°C沖擊功> 66J。
[0011] 本發(fā)明Ε?36鋼的化學成分是這樣確認的： C :影響鋼力學性能的主要元素，當碳含量低于0. 05%則強度低，當碳含量介于0. 09%~ 0. 12%時，介于包晶區(qū)間，包晶區(qū)間鋼冶煉控制難度上升，當含量> 0. 12%時，因船板鋼對 36Kg強度級的碳當量有限制，碳含量越高對焊接、耐蝕性都有負面影響。故本發(fā)明將C含量 區(qū)間設定在0.05~0.09%。
[0012] Mn :能夠推遲奧氏體向鐵素體的轉變，可以加大終乳溫度窗口，細化鐵素體，提高 強度和韌性。通常，屈服強度介于235MPa級碳-錳中厚鋼板的錳含量通常彡0.60wt%。與 碳對Ae3溫度影響一樣，錳含量越高，Ae3溫度越低，當錳的含量高于I. 50wt%時，Ae3溫度 很容易低于820°C，這樣不利于鋼板乳制時終乳溫度的控制，特別是板形難以控制的薄規(guī)格 鋼板的生產(chǎn)控制。因此，本發(fā)明乳制方法更適用于錳含量在1. 20~I. 50wt%范圍內的中厚 板。
[0013] Si :硅是煉鋼脫氧的必要元素，也具有一定的固溶強化作用，在船級社規(guī)范與 GB712中限定硅含量范圍是0. 10~0. 50%，為了改善鋼板表面質量，將Si含量按下限控制， 本發(fā)明中將硅限定在〇. 10~〇. 25%的范圍內。
[0014] Nb :微量鈮含量，便可在船板鋼中起到溶質拖曳作用和Nb(C，N)對奧氏體晶界的 釘扎作用，抑制形變奧氏體的再結晶，使得薄規(guī)格船板在乳制過程中，提高非再結晶區(qū)的溫 度，減小部分再結晶區(qū)間，有利于熱連乳工藝的乳制。細化鐵素體晶粒，但過高的鈮，不光提 高EH36鋼的生產(chǎn)成本，也會促進連鑄坯產(chǎn)生表面裂紋，因此，本發(fā)明鈮含量控制在0. 015~ 0. 030%的范圍內。
[0015] Ti :鈦是用來固定鋼中的氮元素，在適當條件下，鈦/氮形成氮化鈦，阻止鋼坯在 加熱、乳制、焊接過程中晶粒長大，改善母材和焊接熱影響區(qū)的韌性。鈦低于0. 006%時，固 氮效果差，超過〇. 030%時，固氮效果達到飽和，過剩的鈦會使鋼的韌性惡化。當鋼中的Ti、 N原子之比為1 :1時，相于Ti、N重量之比為3. 42, TiN粒子最為細小且分布彌散，對高溫奧 氏體晶粒的細化作用最強，不僅可獲得優(yōu)良的韌性，而且能夠實現(xiàn)30KJ/cm以上的大線能 量焊接。故在本發(fā)明中，結合鋼中氮含量，將鈦含量控制在〇. 010%~〇. 020%。
[0016] Al :鋁是煉鋼過程中一種重要的脫氧元素，即使在鋼水中加入微量的鋁，也可以有 效減少鋼中的夾雜物含量，并細化晶粒。但過多的鋁會促進夾雜物以及連鑄坯產(chǎn)生表面裂 紋的形成，降低連鑄工藝性能。因此，本發(fā)明中鋁含量控制在〇. 020~0. 040%。
[0017] Ceq :船級社對TMCP生產(chǎn)的船板鋼有碳當量限制，要求彡0.38,為了易于組爐生 產(chǎn)，一種成分多種交貨狀態(tài)生產(chǎn)，故本發(fā)明將碳當量限制在Ceq < 0. 38。以適應多種厚度規(guī) 格的EH36鋼板生產(chǎn)，同樣，本發(fā)明適用于薄規(guī)格Q345E等鋼種的生產(chǎn)。
[0018] 本發(fā)明的另一目的是提供一種在卷爐卷乳機上制備所述超長薄規(guī)格H136鋼的方 法，具體步驟如下： (1) 150mm連鑄坯乳制：將按組分配好的原料冶煉鋼水，鋼水依次經(jīng)過KR預脫硫 -BOF轉爐冶煉一LF精煉一RH真空脫氣一連鑄一堆緩冷制備連鑄坯，連鑄坯的厚度為 150mm± IOmm ； (2) 加熱：乳前連鑄坯進加熱爐加熱，鋼坯出鋼時爐氣溫度為1240°C~1260°C，通常爐 氣溫度高于鋼板實際溫度10~20°C，提高加熱爐溫度，減少材料在硅尖晶石形成溫度區(qū)間 停留時間，改善鋼板表面質量； (3 )乳鋼：在3500爐卷乳機上采取平乳+卷乳的方式對鋼坯進行乳制，乳制目標厚度為 4. 75mm~8mm、最大長度為221m的H136船板鋼，平乳+卷乳的總乳制道次數(shù)為11~13,其 中，對于目標鋼板成品的寬度大于等于3m的鋼板，為了保證鋼板的板形，將鋼板的乳制設 定為13道次，先平乳后卷乳，提高平乳道次數(shù)，減少卷乳道次數(shù)，卷乳前鋼坯的厚度控制在 10~11mm，按照壓下率先低后高再低的原則控制單道次乳制的壓下率； 平乳末道次鋼板的厚度為10~11_，平乳開乳溫度介于1000~ll〇〇°C，平乳第3~ 6道次的單道次壓下量在20%~30%，卷乳的末道次壓下率< 8%，在平乳第1至3道次時對 鋼坯表面高壓水除鱗，此時鋼板較厚，受高壓水除鱗降溫不均勻導致的影響較??； 卷乳的開乳溫度為780~900°C，其中，對于厚度大于等于4. 75mm小于6mm的鋼板的終 乳溫度控制在750~800°C，對于厚度大于等于6mm小于等于8mm的鋼板的終乳溫度控制在 850~900°C，平乳+卷乳的乳制總時間控制在5~8min，減少超長乳件在卷爐里的停留總 時間，改善鋼板表面質量。
[0019] (4)冷卻：對于厚度大于等于6mm小于等于8mm的鋼板，終冷溫度控制在680~ 720°C，對于厚度大于等于4. 75mm小于6mm的鋼板，因為鋼板本身溫度下降較快，對鋼板終 冷上限溫度不作要求，控制鋼坯的溫度下限不得低于600°C。
[0020] 本發(fā)明具有如下特點： 1、本發(fā)明成分簡單，在普通C-Mn鋼的基礎上，僅添加了含量