[发明专利]一种厚度≥114mm的海洋平台用齿条钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋平台钢及其生产方法，具体地属于厚度≥114mm,屈服强度大于650MPa级海洋平台用齿条钢及其生产方法。

背景技术

海洋平台是一种海洋工程结构物，它为开发和利用海洋资源提供了海上作业与生活的场所，随着海洋开发事业的迅速发展，海洋平台得到了广泛的应用，如海底石油和天然气的勘探与开发、海底管线铺设、海洋波浪能的利用、建造海上机场及海上工厂等。目前应用海洋平台最为广泛的领域当属海上油气资源的勘探与开发。

海洋钻井平台是实施海底油气勘探和开采的工作基地，它标志着海底油气开发技术的水平，而海上钻井平台起升系统的工作原理是齿轮-齿条机构，在海洋钻井平台的工作过程中，齿轮-齿条机构担负着整个平台的升降工作。

齿条为自升式海上石油平台的关键构件，它承受平台体升、降时产生的载荷。齿条钢优异的性能，是保证平台安全使用的必要条件。因此在建造海洋平台时，齿条钢一直占据着十分重要的地位。

650MPa级的海洋平台齿条钢厚度大多在100mm以上，必须使用大单重特厚板坯进行生产，而且对钢板质量要求越来越严格。从目前特厚板生产的方式来讲，除了采用原有的锻造法之外，还有比较流行的连铸法。但是由于转炉连铸坯内部偏析和压缩比的限制，只能生产厚度小于100mm的特厚板，由此带来了使用电渣重熔冶炼工艺生产连铸板坯。

发明内容

本发明在于解决采用转炉无法生产厚度大于114毫米，采用锻造方式虽可以生产，但成本高，且效率低的不足，提供一种通过采用电炉与电渣重熔相结合的方式，生产出不仅屈服强度至少为650MPa，厚度大于114毫米，而且成本比锻造方式低500～700元/吨钢的海洋平台用齿条钢及其生产方法。

实现上述目的的措施：

一种厚度≥114mm的海洋平台用齿条钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.14～0.192、Si：0.15～0.35、Mn:0.98～1.3、P:≤0.014、S:≤0.008、Cr：0.15～0.35、Ni：1.2～1.5、Mo：0.40～0.58、Cu：0.15～0.26、V：0.032～0.068、[O]≤0.0003、[N]≤0.007、Sn：≤0.003、As：≤0.003、Sb：≤0.002,其余为Fe和残留元素；并应满足焊缝金属脆化敏感性系数：X=(10P+5Sb+4Sn+As)×1000≤16。

生产一种厚度≥114mm的海洋平台用齿条钢的方法，其步骤为：

1）进行电炉冶炼，控制出钢温度在1640-1660℃； 

2）在LF精炼炉，按照7.1～10公斤/吨钢加活性石灰；

3) 在VD炉中真空冶炼，控制氩气流量在80-90NL/min；

4）在VD炉中抽真空并进行保压，控制抽真空时间不少于30分钟；当真空度将至不高于67Pa时，开始保压，控制保压时间不低于20分钟；

5）在VD炉中进行软吹，软吹氩时间不低于10分钟；

6）连铸，控制起步拉速在1.6～1.8米/分钟；

7）进行电渣重熔冶炼：按照5.7～8.6公斤/吨钢加入预熔渣；在1600～1700℃的温度下进行烘烤，烘烤时间为2.5～4.5个小时；烘干后进行化渣；在化渣停炉前8分钟，向液渣中按照1.0～2.0公斤/吨钢加入铝粒进行预脱氧；在出渣前按照0.5kg～1.5公斤/吨钢加入Mn粉，出化渣炉前钢液温控制在1650-1750℃；采用铝粒进行脱氧，按照30～40克/分钟的速度加入铝粒；进入重熔期，抽锭速度控制在8.0～8.5毫米/分钟，熔化速度控制在36-38.5公斤/分钟；进行坑冷，时间不低于48个小时；

8）对电渣坯进行加热，加热温度为1200℃～1240℃，加热速率为10～13min/cm，控制出炉温度在1180℃～1230℃；

9）分段进行轧制：控制粗轧开轧温度在1100℃～1200℃，控制每道次压下量在6.25～10.12%，粗轧结束后的钢板厚度控制在190mm～240mm；控制精轧开轧温度在840℃～880℃，终轧温度在820℃～840℃，控制精轧最后三道次总压下率不低于40％；

10）进行空冷，控制终冷温度在650℃～700℃之间； 

11）进行热处理：采用淬火+回火处理方式，控制正火加热温度在920℃～950℃，加热时间在165～210分钟；控制回火加热温度在630℃～670℃，加热时间在195～240分钟。

12）待用。