[发明专利]直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法。

背景技术

随着海洋油气勘探和开采向深的海域发展，自升式海洋平台对其齿条用钢板的强度、塑性、韧性和厚度提出了越来越高的要求。例如350英尺自升式海洋平台通常要求齿条钢板的厚度为152.4mm，屈服强度 3690MPa，抗拉强度在790 ~ 930MPa的范围，延伸率 314%，且在低温下（通常，在钢板的1/4厚度处为-40°C，在钢板的心部，即1/2厚度处为-27°C）的夏比冲击功 369J。为此，业界一直致力于发展满足这些要求的大厚度齿条钢板。如，专利公开号为CN102345045A的发明专利披露了一种海洋平台齿条用钢A514GrQ 钢板及其制造方法。但是，该发明采用传统的模铸钢锭作为坯料来制造，不仅生产工艺复杂而且成材率也低，使得制造成本显著增加。同时，也因为模铸钢锭的心部质量（例如偏析和疏松）较差，使得用钢锭生产的大厚度齿条钢板的心部性能难于得到保证。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有高的强度、良好的塑性和高的低温韧性，且生产工艺简便、成本低廉的直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板及其制造方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板，所述钢板以Fe为基础元素，且还包含如下化学成分(质量%)：C：0.10 ~ 0.16%，Si：0.15 ~ 0.35%，Mn：0.95 ~ 1.25%，P：￡0.010%，S：￡0.005%，2.4%￡ Cr + Mo + Ni + Cu ￡3.0%，0.08%￡ Al + V ￡0.13%，N：￡ 0.007%，B：0.001 ~ 0.002%, 及杂质元素。

进一步地讲：所述齿条钢板的厚度为114 ~ 152.4mm，直接采用连铸坯制造。所得屈服强度 3690MPa，抗拉强度为790 ~ 930MPa，延伸率 319%，钢板的Z向性能（断面收缩率）335%，钢板1/4厚度处在-40°C下的夏比冲击功 >100J，钢板1/2厚度处在 -27°C下以及在-40°C下的夏比冲击功均 >100J。

一种直接用连铸坯生产大厚度齿条钢板的制造方法， 按所述大厚度齿条钢板的化学组成配制冶炼原料，依次经KR铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH精炼和连铸，生产出高纯净度钢水和厚度在370mm或以上的具有低的中心偏析和疏松的连铸坯。与公开号为CN102345045A的发明专利采用VD精炼和模铸比较，本发明采用RH精炼和连铸进行生产。通过RH精炼可获得更低H含量的钢水以确保齿条钢板的抗氢致开裂的能力和心部性能。连铸方法生产的板坯其心部质量（例如中心偏析和疏松）较模铸方法生产的钢锭好，有利于保证齿条钢板的心部性能。

连铸完成后对连铸坯加罩缓冷进一步降低其中的H含量从而进一步避免钢板的氢致开裂和确保钢板的心部性能。缓冷完成后对连铸坯表面带温清理以确保连铸坯的表面质量同时保证在火焰清理过程中连铸坯表面没有裂纹产生。

将经过上述处理的连铸板坯加热至1180 ~ 1280°C保温2-3小时，使钢中的合金元素充分固溶，发挥其强韧化作用，保证最终产品的成份及性能的均匀性。连铸坯在保温完成并经高压水除鳞处理之后进行两阶段轧制。第一阶段轧制(粗轧)的开轧温度在1050 ~ 1150°C，总压缩比 340%，采用强压下进行轧制。与大厚度钢板常规粗轧单道次约10%的最大压下率相比，本发明要求单道次压下率315%，以保证连铸坯的心部缺陷充分弥合从而使得大厚度齿条钢板在心部的性能得到保证。第二阶段轧制(精轧)开轧温度在870 ~ 930°C, 总压缩比 330%。轧制完成之后实施空冷和矫直。

矫直后的钢板在冷床上空冷至适于调运的最高温度，然后进行堆缓冷( 348小时)或进行控制条件(在550 ~ 650°C下保温24 ~ 72小时后缓冷)下的缓慢冷却来充分降低或去除轧制后钢板中的H以充分保证成品钢板的心部性能。

将缓冷至室温的钢板进行调质处理即获得成品齿条钢板。调质工序的淬火加热使用连续炉进行以精确控制淬火加热温度和时间，淬火加热温度：900 ~ 930°C，在炉时间：1.8 ~ 2.0min/mm，使用淬火机水淬。为精确控制回火加热温度和时间，回火处理也须使用连续炉来进行。回火温度：600 ~ 660°C，在炉时间：2.8 ~ 4.0min/mm，出炉后空冷至室温。