[发明专利]一种高强度高韧性船板钢及其TMCP生产工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢材料及其制备领域，尤其涉及一种高强度高韧性船板钢及其TMCP生产工艺方法。

背景技术

船体结构用钢板是造船工业用量最大、品种繁多的钢种之一。随着全球经济的发展，一体化进程的逐渐深入，世界航运业以迅速发展，大吨位船舶需求正逐年增多，高级别船板钢需求量越来越多。船板钢具有要求高，检验严格等特点，是高附加值钢铁产品之一，各大生产厂家把船板钢生产放到一个重要的位置。

TMCP(ThermoMechanicalControlProcess：热机械控制工艺)就是在热轧过程中，在控制加热温度、轧制温度和压下量(ControlRolling)的基础上，再实施空冷或控制冷却及加速冷却(AcceleratedCooling)的技术总称。一般TMCP生产工艺生产高强度高韧性船板钢在轧制上基本上是两阶段轧制，即再结晶区轧制和未再结晶区轧制，然后进行水冷。然而高强度高韧性船板钢对水冷的控制精度要求较高，冷却要均匀，以保证整张钢板有较好的板型和均匀的性能。在轧制过程中由于钢板表面散热不均匀，如头尾、边部温度较低，尾部进入水冷较晚，加上在水冷过程中相变应力的产生，很难保证钢板经过冷却后有良好的板型和整张钢板的性能均匀。如果钢板上下水流量一样，由于重力的原因，上表面的冷却速度大于下表面的冷却速度，因此本发明从冷却过程中控制钢板上下水比大小以及钢板在水冷系统中时的辊道速度保证钢板有良好的板型和均匀的力学性能。

中国发明专利200910259321于2009年5月12日公开了具有超高强度和冲击韧性的船板钢及其制备方法涉及一种具有超高强度和冲击韧性的船板钢成分及其制备方法。该船板钢包含的组分及其重量百分比分别为：C：0.03～0.05％；Si：0.20～0.30％；Mn：0.80～0.90％；Al：0.03～0.04％；Ni：1.6～1.8％；Cu：1.1～1.3％；Cr：0.4～0.6％；Mo：0.4～0.6％；Nb：0.03～0.05％；Ti：0.01～0.02％；P≤0.01％；S≤0.005％以及余量的Fe和杂质。该方法为：将与上述船板钢组分相同的连铸板坯依次进行加热、保温、热轧，再经热处理形成成品船板钢。本发明的船板钢具有良好的强度和低温韧性匹配，力学性能及焊接性能优异，且制造工艺灵活、柔性化。本发明适于在造船工业，特别是强度和低温韧性要求苛刻且具有可焊性的船板制造工艺中应用。但该发明中添加了大量的Ni，同时还添加了Cu、Cr、Mo等合金元素，大大增加了钢板成本价格。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供种船板钢以及船板钢板及其制备方法。本发明提供的船板钢以及船板钢板生产成本低，生产效率高，产品性能稳定，质量波动小。

为了解决现有技术问题，本发明提供了一种船板钢，按重量百分比计，包括以下组分：C：0.04～0.08％；Si：0.15～0.40％；Mn：1.30～1.55％；P：≤0.012％；S：≤0.005％；Nb：0.025～0.045％；Ti：0.010～0.020％；Ni：0.015～0.025％；Als：0.020～0.050％；N：≤0.007％；其余为Fe和微量杂质。

本发明还提供了一种船板钢板，由所述的船板钢经粗轧、精轧后得到的厚度为所述船板钢板的厚度为10～50mm，宽1500mm～4150mm的热轧钢板。

本发明还提供了一种船板钢板的制备方法，包括：

a)按照所述的船板钢组分进行冶炼、连铸后得到连铸坯；

b)将所述连铸坯进行粗轧和精轧后得到中间坯；

c)将所述轧坯快速冷却，得到船板钢板。

优选的，步骤b)具体为：

b1)将250～300mm厚连铸坯加热至1180℃～1220℃；

b2)将加热后的连铸坯进行粗轧，粗轧开轧温度为1100～1200℃，粗轧后中间坯厚度为2.0H～5.0H，其中H为成品厚度；

b2)将粗轧后得到的中间坯进行精轧，精轧开轧温度为840～980℃，终轧温度为810～850℃。

优选的，步骤c)具体为：将精轧后得到的轧坯进行冷却，开冷温度为780～840℃，终冷温度为540～600℃，冷却速度为8～14℃/s，冷却后得到船板钢板。

优选的，所述粗轧采用四辊可逆轧机进行往返4～7道次轧制，开轧温度为1100℃～1200℃，粗轧结束温度为1060～1160℃。

优选的，所述冷却选用水冷，冷却谁上下水比为0.76～0.90，水冷辊道加速度为在0.10～0.20m/s²。