[发明专利]一种自升式采油平台用齿条钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种自升式采油平台用齿条钢的生产方法。

背景技术

特厚高强度自升式海洋平台用齿条钢是目前海工领域最高端的产品，对于钢板全厚度强度、韧性、耐腐蚀性以及平直度等要求尤为严格。齿条钢的厚度要求在80毫米以上，最厚达到210mm，一般采用模铸钢锭、电渣锭等形式轧制生产，工艺过程存在成材率低，能耗高，生产效率低等缺点。相比模铸钢锭、电渣锭，连铸坯生产效率高，质量好，但是受连铸坯料厚度的限制，国内用连铸坯生产齿条钢板难度很大，一般最厚只能到80mm。专利CN102345045A“一种海洋平台齿条用钢A514GrQ钢板及其生产方法”公开了一种齿条用钢A514GrQ钢板的方法，但采用的原料仍然是模铸钢锭，且生产厚度只能达到120-150mm。

发明内容

本发明为了克服上述问题，突破连铸坯坯料厚度限制，提供一种利用现有连铸板坯生产特厚高强度自升式采油平台用齿条钢的生产方法，可生产最大厚度220mm的齿条用钢板。

本发明通过以下技术方案实现：一种自升式采油平台用齿条钢的生产方法，包括以下步骤：

（1）以两块以上（包含两块）四周相同尺寸（即长度、宽度相等，厚度可以不同）的连铸板坯为原料，所用连铸板坯包含如下化学成分（质量百分比，wt%）：C：0.14～0.20％，Si：0.20～0.50％，Mn：1.10～1.60％，S≤0.010%，P≤0.018％，Cu1.0-3.0%，Mo0.4-0.6%，Ni1.0-2.0%，微合金化元素（Nb+V+Ti）≤0.20％；

（2）将所有连铸板坯拟焊接面的三条边通过火焰切割或刨、铣等形式加工坡口，坡口深度10-40mm，坡口角度15-35°，将连铸板坯叠放在一起，并旋转90°竖直放置，组齐对正，然后采用气体保护焊的焊接方式，对连铸板坯有坡口的三个面上的边缝进行打底焊接，再采用埋弧自动焊进行填充及盖面焊接，最后将剩余面上的边缝在高真空下进行真空电子束焊接，组焊成大厚度坯料；或者不开坡口，将连铸板坯叠放在一起，并旋转90°竖直放置，组齐对正，然后全部采用真空电子束焊接的方式将4个面焊接成大厚度坯料；

（3）对焊接好的大厚度坯料装车底式炉或均热炉加热，出炉温度控制在1160～1280℃；

（4）出炉后轧制，采用二阶段轧制法，第一阶段开轧温度1000～1150℃，第二阶段开轧温度820～920℃，中间坯厚度不小于成品厚度的1.4倍；

（5）对轧后钢板进行弱水冷却，冷却速度<5℃/S，表面返红温度620～780℃；

（6）对钢板进行调质热处理，淬火工艺：加热温度850～950℃，保温系数1.2～2.0min/mm，出炉后水淬；回火工艺：加热温度520～680℃，保温系数1.5～3.0min/mm。

所述步骤（1）的连铸板坯为经转炉炼钢、LF和RH炉外精炼、连铸工序的连铸板坯，所述RH炉外精炼工序中要进行真空脱气处理，要求：真空度≤100Pa，保压时间10分钟以上。

所述步骤（2）连铸板坯，其焊接前通过铣床、刨床等机加工方法，去除待复合表面的氧化铁皮、油污等，实现表面洁净。

所述步骤（2）气体保护焊，其焊丝直径1.2-2.0mm，焊接电压20-35V，焊接电流120-400A，焊接速度250-600mm/min，焊丝干伸长度15-25mm，保护气体CO₂或Ar+CO₂，保护气体流量15-25L/min，熔深5-20mm；

所述步骤（2）埋弧自动焊，其焊丝直径4.0-6.0mm，焊接电压30-45V，焊接电流250-1600A，焊接速度250-600mm/min，焊丝干伸长度25-45mm，熔深10-30mm；

所述步骤（2）真空电子束焊接，其焊接电压30-150KV，真空度高于1×10^-1Pa，焊接电流100-500mA，焊接速度50-700mm/min，熔深20-50mm。