[发明专利]一种耐低温和抗层状撕裂的特厚钢板及其制造方法

说明书

本发明公开一种耐低温和抗层状撕裂的特厚钢板及其制造方法。钢中化学成分按重量百分比为：C：0.09％～0.15％，Si：0.15％～0.45％，Mn：1.05％～1.45％，S≤0.003％，P≤0.010％，V：0.06％～0.08％，Als：0.015％～0.040％，N：0.008％～0.015％，Ni：0.25％～0.45％，钢中还含有Cr≤0.15％，Cu≤0.15％，Ti≤0.04％中的一种或一种以上元素，余量为Fe和不可避免的杂质。钢板生产工艺为：模铸→开坯轧制→成品轧制→控冷→正火处理→出炉后弱冷，生产出的180～250mm厚钢板具有优良耐低温、抗层状撕裂性，适用于焊接结构。

技术领域

本发明属于钢铁材料制备领域，特别是一种具有耐低温、抗层状撕裂36kg级、180～250mm大厚度焊接结构用钢板及其制造方法。

背景技术

近年来，随着风电、水电、核电、海洋平台、石油化工压力容器等大型装备行业的迅猛发展，市场对大厚度(厚度180mm及以上)、耐低温冲击(-40℃)、大单重的抗层状撕裂(Z35性能)钢板的需求量逐年增大。长期以来，由于缺乏必要的生产、技术设备，大厚度的抗层状撕裂钢板往往依赖于锻造、电渣重熔或从国外进口，严重制约了我国水电站、核电站、海洋平台和大型石油化工压力容器设备建设的发展，而此类型的海洋平台用钢也将成为未来几年国内钢厂企业重点研发生产的产品。

随着国内冶炼和轧钢装备的技术进步，在一定程度上缓解了我国对高品质特厚钢板的需求，但特殊厚度、特殊品种及技术要求的钢板还存在着心部力学性能差、产品性能不稳定等情况，这部分材料的进口比例高达90％。

CN201310203415.4公开了一种厚度为150mm的海洋平台用钢及其生产方法，该发明提出了一种采用连铸板坯生产最大成品厚度仅为150mm海工用钢的方法，且该发明公开的钢仅实现了36kg级钢板强度指标，并未提及其低温韧性可实现的指标，无法满足现代海洋工程用钢对耐低温、大厚度钢板的需求。

CN201110135930.X公开了一种大厚度海洋平台用钢及其生产方法，该专利采用电渣重熔铸坯为原料，产品的最大厚度为300mm，但强度级别仅为32kg，不仅工序成本高，还无法满足更高级别海洋平台用钢指标要求。

CN201510120477.8公开了大厚度海洋平台用S355G10+N钢板及其生产方法，该专利提出了S355级别、最大厚度为100～150mm厚海洋工程用钢轧制方法，无法满足海洋工程用钢对200mm及以上更大厚度尺寸的需求。

CN101987330A公开了一种超厚抗层状撕裂钢板制造方法，其低温韧性评价仅为达到0℃，无法满足低温服役环境下材料的韧性要求。

CN1033436784A公开了一种海洋平台用钢板及其制造方法，该专利采用连铸板坯，经控轧控冷+正火处理工艺，生产钢板厚度仅为60～100mm。

CN1044357755A和CN102747285A分别公开了一种适用于低温下使用的大厚度、高强度钢板和一种特厚船舶及海洋平台用钢板及其生产方法，发明钢板厚度为80～125mm，分别采用调质和正火工艺生产，也无法满足大厚度构件材料技术要求。

以上现有专利中，其发明钢的最大厚度大多低于150mm，而其中对于厚度大于150mm的钢板，其生产工艺多为钢锭+锻轧，或采用电渣重熔坯料+轧制生产，提高了钢板生产成本，且无法保证钢板1/2处性能与1/4处性能保持在同一水平。

发明内容

本发明提出一种耐低温和抗层状撕裂的特厚钢板及其制造方法，通过合理的成分设计，40吨以上扁锭冶炼+轧制+正火工艺相结合，同时适当加大正火后的冷却速率，制备出具有高强度(屈服强度≥360MPa)、耐低温(－40℃冲击功≥160J)、满足Z35性能的180～250mm特厚焊接结构用钢，其良好的组织性能均匀性、抗层状撕裂性等特点满足了高寒地区焊接结构用钢的技术要求。