[发明专利]一种火工性能优异的船用低温钢板及其制造方法

说明书

本发明公开一种火工性能优异的船用低温钢板及其制造方法，其主要化学成分按质量百分数为：C：0.04%～0.08%，Si：0.15%～0.25%，Mn：0.80%～1.80%，P≤0.012%，S≤0.002%，Als：0.045%～0.070%，N≤0.0040%，Ti：0.005%～0.020%，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明还低温钢板的生产方法采用TMCP工艺生产，包括铸坯加热、两阶段控制轧制以及控制冷却。本发明涉及的钢板具有良好的综合性能和优异的火工性能，可满足大型船舶建造的需求。本发明采用低成本的成分设计和短流程TMCP生产工艺，合金和工艺成本较低，有利于批量生产。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，涉及一种船用低温钢板及其制造方法。

背景技术

大型船舶建造时，由于船体线型复杂，需要对钢板进行变形加工。同时，由于船体结构庞大，不可避免地，在钢板的焊割加工过程中，会产生弯曲变形以及扭曲变形等。为了得到船体建造设计的弯曲形状或是避免钢板变形严重影响船体的组装质量和船体的线型光顺，必须及时地采用火工工艺进行相应的火工成形和水火弯板等变形矫正。

产品研发人员对高强度低温船板的研究往往主要集中在成分设计、轧制和焊接工艺等方面，而对实际使用过程中水火弯板、火工性能等缺乏关注和思考。

目前，有关船板火工性能的大量研究表明，尽管船厂在船体建造时对火工工艺的制定和执行有严格要求，但是仍难以保证火工性能。火工工艺通常采用线性火焰加热配合水冷工艺，加热时的温度一般建议控制在900℃以下，实际加工时至少控制在950℃，加热后水冷时的起始温度避免650～800℃的两相区温度，因而控制在550℃以下，通常为保证钢板性能火工次数控制在2～3次以内。

普通低温船板常常因为加热温度过高晶粒尺寸增大引起组织软化，或因水冷起始温度过高、水冷速度过快导致组织脆化，造成韧性和塑性的大幅降低。普通低温船板在火工后的性能恶化，造成建造周期延长，大幅增加了建造成本，给船厂在大型船舶的建造过程中带来了障碍。

发明内容

鉴于此，本发明提出一种火工性能优异的船用低温钢板及其制造方法，采用TMCP工艺生产，钢板火工后性能优异，钢板不会发生软化和韧性恶化，以满足低成本高效率的大型船舶制造需求。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种火工性能优异的船用低温钢板，其特征在于按质量百分比计，其化学成分为：C：0.04％～0.08％，Si：0.15％～0.25％，Mn：0.80％～1.80％，P≤0.012％，S≤0.002％，Als：0.045％～0.070％，N≤0.0040％，Ti：0.005％～0.020％，其余为Fe和不可避免的杂质。

上述火工性能优异的低温钢板的制造方法，采用TMCP工艺生产，包括铁水脱硫预处理工艺、转炉冶炼工艺、LF精炼工艺、RH真空处理工艺、连铸工艺、铸坯加热、控制轧制、轧后控制冷却，其特征在于：铸坯加热温度为1120±20℃，加热时间为100～400min；

控制轧制工艺采用两阶段轧制，包括再结晶区轧制和未再结晶区轧制，再结晶区轧制道次变形量≥30mm，中间坯厚度≥3t，t为钢板厚度；未再结晶区开轧温度≤950℃，未再结晶区轧制累计变形量≥60％，终轧温度控制在760±20℃；轧后控制冷却采用ACC弱冷模式。

本发明的有益效果：

1.本发明采用C-Mn成分设计，添加Al+Ti晶粒细化元素，采用TMCP工艺生产，钢板组织为细化的铁素体+少量珠光体。

2.本发明涉及钢板综合性能良好，火工后性能优异，钢板不会发生软化和韧性恶化，完全满足大型船舶建造的火工成形要求。

3.本发明涉及的低温钢板采用低成本成分设计，不添加任何贵重合金元素，TMCP短流程工艺生产，合金和制造成本低，利于批量化生产。