表 1 D32, D36 高强度船板钢的化学成分及碳当量
牌号 标准
C D32 Si 0115 ～0135
化学成分 , %
Mn 1100 ～1140 0190 ～1160 1110 ～1150 0190 ～1160 P S Nb 0102 ～0105 0102 ～0105 0102 ～0105 0102 ～0105 Ceq
210 mm × 1 400 mm , 带液面自动控制 , 大包长水口
碳体 ,能够强化铁素体和细化珠光体。同时 ,由于锰 和硫具有较大的亲和力 ,能促使钢中的硫形成熔点比 FeS高的 MnS,避免 FeS在晶界析出 ,降低热脆性 ,提 [1] 高热加工性能 。所以综合考虑设计 D32, D36 钢的 C 0108% ～0114% ,Mn 110% ～115% 。 2. 2 微铌合金化 钢中降碳所损失的强度可以依靠添加微合金元 素 ,进行细化晶粒和析出强化来弥补 ; Nb, V , Ti是强 烈碳氮化合物形成元素 , 能够起到强化作用 。资料 研究表明 ,在控轧微合金钢中 , Nb 的细化晶粒和析 [1] 出强化作用最为突出 ,每添加 0101%的 Nb,可提 高钢的强度 30 ～50 M Pa, 加 Nb 是最为经济有效的 [2] 手段 之 一 , 所 以 , 确 定 Nb 含 量 为 01015% ～ 01030% 。 2. 3 降低硫 、 磷含量 磷含量主要影响钢的朔性 , 硫含量主要影响钢 的冲击韧性和韧 — 脆转换温度 ,另外 ,钢中硫化物夹 杂对钢材不同方向的性能也会产生主要影响 。根据 日本学者小泽幸正的研究 , 热轧低合金厚板硫含量 应控制在 01010% ～01015%之间 。现代钢铁材料 的发展趋势是尽量降低钢中的硫含量及控制硫化物 夹杂 , 根 据 新 钢 实 际 情 况 将 硫 、 磷含量控制在 01025%以下 。综合以上分析 , 根据 D32, D36 钢的 特点 ,结合新钢的实际情况 , 制定企业内控标准 , 其 化学成分见表 1。
带氩封全程保护浇铸 ; ( 4 ) 2300 /2500 三辊劳特式粗轧和四辊可逆式 精轧中板轧机 。
2 化学成分设计
D32, D36 高 强 度 船 板 不 仅 对 强 度 和 低 温 ( - 20 ℃)冲击韧性有较高的要求 , 而且要求具有良
好的 焊 接 性 能 ; 虽 然 GB712 - 2000 标 准 给 出 了
LU Rui2guo, GONG Hong2gen, YAO Xiao 2 m ing
( Xinyu Iron and Steel Co1 , L td1 , J iangxi Xinyu 338001, China )
Abstract: This paper introduces the p rocess route for p roducting D32 and D36 high - strengh hull structural steel p late of u2
作者简介 : 吕瑞国 ( 1966 2) ,男 ,江西丰城人 ,高级工程师 ,从事钢铁冶金工艺研究及新产品开发工作 。
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江 西 冶 金 2006 年 4 月
升温速度 0 ～5 ℃ / m in; ( 3 ) R 8 m 垂直弯曲型板坯连铸机 , 断面尺寸
D32, D36 的化学成分要求 , 但成分范围大 , 如果按
其组织生产 ,产品的性能难以得到保证 , 所以 , 有必 要对 D32, D36 的成分进行合理的设计 ,制定出符合 新钢实际情况的内控标准 。微合金化技术及控轧控 冷技术是设计本钢种的主要依据 。
2. 1 低碳 、 高锰 、 低碳当量
内控 国标 内控 国标
0108 ～0114
≤01025 ≤01035 ≤01025 ≤01035
≤01025 ≤01035 ≤01025 ≤01035
≤0136 ≤0140 ≤013114
≤0150
0115 ～0135
D36
≤0118
≤0150
3 冶炼
3. 1 冶炼工艺流程
关 键 词 : D32, D36; 微合金化 ; 控轧控冷 ; 低温冲击 +1 + 中图分类号 : TF762 . 3; TG335. 5 2 文献标识码 : A
Tr ia l Production of D 32 and D 36 H igh - strengh Hull Structure Steel Pla te
LF炉可以进一步脱硫 ,脱氧 、 去夹杂 , 调整钢水
时 ,必须考虑通过控制轧制即 : 高温奥氏体再结晶轧 制工艺和奥氏体未再结晶轧制 (低温终轧 ) 工艺 , 来 达到细化奥氏体晶粒的目的 。 在奥氏体未再结晶轧制区 , 由于奥氏体晶粒被 拉长和在奥氏体内形成变形带 , 增加相变时形核位 置 ,因而使转变后的铁素体和珠光体晶粒非常细小 。 为了在整个板厚上都得到所希望的均匀组织 , 在低 温下给予较大的压下量是有利的 ,有资料表明 : 微铌 合金钢终轧温度在 900 ℃ 以下 , 并采用较大的压下 [2] 量能获得较细的铁素体晶粒 , 具体轧制工艺规程 如下 : ( 1 )加热制度 : 预热段 650 ℃; 加热段 : 1 250 ℃ ～1 320 ℃,均热段 : 1 240 ℃～1 280 ℃ ( 2 )三辊开轧温度 : 1 150 ± 50 ℃ ( 3 ) 四辊 开轧 温度 : 1 000 ±50 ℃, 终 轧 温 度 : D32 小于等于 880 ℃, D36 小于等于 850 ℃。 ( 4 )轧 10 mm 以下规格钢板 ,不开水幕冷却 ; 10 ～12 mm 板 ,开一组水幕冷却 ,冷却速度为 10 ℃ / s, 12 mm 以上开两组水幕冷却 ,冷却速度为 20 ℃ / s。 ( 5 )开矫温度 : D32 在 720 ℃～760 ℃, D36 在 680 ℃～720 ℃。
Key W ords: D32, D36; m icroalloying; T MCP; low temperature toughness
随着我国造船业的迅速发展 , 造船的技术水平 也取得了长足的进步 , 我国的造船能力已成为仅次 于日本 、 韩国的世界第三造船大国 , 因此 , 我国船板 市场需求 ,不仅数量增长迅速 ,而且质量等级也要求 越来越高 。船板作为新余钢铁有限责任公司 (新 钢 )中板产品主要品种之一 , 过去由于工艺装备条 件 (主要是转炉冶炼 )的原因 , 只能生产质量等级较 低的 A , B 级船板 ,不能满足用户和市场的需要 。随 着 100 t顶底复吹转炉的建成投产 ,为新钢生产高质 量等级的船板创造了条件 ,而且新钢已通过了中国 、 收稿日期 : 2005 2 03 2 23
3. 2 冶炼工艺 3. 2. 1 原料
转炉采用高拉碳补吹一次操作法 , 终点成分控 制 W ( [ C ] )为 0105% ～0107% ,W ( [ P ] ) 小于等于 01015% ,W ( [ S ] )小于等于 01025% ,同时控制好出 钢温度 ,降低钢水氧化性 。
3. 2. 3 脱氧合金化
美国 、 德国 、 挪威 、 英国 、 法国 、 日本七国船级社工厂 认证 ,因此 , 开发 D32, D36 高强度船板对提高新钢 中板的市场竟争能力 ,扩大船板的市场份额 ,增加品 种效益都具有十分重要的意义 。
1 主要设备及参数
试制所用设备及主要参数如下 : ( 1 )公称容量 100 t顶底复吹转炉 , 出钢量 : 105 ～115 t; ( 2 ) 100 t LF钢包精炼炉 ; 变压器功率 20 MVA ,
为了保证钢水终点硫含量满足要求 , 铁水 W
第
26 卷第 2 期 吕瑞国 ,等 : D32 和 D36 高强度船体用结构钢板的试制
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为了满足钢中成分低碳的要求 , 考虑到钢水经 过 LF 炉精炼要增碳含量 0101% ～0102% , 采用硅 锰合金代替部分高碳锰铁进行合金化 , 同时采用硅 铁、 锰铁 、 硅铝钡进行复合脱氧 ,挡渣出钢 ,渣层厚度 不大于 50 mm ,防止钢水回磷 。 3. 2. 4 LF 炉精炼
D32 和 D36 高强度船体用结构钢板的试制
吕瑞国 ,龚红根 ,姚小明
(新余钢铁有限责任公司 ,江西 新余 338001 )
摘 要: 介绍了采用氧气顶底复吹转炉 →LF炉精炼 → 板坯连铸 → 控制轧制生产 D32, D36 高强度船
体用结构钢板的生产工艺 。通过对化学成分合理设计及制订适合本厂的冶炼 、 连铸 、 轧制工艺 ,采取微合金化技术 和控轧控冷技术相结合的有效措施 ,提高钢板的综合性能 ,特别是低温冲击韧性 。生产的 D32, D36 船板 ,其产品质 量完全符合 GB712 - 2000 标准要求 ,并且通过了七国船级社的认可 。
sing oxygen blow ing converter, LF refining, slab continuous caster and T MCP. W ith scientific design of chem ical compositions and s mel2 ting, casting, rolling p rocess, it is suitable for the factory that technology combined m icroalloying w ith T MCP is a effective means of de2 velop ing the synthetical p roperties of steel p late. The develop ing the low temperature toughness of the steel p late p roduced by this p rocess is comp letely in conform ity to GB712 - 2000 and had gotten ABS works app roval from seven countries .