本發明涉及一種鋼鐵冶金技術，具體說，涉及一種3390MPa級大線能量焊接海洋平臺用鋼板及其生產方法。
背景技術：
：海洋平臺是在海洋上進行作業的特殊場所，主要用于海上油氣的鉆探和開發，其中鉆探設施主要包括自升式鉆井平臺和半潛式鉆井平臺，開采設施主要包括固定式導管架平臺、順應塔平臺、張力腿平臺、立柱式平臺以及浮式生產儲油裝置等。目前我國EH36(屈服強度355MPa)以下平臺用鋼基本實現國產化，占平臺用鋼量的90％，但關鍵部位所用大厚度、高強度鋼材仍依賴進口。隨著我國海洋開發的不斷發展，對海洋平臺用鋼的需求量不斷擴大，當前海洋平臺用鋼年需求總量約在300萬噸以上。《東北大學學報》(2009年11月，第30卷第11期)“低碳海洋平臺用鋼E40-Z35的研制”介紹了390MPa級海洋平臺用鋼E40-Z35的冶煉成分、加熱和軋制，產品性能符合標準要求。對比發現，該文獻中產品化學成分未添加Ca和Ce。《鞍鋼技術》(2011年第5期)“海洋平臺用鋼E40-Z35的開發”介紹了390MPa級海洋平臺用鋼E40-Z35的冶煉成分、加熱、軋制和焊后性能，產品性能符合標準要求。對比發現，該文獻中產品化學成分含V而不含Ca和Ce。《中國冶金》(2010年第1月，第20卷第1期)，“控軋控冷工藝生產海洋平臺用鋼的研究”介紹了海洋平臺用鋼的冶煉成分、加熱、軋制和焊后性能，產品性能符合標準要求。對比發現，文獻中產品化學成分為Nb、V、Ti系，未添加Ca和Ce，焊接線能量分別為15kJ/cm和50kJ/cm，未達到大線能量焊接。現有技術中，對于低溫沖擊韌性并不是材料性能的重點，限制了海洋平臺用鋼板的使用。技術實現要素：本發明所解決的技術問題是提供一種3390MPa級大線能量焊接海洋平臺用鋼板，具有良好的低溫沖擊韌性以及焊接性能。技術方案如下：一種390MPa級大線能量焊接海洋平臺用鋼板，其特征在于：化學成分按重量百分比包括C0.07～0.09％、Si0.20～0.30％、Mn1.3～1.6％、P≤0.015％、S≤0.010％、Nb0.03～0.05％、Ti≤0.02％、Al0.01～0.025％、Ca0.002～0.006％、Ce0.002～0.006％，余量為Fe和雜質。本發明所解決的另一個技術問題是提供一種390MPa級大線能量焊接海洋平臺用鋼板的生產方法，生產的海洋平臺用鋼板具有良好的低溫沖擊韌性以及焊接性能。一種390MPa級大線能量焊接海洋平臺用鋼板的生產方法，包括：冶煉和澆鑄；將廢鋼加入真空冶煉爐，抽真空后啟動進行熔化冶煉，最后加入Ca合金，待熔化后澆鑄到矩形鋼模中；加熱和軋制；鋼坯裝入高溫加熱爐中，加熱至1200℃～1250℃，在爐時間≥240min，待鋼坯達到加熱要求時將鋼坯送往軋機軋制；軋制采用兩階段控制軋制工藝，粗軋開軋溫度為1180～1230℃，壓下量大于15％；精軋開軋溫度≤970℃，終軋溫度為840～870℃。冷卻；鋼板進入層流冷卻區域，以10～15℃/s的冷卻速度冷卻至600～650℃，得到海洋平臺用鋼板，其化學成分按重量百分比包括C0.07～0.09％、Si0.20～0.30％、Mn1.3～1.6％、P≤0.015％、S≤0.010％、Nb0.03～0.05％、Ti≤0.02％、Al0.01～0.025％、Ca0.002～0.006％、Ce0.002～0.006％，余量為Fe和雜質。進一步：按化學成分設計進行冶煉并澆鑄成鋼錠，將鋼錠加熱至1220℃，總在爐時間保溫270分鐘；粗軋的開軋溫度為1203℃，第1～2道次壓下量應大于15％，其次至少有1～2道次壓下率控制在20～40％；當軋件厚度為43mm時，在輥道上待溫至930℃；隨后進行精軋，精軋的終軋溫度為840℃，成品鋼板厚度為14mm；軋制結束后，鋼板進入層流冷卻裝置，以10℃/s的速度冷卻至640℃，最后即可得到所述鋼板。進一步：冶煉采用100kg真空冶煉爐，采用φ750×550mm實驗軋機軋制；粗軋采用2道次軋制，精軋采用9道次軋制。進一步：廢鋼中，磷≤0.015％，硫≤0.005％，氧≤0.0040％，氮≤0.0060％。與現有技術相比，本發明技術效果包括：本發明通過合理的化學成分設計，并采用獨特的生產工藝，得到的海洋平臺用鋼板焊接時線能量達到100kJ/cm，具有良好的低溫沖擊韌性及焊接性能。附圖說明圖1是本發明中海洋平臺用鋼板的金相組織圖。具體實施方式下面參考示例實施方式對本發明技術方案作詳細說明。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發明更全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。390MPa級大線能量焊接海洋平臺用鋼板的生產方法，具體包括以下步驟：步驟1：冶煉和澆鑄；將準備好的低磷(≤0.015％)、低硫(≤0.005％)、低氧(≤0.0040％)、低氮(≤0.0060％)優質廢鋼和計算配好的其他合金加入實驗室100kg真空冶煉爐，抽真空后啟動進行熔化冶煉，采用最后加入Ca合金的方式，待熔化后澆鑄到矩形鋼模中，澆鑄成尺寸為厚度、寬度、長度150×200×250mm的矩形鋼坯。步驟2：加熱和軋制；將鋼坯裝入高溫加熱爐中，加熱至1200℃～1250℃，在爐時間≥240min,保證鋼坯均勻受熱，待鋼坯達到加熱要求時，將鋼坯送往φ750×550mm實驗軋機。采用兩階段控制軋制工藝，粗軋開軋溫度為1180～1230℃，第1、2道次壓下量應大于15％，設定精軋開軋溫度≤970℃，軋制道次共9道次，終軋溫度：840～870℃。步驟3：冷卻；控制軋制結束后，鋼板進入層流冷卻區域，以10～15℃/s的冷卻速度冷卻至600～650℃，得到海洋平臺用鋼板。海洋平臺用鋼板的化學成分按重量百分比為C：0.07～0.09％、Si：0.20～0.30％、Mn：1.3～1.6％、P：≤0.015％、S：≤0.010％、Nb：0.03～0.05％、Ti：≤0.02％、Al：0.01～0.025％、Ca：0.002～0.006％、Ce：0.002～0.006％，余量為Fe和不可避免的雜質。如圖1所示，是本發明中海洋平臺用鋼板的金相組織圖。得到的海洋平臺用鋼板為鐵素體+珠光體，金相組織細小均勻。實施例1按表1所示的化學成分進行冶煉，并澆鑄成鋼錠，將鋼錠加熱至1220℃，總在爐時間保溫270分鐘，在實驗軋機上進行第一階段軋制(粗軋)，開軋溫度為1203℃，第1～2道次壓下量應大于15％，其次至少有1～2道次壓下率控制在20～40％，當軋件厚度為43mm時，在輥道上待溫至930℃，隨后進行第二階段軋制(精軋)。終軋溫度為840℃，成品鋼板厚度為14mm。軋制結束后，鋼板進入層流冷卻裝置，以10℃/s的速度冷卻至640℃，最后即可得到所述鋼板。表1本發明實施方式的化學成分(wt％)實施方式CSiMnPSNbTiAlCaCe10.080.251.40.0150.0050.040.010.020.0020.005對本發明實施方式的鋼板進行力學性能檢驗，檢驗結果見表2。表2鋼板的力學性能在MMS-200型熱力模擬實驗機上對本鋼板進行峰值溫度為1250℃，焊接線能量為100kJ/cm的焊接熱模擬試驗，實驗后對鋼板進行力學性能檢測，檢驗結果見表3。表3經焊接熱模擬實驗后的鋼板的力學性能從檢測結果可以看出，經焊接熱模擬后低溫沖擊韌性平均值為174KV2/J，較未進行焊接熱模擬試驗的鋼板低溫沖擊韌性平均值215KV2/J，降低4且KV2/J，依然符合國標中沖擊功要求，且降低幅度較小。本發明所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由于本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限于任何前述的細節，而應在隨附權利要求所限定的精神和范圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。當前第1頁1 2 3