[发明专利]一种高止裂性船用钢板的生产方法

说明书

一种高止裂性船用钢板的生产方法，钢的化学组成重量百分比为C=0.05%~0.08%，Si=0.10%～0.50%，Mn=1.40%～1.80%，P≤0.012%，S≤0.003%，Nb=0.02%～0.05%，Ti=0.008%～0.02%，Al=0.015%～0.05%，Ni=0.20%～0.50%，Cu≤0.35%，Gr≤0.25%；关键工艺步骤包括冶炼、连铸、加热、轧制、冷却，采用低碳高锰、Nb‑Ti‑Ni多元微合金化成分设计体系，结合LF+VD复合精炼和超快速冷却技术，生产屈服强度在460~550Mpa，抗拉强度在570～720MPa的高强船板，最大厚度可达到80mm，具有较高的强韧性、焊接性和止裂性的高强度钢板，能够很好地满足超大型集装箱船关键部位止裂钢板的使用需求。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种止裂性优异的高强度船用钢板的生产方法。

背景技术

随着经济的发展，贸易量的加大，集装箱船逐渐向着大型化的方向发展，集装箱船甲板上部结构承载负荷也越来越大，其一些关键部位，如主甲板、舷顶列板、舱口围板等部位，由于要求高强度、高韧性及高止裂性能，一般的高强度船板已满足不了使用要求。以18000TEU超大型集装箱船为例，舱口围板厚度达到80mm，仅止裂钢EH47用钢量约为2000吨/船以上。日本早在20世纪90年代已经开始研发止裂钢板，2008年，日本钢铁与三菱重工联手合作，成功开发出一种新型高拉力强化钢——“HTS47”，并首次在日本造船厂使用这种钢板。2013年，国际船舶联合会（IACS）及一些船级社借鉴日本的开发经验，专门针对大型集装箱船板关键部位制定了47公斤级的集装箱船用钢板标准，并将ESSO试验和双重拉伸等脆性断裂试验列为检验钢板止裂性能的方法。

中国专利CN 101341269 A“止裂性优良的高强度厚钢板”主要通过控制钢板在厚度方向的组织、晶界密度和织构的差异，使钢板在开裂时不同厚度位置裂纹扩展方向产生差异，从而使裂纹的扩展阻力增加来提高钢板的止裂性能。但实质是其生产的厚板冷却能力不够，板厚1/2位置为脆性组织对钢板的止裂性产生影响。这种方法对止裂性的提高很少，未从根本上对1/2位置的韧性组织进行改善。中国专利CN 102994874 A“屈服强度500Mpa级高止裂韧性钢板及其生产方法”，公开了一种通过粗轧后再快速冷却到Ar3相变点附近进行精轧的方法来细化晶粒，阻止裂纹扩展的方法。但该方法是采用低温冲击韧性和NDT韧脆转变温度来衡量钢板的止裂性能，不具备科学性和严谨性，只能说明钢板的韧性较好，不能证明钢板的止裂性能优异，而只有ESSO试验或双重拉伸试验才是国际认可的衡量钢板止裂性能的标准试验。

发明内容

本发明旨在提供一种高止裂性船用钢板的生产方法，其代表钢种EH47最大厚度达80mm，屈服强度在460～550MPa，抗拉强度在570～720MPa，低温-40℃心部冲击韧性达到200J以上，无塑性转变温度在-60℃以下，经梯度温度型双重拉伸试验检验，其-10℃止裂系数Kca≥6000N/mm^3/2，能够很好的满足超大型集装箱船关键部位止裂钢板的使用需求。

发明的技术方案：

一种高止裂性船用钢板的生产方法，钢的化学组成重量百分比为：C=0.05%~0.08%，Si=0.10%～0.50%，Mn=1.40%～1.80%，P≤0.012%，S≤0.003%，Nb=0.02%～0.05%，Ti=0.008%～0.02%，Al=0.015%～0.05%，Ni=0.20%～0.50%，Cu≤0.35%，Gr≤0.25%，其余为Fe和不可避免的杂质；关键工艺步骤包括：

冶炼：转炉出钢[P]≤0.008%，[C]≤0.05%，采用LF+VD精炼工艺，LF炉精炼全程吹氩，造渣脱氧，白渣保持时间≥20min；VD真空脱气处理，在真空度0.5tor以下，真空保持时间18~25min，出站钢水[N]≤40ppm，[H]≤1.5ppm，[O]≤20ppm；

连铸：采用全程保护浇铸，铸坯厚度300mm；