[科普中國(guó)]-造船板

簡(jiǎn)介

造船鋼板是指用造船專(zhuān)用結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)的，用于制造遠(yuǎn)洋、沿海和內(nèi)河航行的船舶的船體結(jié)構(gòu)的薄鋼板和厚鋼板。

隨著造船能力的提升 ，國(guó)內(nèi)造船企業(yè)正逐步從量往質(zhì)方面突破，逐漸改變了以散貨船為主的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，大型集裝箱船、液化氣船、鉆井船等高附加值船的能力在不斷提升，所造船舶噸位越來(lái)越大，船型越來(lái)越齊全。相地應(yīng)，高強(qiáng)度、高韌性和耐腐蝕逐漸成為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)研發(fā)造船板的發(fā)展方向。1

成分研究C（碳）是鋼中不可缺少的強(qiáng)化元素，但C含量的提高使鋼的低溫沖擊韌性降低，惡化鋼的焊接性能。因此，要控制鋼中的C含量。

AI（鋁）在鋼中有細(xì)化晶粒作用，并能與N（氮）結(jié)合,形成彌散度大的AIN（氮化鋁）。它不僅不會(huì)產(chǎn)生沉淀硬化，而且由于減少了以間隙相存在的自由N，可以降低韌脆性轉(zhuǎn)變溫度，并降低鋼的時(shí)效敏感性。V（釩）是鋼中的強(qiáng)化元素，由于VC（VC是一種難熔金屬化合物，在硬質(zhì)合金的粉末冶金生產(chǎn)時(shí)適量添加可使材料的韌性提高）、V的的沉淀強(qiáng)化，可使鋼的強(qiáng)度明顯提高。它還能細(xì)化晶粒，提高鋼的沖擊韌性。1

生產(chǎn)過(guò)程冶煉根據(jù)生產(chǎn)含鋁鋼經(jīng)驗(yàn)，為保證鋼中的含鋁量及鋼水流動(dòng)性，采取嚴(yán)格控制終點(diǎn)碳含量及大包合金化時(shí)進(jìn)行預(yù)脫氧的辦法，控制鋼水的氧化性，采用大包喂鋁線(xiàn)的加鋁方式。

轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)采用高拉補(bǔ)吹工藝。終點(diǎn)碳含量嚴(yán)格控制在0.07%~0.11%，終點(diǎn)溫度多在1670~1700℃左右，采用擋渣出鋼。出鋼過(guò)程中每噸鋼中加入SiAlBa（硅鋇鋁）合金1.0~1.5kg進(jìn)行預(yù)脫氧，對(duì)于個(gè)別終點(diǎn)碳偏低的爐次，適當(dāng)?shù)卦黾覵iAlBa的加入量，使鋼水吹氬前的Als含量穩(wěn)定在0.004%~0.005%左右。合金化后的吹氬時(shí)間要保證鋼中夾雜物充分上浮。然后根據(jù)氬前鋼水溫度、終點(diǎn)碳含量及下渣量，向鋼中喂入10mm的鋁線(xiàn)，噸鋼喂入量為2.5~4.0m，以使鋼中Als含量穩(wěn)定在0.020%以上。為使該鋼種順利澆注，必須使用全過(guò)程保護(hù)澆注，即大包→中間包→結(jié)晶器保護(hù)澆注。中間包溫度保證在1540~1555℃，拉速穩(wěn)定在0.70~0.85m/min，并保證中間包及結(jié)晶器液面的穩(wěn)定。另外，為使加鋁產(chǎn)生的夾雜物充分上浮，在生產(chǎn)組織上保證使鋼水有10~15min的鎮(zhèn)靜時(shí)間。1

軋制為保證該鋼種有良好的低溫沖擊韌性，355MPa級(jí)船板的軋制采用了嚴(yán)格的II型控制軋制工藝。

鋼坯的加熱溫度為1140~1170℃左右，加熱時(shí)間為3.0~3.5h，以保證粗軋階段的開(kāi)軋溫度在1150℃左右。再結(jié)晶區(qū)完成的變形量要使中間坯厚度為成品鋼板厚度的5倍以上。道次壓下量在15%~22%，再結(jié)晶區(qū)軋制的完成溫度在960℃以上。

中間坯待溫采用空冷或水冷。未再結(jié)晶區(qū)的開(kāi)軋溫度在900℃以下，變形量為60%以上。共軋制6個(gè)道次，軋制3道次后待溫至870℃以下，再完成最后3個(gè)道次的軋制。終軋溫度為840℃，實(shí)際為795~837℃。軋后采用空冷。1

發(fā)展方向高強(qiáng)度、高規(guī)格隨著船舶大型化及安全、涂裝規(guī)范的變化，船企對(duì)普通A級(jí)板的需求量逐漸減少，對(duì)高強(qiáng)板的需求量增加，集中體現(xiàn)于對(duì)5m寬的大型船板、200－300mm厚的特厚船板。據(jù)測(cè)算，我國(guó)大型船廠(chǎng)所需高強(qiáng)度船板占船板總量的20%－30%，個(gè)別船廠(chǎng)達(dá)到60%以上。由于高強(qiáng)度級(jí)別的船板鋼具有強(qiáng)度高、綜合性能好，能夠減輕船體自重，提高載重量等優(yōu)點(diǎn)，因此其使用量在逐年增加，也極大地帶動(dòng)了我國(guó)低合金高強(qiáng)度船板鋼市場(chǎng)。2

耐低溫隨著我國(guó)高技術(shù)船舶建造能力的不斷增強(qiáng)，船企對(duì)其性能要求不斷提高。例如，大型LNG船采用的低溫壓力容器板，不僅要達(dá)到高強(qiáng)度船板的要求，還要滿(mǎn)足零下163攝氏度的耐低溫壓力容器性能要求，如滬東中華造船有限公司建造的147200立方的船上，每艘船殷瓦鋼的用量為450噸左右，全部依賴(lài)日韓和歐洲進(jìn)口；新型集裝箱船等船型所用船板的品種達(dá)1200多個(gè)，幾乎涵蓋所有級(jí)別，并向F級(jí)、Z級(jí)鋼板和型材發(fā)展；油船槽艙更多使用適應(yīng)超大輸入熱焊接、高耐腐蝕船板以及低疲勞裂紋擴(kuò)展速率船板等。2

需求廣根據(jù)枟海洋工程裝備制造業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃枠提出的目標(biāo)，到2015年，我國(guó)海工裝備制造業(yè)年銷(xiāo)售收入達(dá)到2000億元以上，海洋油氣開(kāi)發(fā)裝備在國(guó)際市場(chǎng)所占份額達(dá)到20%；2020年，年銷(xiāo)售收入達(dá)到4000億元以上，海洋油氣開(kāi)發(fā)裝備在國(guó)際市場(chǎng)所占份額達(dá)到35%以上。由于海洋工程裝備服役期要比船舶類(lèi)產(chǎn)品長(zhǎng)一半，而且工作環(huán)境惡劣，因此，其采用的鋼板必須具有高強(qiáng)度、高韌性、抗疲勞、抗層狀撕裂、良好的焊接性及耐海水腐蝕等特點(diǎn)，重點(diǎn)發(fā)展F級(jí)高強(qiáng)度、滿(mǎn)足Z向性能要求的船板，厚度6－10mm、寬3000mm以上的寬薄規(guī)格船板和厚度65－90mm的特厚船板，雙相不銹鋼板，以及齒條鋼等超高強(qiáng)度海洋工程用鋼。工藝性能應(yīng)達(dá)到：軋制成的鋼板Z向抗層撕裂性能要達(dá)到Z3水平；鋼的抗拉強(qiáng)度要達(dá)到780－950MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)到690－760MPa；耐大氣腐蝕性能應(yīng)達(dá)到普通鋼板的2－5倍；耐海水腐蝕性能應(yīng)比高強(qiáng)度造船板高出40%－50%。2