近期,河钢舞钢继2012年成功研发177.8mm厚度海洋平台齿条钢A514GrQ后,经过近4年的积淀,国内首份批量生产合同260吨钢板顺利交货,将应用于某船厂制造的400英尺自升式钻井平台。自此,大厚度海洋平台齿条钢长期被国外垄断的局面被彻底打破。
随着我国海洋经济不断发展,尤其是在国家大力发展海洋的战略背景下,海洋平台的建造迎来了一个新的高速发展期。但是海洋平台(包括采油平台和钻井平台)由于要经受海浪、海啸、风暴、海底地震、低温等自然力的侵蚀和破坏,对钢的各项技术指标要求极高,其关键部位如齿条、桩腿等的用钢技术标准更为苛刻。
大厚度齿条钢板是制造自升式海洋钻井平台桩腿的关键材料,具有高强度、高韧性、大厚度、抗腐蚀能力强、技术含量高和生产难度大的特点。
同时要求有-40℃冲击韧性、屈服强度不低于690Mpa、抗层状撕裂,更难的是其冲击韧性要检测到钢板厚度的1/2处,且冲击功值大幅度提高。国际上只有日本的新日铁、德国的迪林根、法国的阿赛洛等少数几家钢厂能够生产,国内大量依赖进口。
为解决我国长期以来进口的局面,河钢舞钢自2006年开始立项研发大厚度齿条钢,先后研发114mm、127mm、154mm厚度的齿条用钢, 2012年,公司在国内首家研发成功177.8mm厚度齿条钢,但受设备能力限制,无法批量生产。
此后,舞钢潜心研究,对相关设备进行升级改造,满足了对180mm钢板进行淬火处理的要求。并于2015年11月份,公司177.8mm厚度海洋平台齿条钢A514GrQ首批260吨订单批量生产成功。
舞钢依靠先进的装备与技术优势,在国内率先开展了自升式海洋平台桩腿齿条用177. 8 mm厚度A517GrQ 钢板的试制开发,该厚度规格钢板一般应用在121.92 m 以上自升式钻井平台,开发试制的齿条钢各项力学性能优异,金相均匀,并经过中船重工洛阳725 所焊接工艺评定,具有良好的焊接性。
那么舞钢是如何来解决这个问题的呢?1.合理的化学成分设计
根据该钢种高强度、高韧性、大厚度等特点,在进行成分设计时,充分考虑各个合金元素的作用,严格控制C、Mn 元素含量范围,高强度和淬透性主要通过Mo、B、Cr 等元素保证,同时加入一定数量的Ni 元素,另外采用微合金化设计,利用微合金元素的细晶强化和析出强化等效应降低碳当量,改善钢板力学性能。
2.洁净钢冶炼工艺
冶炼前对废钢等原材料进行精选,以减少带入钢中的外来夹杂、气体及残余元素含量。冶炼时加强造渣、流渣,降低出钢P 含量,在LF 精炼过程中,加强造白渣,吹Ar 搅拌促进钢水与渣的混合,通过VD 处理将S 含量控制在0.003% 以下,P 含量控制在0.008%以下,同时进行钙处理,改善夹杂物形态
3.严格的晾钢轧制工艺
晾钢厚度为成品板厚的2 倍左右。钢板表面温度900 ~ 930 ℃时,心部温度仍可达1100 ℃以上,形成由表面至心部的温度梯度,在II 阶段控轧过程中由表面到心部形成变形抗力梯度,进而使轧制变形渗透到钢板心部,增加钢板心部变形量,提高钢板Z 向抗层状撕裂性能,细化心部组织,利用组织具有一定遗传性的特质,为后续热处理打下良好基础
4.热处理工艺控制钢板经过淬火+ 回火热处理可以获得优异的性能,因此采用两次循环淬火工艺,提高钢板板厚1 /2 处马氏体比例,细化组织,实现钢板良好的强韧性匹配。
结 语随着我国近海区域油气资源的不断减少,海洋油气开发正逐步向深海延伸,海洋工程装备制造行业必然带动海洋工程用钢需求量的稳步提升。钢企要抓住机遇,将海洋工程装备制造行业作为新的目标市场,大力推进海洋工程用钢研发与生产,提升企业竞争力。
|