1.本发明涉及船板钢生产技术领域，尤其涉及一种提高船板钢内部质量的方法。
背景技术：2.造船工业是我国国民经济支柱产业之一，近年来发展迅速，为船体结构钢的应用提供了广阔的应用前景，造船用钢板是船舶制造的主要原料，在船体重量中，钢材占90％，其中板材占钢材的70％～80％。船用钢材主要用于船体的甲板、外板、底板、舱体结构等。随着我国绿色高质量发展步伐加快，船板钢向轻质化、高质发展仍是船舶用料的发展方向。但是，从成品钢板检验结果看现有船板钢，钢板分层现象较为明显，钢板探伤合格率和同行业仍有差距，影响船板用户的使用满意度。
3.因沿海地区空气湿度大，在进行冶炼钢水过程中钢水增氢较为严重，影响钢板的使用性能，钢板探伤合格率低。为了降低钢水氢含量不得不增加rh精炼工序进行钢水脱氢处理，增加了工序成本和工艺的复杂性。
技术实现要素：4.为了克服现有技术的不足，即在不增加rh精炼工序的基础上仍能达到钢板的使用性能，本发明提供了一种提高船板钢内部质量的方法。
5.为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
6.一种提高船板钢内部质量的方法，其制备方法包括铁水预处理工艺、转炉冶炼工艺、吹氩处理工艺、lf精炼工艺、连铸工艺、加热工艺、轧制工艺、堆冷工艺，具体包括；
7.1)所述转炉冶炼工艺中：转炉出钢温度大于1640℃，转炉使用高碳锰铁进行合金化；使用热周转罐，从连铸浇注完毕到下一炉次出钢开始的间隔时间小于160min，减少钢水温降损失；
8.2)所述lf精炼工艺中：在转炉工序高碳锰铁达到钢种使用上限时，lf精炼炉利用增碳剂补充钢水碳含量；lf炉冶炼周期控制在40min以内，避免或减少升温时间导致的钢水氢含量增加；
9.3)所述连铸工艺中：中间包烘烤时间大于120min，减少中包工作衬的含水量；
10.4)连铸浇注过程中，测量钢水氢含量，若钢水氢含量控制在2.0ppm以下，不进行轧后钢板堆垛；若钢水氢含量大于2.0ppm，轧后钢板进行堆垛，钢板出热矫后进行堆垛。
11.所述步骤4)堆垛温度≥250℃，堆垛时间≥20h。
12.与现有方法相比，本发明的有益效果是：
13.本发明提出了转炉使用高碳锰铁合金化减少或避免lf炉增碳剂加入、lf炉冶炼周期控制控制以及钢板堆垛等关键控制，提高船板钢内部质量，提高产品探伤合格率，降低生产成本，提高客户使用满意度。
14.钢水氢含量高低对钢板内部质量有显著影响，而且通过钢板堆垛可以有效缓解因氢含量高导致的钢板内部质量下降风险。
15.本发明转炉使用高碳锰铁进行合金化，不使用或根据钢种成分要求尽量减少增碳剂加入量，在保证钢水碳含量在规定范围内的前提下，减小了钢水氢含量。
16.转炉出钢温度大于1640℃，使用热周转罐，从连铸浇注完毕到下一炉次出钢开始的间隔时间小于160min，减少钢水温降损失；
17.lf炉在加热过程中，高温电弧会对空气中的水蒸气电离成氢离子进入钢液，导致钢水增氢，本发明通过控制lf炉冶炼周期在40min以内和所述步骤1)转炉出钢温度大于1640℃，进而减少因lf炉升温导致的钢水氢含量增加。
18.连铸工序因中间包工作衬含水，所以会导致钢水增氢。首罐钢水浇注一半时钢水增氢量为0.75ppm，浇注末期测量钢水增氢量为0.5ppm。当浇注到第3罐后，增氢量逐渐较弱，增氢0.1～0.2ppm，到第6罐次后，增氢量可以忽略不记；所以本发明中间包烘烤时间必须大于120min，减少中包工作衬的含水量。
附图说明
19.图1是钢板不堆垛情况下，氢含量对材料内部质量的影响图；
20.图2是钢板堆垛情况下，氢含量对材料内部质量的影响图；
21.图3是钢板堆垛温度对探伤合格率的影响图；
22.图4是增碳剂加入量与氢含量关系图；
23.图5是lf升温时间对氢含量影响图；
24.图6是浇次不同罐次钢水增氢量图。
具体实施方式
25.下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，但不用来限制本发明的范围：
26.一种提高船板钢内部质量的方法，其制备方法包括铁水预处理工艺、转炉冶炼工艺、吹氩处理工艺、lf精炼工艺、连铸工艺、加热工艺、轧制工艺、堆冷工艺，具体包括；
27.1)所述转炉冶炼工艺中：转炉出钢温度大于1640℃，转炉使用高碳锰铁进行合金化；使用热周转罐，从连铸浇注完毕到下一炉次出钢开始的间隔时间小于160min，减少钢水温降损失。
28.2)所述lf精炼工艺中：lf炉冶炼周期控制在40min以内。
29.3)所述连铸工艺中：中间包烘烤时间大于120min，减少中包工作衬的含水量。
30.4)连铸浇注过程中，测量钢水氢含量，若钢水氢含量控制在2.0ppm以下，不进行轧后钢板堆垛。若钢水氢含量大于2.0ppm，轧后钢板进行堆垛，钢板出热矫后进行堆垛。堆垛温度≥250℃，堆垛时间≥20h。
31.如图1、图2所示，图1为钢板轧制后探伤，图2位钢板轧制后堆垛16h后探伤。钢板不堆垛情况下，氢含量≤2.0ppm，钢板探伤合格率可达到85％以上；氢含量》2.0ppm,钢板探伤合格率很低；钢板堆垛情况下，氢含量≤3.2ppm，探伤合格率可达到90％以上；氢含量》3.2ppm,探伤合格率很低。从以上分析可知，钢水氢含量高低对钢板内部质量有显著影响，而且通过钢板堆垛可以有效缓解因氢含量高导致的钢板内部质量下降风险。
32.对≤50mm厚的钢板下线堆垛时，测量其钢板温度，并缓冷到150℃以下时拆垛、探伤。测量不同堆垛温度下，钢板的内部质量。同时对收集到的数据进行回归分析，结果如图3
所示。堆垛温度215℃以上的探伤合格率80％；堆垛温度235℃以上的探伤合格率可达到90％；堆垛温度250℃以上的探伤合格率可达到95％，而且堆垛温度250℃后上图曲线趋于平缓，说明堆垛温度工艺窗口要控制在250℃以上。板堆垛时的温度越高，越有利于氢的扩散，内部质量越高，最佳钢板堆垛温度范围在250～630℃。
33.试验使用的增碳剂为90增碳剂。在高强船板ah36钢种上试验6罐钢。前3罐钢转炉使用增碳剂进行增碳，保证钢水碳含量在内控范围之内，后3罐钢转炉使用高碳锰铁合金增碳，不加增碳剂，同时也要计算钢水碳含量在内控范围之内。试验结果如图4所示，加入增碳剂的罐次钢水氢含量比不加增碳剂罐次平均高0.9ppm。
34.其它生产工艺条件固定，如不加白灰、不加增碳剂的情况下，不同的转炉出钢温度评价lf升温时间对氢含量的影响，结果如图5所示。从图5可知，在lf炉的加热过程中会增加钢水氢含量，加热30min平均增氢0.6ppm。lf炉在加热过程中，高温电弧会对空气中的水蒸气电离成氢离子进入钢液，导致钢水增氢。
35.中间包烘烤后使用时，中间包内的温度大约为1300℃，不同程度地有一部分水残留在中间包工作衬中，1550℃以上的高温钢水进入中包后，工作衬中的水会进入到中间包钢水中，造成钢水增氢，结果如图6。试验浇次首罐在钢水浇下130t时测量一次氢含量，在钢水浇下180t时测量一次氢含量，其他罐次在钢水浇下180t时测量一次氢含量。浇次首罐钢水浇注一半时测量，钢水增氢量为0.75ppm，浇注末期测量钢水增氢量为0.5ppm。当浇注到第3罐后，增氢量逐渐较弱，增氢0.1～0.2ppm，到第6罐次后，增氢量可以忽略不记。所以此工序关键控制点是中间包烘烤时间必须大于120min，减少中包工作衬的含水量。
36.【实施例1】
37.以炉号18nd3166，钢牌号ah36，为例，对本发明的具体实施方式作进一步说明，但不用来限制本发明的范围：
38.一种ah36高强度船板钢厚度为36mm，包含如下化学成分按质量百分比：c：0.14％，si：0.14％，mn：1.47％，p：0.018％，s：≤0.006％，ni：0.008％，v：0.0031％，nb：0.0042％，ti：0.016％，als：0.018％，余量为fe。
39.周转罐周转时间92min，转炉出钢温度1697℃，高碳锰铁1.99t，未加增碳剂，lf炉冶炼周期26min，加热时间5.02min，钢水氢含量1.7ppm，不进行钢板堆垛，钢板探伤合格率88.46％。
40.【实施例2】
41.以炉号18nd4318，钢牌号ah36为例，对本发明的具体实施方式作进一步说明，但不用来限制本发明的范围：
42.一种ah36高强度船板钢厚度为24-25mm，包含如下化学成分按质量百分比：c：0.135％，si：0.135％，mn：1.46％，p：0.013％，s：0.005％，ni：0.0068％，v：0.03％，nb：0.018％，ti：0.015％，als：0.020％，余量为fe。
43.周转罐周转时间88min，转炉出钢温度1696℃，高碳锰铁1.79t，未加增碳剂，lf炉冶炼周期25min，加热时间2.12min，钢水氢含量3.2ppm，钢板堆垛温度264℃，堆垛时间24.8h，钢板探伤合格率100％。
44.【实施例3】
45.以炉号18nd4317，钢牌号ah36为例，对本发明的具体实施方式作进一步说明，但不
用来限制本发明的范围：
46.一种ah36高强度船板钢厚度为22-27mm，包含如下化学成分按质量百分比：c：0.131％，si：0.14％，mn：1.49％，p：0.017％，s：0.005％，ni：0.0152％，v：0.030％，nb：0.042％，ti：0.017％，als：0.021％，余量为fe。
47.周转罐周转时间102min，转炉出钢温度1645℃，高碳锰铁3.28t，未加增碳剂，lf炉冶炼周期32min，加热时间6.12min，钢水氢含量4.7ppm，钢板堆垛温度255℃，堆垛时间24.4h，钢板探伤合格率95.91％。
48.钢水氢含量高低对钢板内部质量有显著影响，而且通过钢板堆垛可以有效缓解因氢含量高导致的钢板内部质量下降风险。
49.本发明转炉使用高碳锰铁进行合金化，不使用增碳剂或高碳锰铁达到使用上限时才用增碳剂作补充，在保证钢水碳含量在规定范围内的前提下，减小了钢水氢含量。
50.转炉出钢温度大于1640℃，使用热周转罐，从连铸浇注完毕到下一炉次出钢开始的间隔时间小于160min，减少钢水温降损失；
51.lf炉在加热过程中，高温电弧会对空气中的水蒸气电离成氢离子进入钢液，导致钢水增氢，本发明通过控制lf炉冶炼周期在40min以内和所述步骤1)转炉出钢温度大于1640℃，进而减少因lf炉升温导致的钢水氢含量增加。
52.连铸工序因中间包工作衬含水，所以会导致钢水增氢。首罐钢水浇注一半时钢水增氢量为0.75ppm，浇注末期测量钢水增氢量为0.5ppm。当浇注到第3罐后，增氢量逐渐较弱，增氢0.1～0.2ppm，到第6罐次后，增氢量可以忽略不记；所以本发明中间包烘烤时间必须大于120min，减少中包工作衬的含水量。
53.本发明提出了转炉使用高碳锰铁合金化减少或避免lf炉增碳剂加入、lf炉冶炼周期控制控制以及钢板堆垛等关键控制，提高船板钢内部质量，提高产品探伤合格率，降低生产成本，提高客户使用满意度。
54.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种提高船板钢内部质量的方法，其制备方法包括铁水预处理工艺、转炉冶炼工艺、吹氩处理工艺、lf精炼工艺、连铸工艺、加热工艺、轧制工艺、堆冷工艺，其特征在于，具体包括；1)所述转炉冶炼工艺中：转炉出钢温度大于1640℃，转炉使用高碳锰铁进行合金化；使用热周转罐，从连铸浇注完毕到下一炉次出钢开始的间隔时间小于160min；2)所述lf精炼工艺中：lf炉冶炼周期控制在40min以内；3)所述连铸工艺中：中间包烘烤时间大于120min；4)连铸浇注过程中，测量钢水氢含量，若钢水氢含量控制在2.0ppm以下，不进行轧后钢板堆垛；若钢水氢含量大于2.0ppm，轧后钢板进行堆垛，钢板出热矫后进行堆垛。2.根据权利要求1所述的一种提高船板钢内部质量的方法，其特征在于，所述步骤4)堆垛温度≥250℃，堆垛时间≥20h。
技术总结本发明涉及船板钢生产技术领域，尤其涉及一种提高船板钢内部质量的方法。其制备方法包括铁水预处理工艺、转炉冶炼工艺、吹氩处理工艺、LF精炼工艺、连铸工艺、加热工艺、轧制工艺、堆冷工艺，具体包括；1)所述转炉冶炼工艺中：转炉出钢温度大于1640℃，转炉使用高碳锰铁进行合金化；使用热周转罐，从连铸浇注完毕到下一炉次出钢开始的间隔时间小于160min；2)所述LF精炼工艺中：LF炉冶炼周期控制在40min以内；3)所述连铸工艺中：中间包烘烤时间大于120min；4)连铸浇注过程中，测量钢水氢含量，若钢水氢含量控制在2.0ppm以下，不进行轧后钢板堆垛；若钢水氢含量大于2.0ppm，轧后钢板进行堆垛，钢板出热矫后进行堆垛。提高船板钢内部质量，提高产品探伤合格率，提高客户使用满意度。提高客户使用满意度。提高客户使用满意度。
技术研发人员：苏小利 马成 杨生田 吕志勇 田永久 吴玉治 张坤 罗军
受保护的技术使用者：鞍钢股份有限公司
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2022/7/5
