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造船板

鎖定
造船鋼板是指用造船專用結構鋼生產的,用於製造遠洋、沿海和內河航行的船舶的船體結構的薄鋼板厚鋼板。船板必須具有較高的強度、較好的低温衝擊韌性、良好的焊接性能。
中文名
造船板
外文名
ship building plate
特    點
強度高,韌性好,焊接性能好
用    途
造船專用
領    域
機械製造

造船板簡介

造船板 造船板
造船鋼板是指用造船專用結構鋼生產的,用於製造遠洋、沿海和內河航行的船舶的船體結構的薄鋼厚鋼板
隨着造船能力的提升 ,國內造船企業正逐步從量往質方面突破,逐漸改變了以散貨船為主的產品結構,大型集裝箱船液化氣船鑽井船等高附加值船的能力在不斷提升,所造船舶噸位越來越大,船型越來越齊全。相地應,高強度、高韌性和耐腐蝕逐漸成為鋼鐵企業生產研發造船板的發展方向。 [1] 

造船板成分研究

C(碳)是鋼中不可缺少的強化元素,但C含量的提高使鋼的低温衝擊韌性降低,惡化鋼的焊接性能。因此,要控制鋼中的C含量。
AI(鋁)在鋼中有細化晶粒作用,並能與N(氮)結合,形成彌散度大的AIN(氮化鋁)。它不僅不會產生沉澱硬化,而且由於減少了以間隙相存在的自由N,可以降低韌脆性轉變温度,並降低鋼的時效敏感性。V(釩)是鋼中的強化元素,由於VC(VC是一種難熔金屬化合物,在硬質合金的粉末冶金生產時適量添加可使材料的韌性提高)、V的的沉澱強化,可使鋼的強度明顯提高。它還能細化晶粒,提高鋼的衝擊韌性。 [1] 

造船板生產過程

造船板冶煉

根據生產含鋁鋼經驗,為保證鋼中的含鋁量及鋼水流動性,採取嚴格控制終點碳含量及大包合金化時進行預脱氧的辦法,控制鋼水的氧化性,採用大包喂鋁線的加鋁方式。
轉爐冶煉時採用高拉補吹工藝。終點碳含量嚴格控制在0.07%~0.11%,終點温度多在1670~1700℃左右,採用擋渣出鋼。出鋼過程中每噸鋼中加入SiAlBa(硅鋇鋁)合金1.0~1.5kg進行預脱氧,對於個別終點碳偏低的爐次,適當地增加SiAlBa的加入量,使鋼水吹氬前的Als含量穩定在0.004%~0.005%左右。合金化後的吹氬時間要保證鋼中夾雜物充分上浮。然後根據氬前鋼水温度、終點碳含量及下渣量,向鋼中喂入10mm的鋁線,噸鋼喂入量為2.5~4.0m,以使鋼中Als含量穩定在0.020%以上。為使該鋼種順利澆注,必須使用全過程保護澆注,即大包→中間包→結晶器保護澆注。中間包温度保證在1540~1555℃,拉速穩定在0.70~0.85m/min,並保證中間包及結晶器液麪的穩定。另外,為使加鋁產生的夾雜物充分上浮,在生產組織上保證使鋼水有10~15min的鎮靜時間。 [1] 

造船板軋製

為保證該鋼種有良好的低温衝擊韌性,355MPa級船板的軋製採用了嚴格的II型控制軋製工藝。
鋼坯的加熱温度為1140~1170℃左右,加熱時間為3.0~3.5h,以保證粗軋階段的開軋温度在1150℃左右。再結晶區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%,再結晶區軋製的完成温度在960℃以上。
中間坯待温採用空冷或水冷。未再結晶區的開軋温度在900℃以下,變形量為60%以上。共軋製6個道次,軋製3道次後待温至870℃以下,再完成最後3個道次的軋製。終軋温度為840℃,實際為795~837℃。軋後採用空冷。 [1] 

造船板發展方向

造船板高強度高規格

隨着船舶大型化及安全、塗裝規範的變化,船企對普通A級板的需求量逐漸減少,對高強板的需求量增加,集中體現於對5m寬的大型船板、200-300mm厚的特厚船板。據測算,我國大型船廠所需高強度船板佔船板總量的20%-30%,個別船廠達到60%以上。由於高強度級別的船板鋼具有強度高、綜合性能好,能夠減輕船體自重,提高載重量等優點,因此其使用量在逐年增加,也極大地帶動了我國低合金高強度船板鋼市場。 [2] 

造船板耐低温

隨着我國高技術船舶建造能力的不斷增強,船企對其性能要求不斷提高。例如,大型LNG船採用的低温壓力容器板,不僅要達到高強度船板的要求,還要滿足零下163攝氏度的耐低温壓力容器性能要求,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,全部依賴日韓和歐洲進口;新型集裝箱船等船型所用船板的品種達1200多個,幾乎涵蓋所有級別,並向F級、Z級鋼板和型材發展;油船槽艙更多使用適應超大輸入熱焊接、高耐腐蝕船板以及低疲勞裂紋擴展速率船板等。 [2] 

造船板需求廣

根據枟海洋工程裝備製造業中長期發展規劃枠提出的目標,到2015年,我國海工裝備製造業年銷售收入達到2000億元以上,海洋油氣開發裝備在國際市場所佔份額達到20%;2020年,年銷售收入達到4000億元以上,海洋油氣開發裝備在國際市場所佔份額達到35%以上。由於海洋工程裝備服役期要比船舶類產品長一半,而且工作環境惡劣,因此,其採用的鋼板必須具有高強度、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,重點發展F級高強度、滿足Z向性能要求的船板,厚度6-10mm、寬3000mm以上的寬薄規格船板和厚度65-90mm的特厚船板,雙相不鏽鋼板,以及齒條鋼等超高強度海洋工程用鋼。工藝性能應達到:軋製成的鋼板Z向抗層撕裂性能要達到Z3水平;鋼的抗拉強度要達到780-950MPa,屈服強度達到690-760MPa;耐大氣腐蝕性能應達到普通鋼板的2-5倍;耐海水腐蝕性能應比高強度造船板高出40%-50%。 [2] 
參考資料
  • 1.    徐洪慶.孫衞華.355MPa高強度造船鋼板的生產[J].軋鋼.2000.4:17
  • 2.    方春英.王宏斌.造船板市場需求分析及鋼鐵企業營銷對策研究[J].武漢船舶職業技術學院學報.2014.6