一种耐大热输入焊接的钢板及其生产方法与流程

1.本发明属于钢铁生产领域，具体涉及一种耐大热输入焊接的钢板及其生产方法。


背景技术：

2.随着建筑、能源、造船和海洋工程等领域钢制结构的大型化发展，所用钢板的强度和厚度大幅度增加，生产规模极速扩大。通常建造这类大型结构的焊接工作量约占总工作量的30～40％，由此，在保证焊接质量的前提下，如何提高焊接效率是实现低成本节约型制造的关键。常规的焊接热输入在50kj/cm以下，增大线能量可提高焊接效率，缩短工程制造周期。特别对于厚钢板，常规焊接方法需多道次焊接成型，并且需要焊前及层间繁琐的辅助工作，而采用大线能量焊接方法可一道次成型，生产效率成数倍或数十倍提高。因此，在各工程领域，大型钢制焊接结构的制造均趋向于采用大热输入焊接方法，以显著降低制造成本提高生产效率。
3.传统钢材在大热输入焊接条件下将出现焊接接头的性能严重恶化，成为制约生产效率及工程质量可靠性的关键问题。因此，可承受大热输入焊接的高强度钢材的开发成为目前国内钢铁行业十分迫切的任务。在大热输入焊接时，钢板焊接热影响区(haz)高温停留时间长，焊后冷却速度慢，导致奥氏体晶粒严重粗化，并产生粗大相变组织，造成haz韧性严重恶化。传统钢材中通常采用tin钉扎晶粒细化组织，但在大线能量下tin将大量溶解而失去作用。因此研究采用具有更高熔点的氧化物或氧硫化物来细化热影响区组织，改善大线能量焊接性能，具有重要的实际意义。
4.公开号为cn103343284a的发明专利公开了一种大线能量焊接q345级别钢板的生产方法，其特征是添加大量ti元素0.1～0.2％，并控制ti/n元素含量比例为2.4～3.2，形成高温下较稳定的tin析出，钉扎奥氏体晶界促进铁素体形成，提高haz韧性。但工业生产中ti/n元素含量比例的控制较难，对生产效率有较大影响。
5.公开号为cn102080189a的发明专利公开了一种大热输入焊接用结构钢及其制造方法，其特征是在转炉添加si、mn、al，调整氧含量在10～300ppm进行lf炉精炼，依次添加ti、cr、mo、cu等两种或以上元素，lf精炼后进行连铸和轧制冷却。但单纯依靠添加合金元素的方法不但提高了生产成本，而且不能稳定提高产品性能。
6.公开号为cn104451389a的发明专利公开了一种100mm厚抗大线能量焊接e36海洋工程用钢板，其特征是钢水冶炼出钢时往钢包中加入硅锰进行合金化，lf精炼依次添加ti、ni、cu、nb、al元素，进行连铸、热轧和正火。采用正火工艺处理显然增加了生产成本和能源消耗。
7.公开号为cn101476018a的发明专利公开了一种提高钢板在大线能量焊接条件下热影响区韧性的方法，其特征是基于cao-mns机理，通过在钢中添加ca元素，形成细小cao和mns提高haz韧性。ca元素的沸点低，在钢中收得率低且不稳定，影响了实际性能效果。
8.公开号为cn101684534a的发明专利公开了一种适应大线能量焊接的钢板及其制造方法，其特征是在转炉出钢阶段对钢包顶渣进行还原，在精炼阶段加入脱氧剂分步进行
脱氧，形成氧化物和mns夹杂物，提高钢板大线能量焊接性能。通过脱氧的方法形成的氧化物无法实现大量均匀弥散分布，不利于产品性能提高。
9.公开号为cn104498827a的发明专利公开了一种355mpa级大线能量焊接用钢及其制造方法，其特征是通过添加nb、ti、v元素和控轧控冷工艺，形成微合金的碳氮析出物抑制奥氏体晶粒长大，增加针状铁素体形核。加入合金元素的方法不但增加了生产成品，而且不能满足更大热输入的焊接需求。
10.公开号为cn103215507a的发明专利公开了一种提高大线能量焊接性能的钢板冶炼方法，其特征是转炉出钢采用mn、si脱氧，钢包炉脱氧采用ti、al、mg、ca脱氧，钢水中形成细小夹杂物，提高大线能量焊接性能。mg、ca元素的沸点低，在钢中收得率低且不稳定，影响了实际性能效果，而且通过脱氧的方法形成的氧化物无法实现大量均匀弥散分布，不利于产品性能提高。
11.公开号为cn105256095a的发明专利公开了一种大热输入焊接热影响区性能优异的钢板的冶炼方法，其特征是采取合适的氧含量控制和合金元素控制技术，通过对钢中ti/o和(mg+zr)/(ti+al)的合理控制，形成尺寸小于1μm的mg-ti、zr-ti、mg-zr-ti复合夹杂物，提高大热输入焊接性能，钢板抗拉强度≥550mpa。该方法中复杂的合金元素控制对工业生产带来极大难度，不利于技术的实施和广应用。
12.通过对现有技术的分析可见，部分技术方案利用tin粒子细化奥氏体晶粒，提高haz韧性，但由于tin高温下易于分解，影响组织细化效果；部分工艺方案需要在精炼中进行多种合金元素的添加，并对添加顺序和时间进行严格控制，造成生产工艺繁琐，降低了生产效率，增加了生产成本，不利于技术的推广应用；另外，对于利用氧化物或硫化物改善haz韧性的技术中，现有公开技术对各种元素在精炼条件下的脱氧方法没有明确说明，或技术难度大，工艺复杂，不利于夹杂物的微细均匀分布，影响大热输入焊接性能的实际效果。因此，需要针对这一现状开展深入研究，研发出具有工艺简单、效果稳定、性能优异、成本低廉的耐大热输入焊接用钢板的生产工艺技术。


技术实现要素：

13.针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种耐大热输入焊接的钢板及其生产方法，克服现有技术中生产工艺复杂、焊接性能不稳定、合金成本高的缺陷，通过外加氧化物的方法获得钢中氧化物的均匀分布控制，简化生产工序，提高组织调控效果，有利于产品性能的稳定提升和工艺技术的推广应用。
14.本发明采取如下技术方案：
15.本发明的一种耐大热输入焊接的钢板，包括的化学成分及各个化学成分的质量百分比为：c：0.04～0.18％，si：0.06～0.5％，mn：0.5～1.8％，p：0.001～0.02％，s：0.001～0.02％，al：0.001～0.05％，n：0.003～0.01％，tio
x
≥0.001％，cao≥0.0015％，mgo≥0.002％，且tio
x
+cao+mgo：0.006～0.06％，余量为fe和不可避免的杂质。
16.其中，tio
x
为钛的氧化物，x根据ti的价态确定。
17.所述的耐大热输入焊接的钢板，还可以包括的化学成分及各个化学成分的质量百分比为：cr：0.05～0.5％，mo：0.05～0.5％，cu：0.05～0.5％，ni：0.05～0.5％，v：0.01～0.1％，nb：0.01～0.1％，b：0.0005～0.005％中的一种或多种。
18.所述的耐大热输入焊接的钢板中，尺寸为0.02～5μm的夹杂物的数量为1000～5000个/mm2；所述的夹杂物为氧化钛、氧化镁或氧化钙中的一种或几种；夹杂物的弥散率＞50％。
19.其中，弥散率是指以单独颗粒弥散分布的夹杂物数量占所有夹杂物数量的百分比；所有夹杂物包括单独颗粒弥散分布的夹杂物和聚集状态存在的夹杂物。
20.所述的耐大热输入焊接的钢板，其厚度为10～100mm，屈服强度为355～550mpa，-20℃冲击韧性≥100j。
21.所述的耐大热输入焊接的钢板，满足100～500kj/cm热输入焊接，焊接热影响区的显微组织为针状铁素体和/或粒状铁素体型组织，在焊接热影响区，在-20℃冲击韧性≥47j。
22.本发明的一种耐大热输入焊接的钢板的生产方法，包括以下步骤：
23.s1：冶炼
24.将铁水和/或废钢冶炼成钢水，当钢水温度达到1630～1690℃，钢水中碳的质量百分含量达到出钢要求时，出钢；出钢过程中，加入脱氧剂脱氧，得到脱氧后的钢水；
25.脱氧后的钢水进行精炼，并根据制备的耐大热输入焊接的钢板的成分要求，对除了氧化物成分的其他成分进行调整，得到满足要求的耐大热输入焊接的精炼钢水；
26.s2：钢水处理和连铸
27.将精炼钢水进行脱气，当脱气钢水中的氧的质量百分含量为0.0001～0.005％，加入混合氧化物粉末，并吹氩搅拌5～20min；其中，混合氧化物粉末为氧化钛、氧化镁、氧化钙、合金的混合物，各个氧化物和合金的质量百分比为：氧化钛10～30％，氧化镁30～50％，氧化钙20～40％，合金5～10％；合金为硅镁合金和/或硅钙合金；根据耐大热输入焊接的钢板的成分要求加入的混合氧化物粉末；
28.再次根据耐大热输入焊接的钢板的成分要求调整钢水成分，得到合格钢水，进行连铸，得到连铸板坯；
29.s3：轧制
30.将连铸板坯加热至1100～1200℃，保温30～200min，出炉后，进行两阶段控制轧制，得到轧后钢板；其中，第一阶段为粗轧阶段，粗轧阶段的终轧温度为1000～1100℃，第二阶段为精轧阶段，精轧阶段的终轧温度为800～900℃；
31.s4：冷却
32.将轧后钢板进行冷却，水冷冷却至500～700℃后再空冷至室温，得到耐大热输入焊接的钢板。
33.所述的s1中，钢水中碳的质量百分含量达到0.02～0.08％，达到出钢要求。
34.所述的s1中，脱氧剂优选为硅和/或锰，脱氧后的钢水中氧的质量百分含量为0.001～0.01％。
35.所述的s1中，精炼在lf炉中进行，精炼时间为20～50min。
36.所述的s2中，脱气采用rh炉或vd炉进行真空处理。
37.所述的s2中，真空处理后的钢水中直径为5μm以上的夹杂物的数量《10个/mm3。
38.所述的s2中，混合氧化物粉末的加入方式为喷粉或喂线。
39.所述的s2中，混合氧化物粉末的粒径尺寸为0.01～10μm。
40.在一般现有技术手段中，通过向钢水中加入脱氧元素，利用脱氧反应生成的氧化物来改善焊接热影响区的组织和性能，这种技术路线依赖于钢水的脱氧反应过程，而这一过程会受到冶炼工艺因素的明显影响，使得氧化物的类型、数量、尺寸不能实现稳定的控制，这一方面给冶炼操作带来极大的难度，另一方面使产品的性能稳定性不能保证。
41.本发明针对这一问题，基于现有冶炼工艺流程，通过在钢水中添加特殊氧化物颗粒，配合钢板的轧制冷却，可有效控制钢中有益氧化物的均匀弥散分布，在焊接过程发挥组织细化作用，提高钢板的耐大热输入焊接性能。由于采用外加氧化物粉末颗粒的方法，不是通过钢液内部的脱氧反应进行夹杂物的控制，从而降低了生产操作难度。同时，通过控制氧化物的加入量和成分配比，能够保证钢中获得足够的有效氧化物粒子，从而稳定提高钢材焊接性能。本发明采用的外加氧化物粉末是常见的工业产品，不存在制作粉末的难度，降低了生产成本，有利于技术的推广应用。本发明通过开展大量实验研究，对氧化物粉末的配比和加入方法进行了优化控制，保证了性能的稳定改善提升效果。本发明通过对现有技术和产品的改进和创造性的应用，达到以往通过复杂的工艺才能达到的效果，具有显著的创新性和实用性。
42.本发明的一种耐大热输入焊接的钢板及其生产方法，其优点和有益效果在于：
43.(1)本发明通过向钢水中加入特殊粉末添加剂，可有效控制钢中有益氧化物的均匀弥散分布，在焊接过程发挥组织细化作用，提高钢板的耐大热输入焊接性能，与现有技术相比，产品性能提升显著。
44.(2)本发明不采用复杂的脱氧工艺控制，通过较为简单的外加粉末操作，从而降低了生产操作难度，并且所采用的添加剂可通过现有工业产品进行合理配比而制成，不存在制作粉末的难度，降低了生产成本，有利于技术的实施和推广应用。
附图说明
45.图1为本发明实施例1所生产的耐大热输入焊接的钢板在400kj/cm焊接热输入下的热影响区显微组织，可以看出焊接热影响区的组织为针状铁素体和粒状铁素体组织，显微组织得到细化，提高了冲击韧性。
46.图2为本发明实施例1所生产的耐大热输入焊接的钢板的扫描电镜照片。
47.图3为本发明实施例1所生产的耐大热输入焊接的钢板中典型夹杂物的能谱分析图。
具体实施方式
48.下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
49.实施例1
50.本实施例中耐大热输入焊接的钢板的化学成分按质量百分比包括c：0.06％，si：0.15％，mn：1.2％，p：0.01％，s：0.01％，al：0.02％，n：0.003％，tiox：0.03％，cao+mgo：0.03％，cao为0.003％，余量为fe和不可避免的杂质；钢中尺寸在0.02～5μm的由氧化钛、氧化镁或氧化钙构成的单相或复相夹杂物的数量为3500个/mm2；钢中夹杂物的弥散率＞50％。钢板的厚度为40mm，屈服强度380mpa，-20℃冲击韧性260j。钢板满足100～500kj/cm焊接热输入，焊接热影响区的显微组织为针状铁素体和/或粒状铁素体型组织，焊接热影响
区在-20℃冲击韧性≥47j。
51.本实施例耐大热输入焊接的钢板的生产方法，包括以下工艺步骤：
52.(1)冶炼：将铁水冶炼成钢水，当钢水温度达到1670℃，碳含量达到出钢要求时出钢，出钢过程加入硅锰预脱氧；利用lf炉精炼钢水，精炼时间40min，根据钢管成分要求进行钢水成分一次调整，该成分的调整包括c、si、mn、p、s、al、n成分的调整；
53.(2)钢水处理和连铸：
54.采用rh炉进行真空处理；钢水定氧为50ppm时，加入包含氧化钛、氧化镁、氧化钙、硅钙合金的混合氧化物粉末，并进行吹氩搅拌10min，其中混合氧化物粉末的粒径尺寸为0.01～10μm，包含各氧化物和合金的质量分数为：氧化钛10％，氧化镁50％，氧化钙35％，硅钙合金为5％，混合氧化物粉末的加入方式为喷粉，以粉末方式直接加入钢水中；根据耐大热输入焊接的钢板成分要求进一步调整钢水成分，成分合格钢水连铸成板坯；
55.(3)轧制：将连铸板坯装炉加热至1200℃，保温100min；板坯出炉后进行两阶段控制轧制，粗轧阶段终轧温度1000℃，精轧阶段终轧温度800℃；
56.(4)冷却：轧后钢板进行控制冷却，水冷冷却至700℃后再空冷至室温，得到耐大热输入焊接的钢板。
57.图1为实施例1所生产的耐大热输入焊接的钢板在400kj/cm焊接热输入下的热影响区显微组织，可以看出焊接热影响区的组织为针状铁素体和粒状铁素体组织，显微组织得到细化，提高了冲击韧性。
58.图2为实施例1所生产的耐大热输入焊接的钢板的扫描电镜照片，可以看出钢中的夹杂物分布细小均匀弥散，对提高焊接性能发挥显著有益作用。
59.图3为实施例1所生产的耐大热输入焊接的钢板中典型夹杂物的能谱分析，是ti、mg、ca的复合氧化物，能够有效细化显微组织。
60.实施例2
61.本实施例中耐大热输入焊接的钢板的化学成分按质量百分比包括c：0.16％，si：0.5％，mn：1.8％，p：0.015％，s：0.001％，al：0.03％，n：0.008％，tiox：0.016％，cao+mgo：0.006％，cao：0.001％，cr：0.1％，mo：0.1％，余量为fe和不可避免的杂质；
62.钢中尺寸在0.02～5μm的由氧化钛、氧化镁或氧化钙构成的单相或复相夹杂物的数量为1500个/mm2；钢中夹杂物的弥散率＞50％。钢板的厚度为100mm，屈服强度420mpa，-20℃冲击韧性250j。钢板满足100～500kj/cm焊接热输入，焊接热影响区的显微组织为针状铁素体和/或粒状铁素体型组织，焊接热影响区在-20℃冲击韧性≥47j。
63.本实施例耐大热输入焊接的钢板的生产方法，包括以下工艺步骤：
64.(1)冶炼：将废钢冶炼成钢水，当钢水温度达到1690℃，碳含量达到出钢要求时出钢，出钢过程加入硅锰预脱氧；利用lf炉精炼钢水，精炼时间30min，根据钢管成分要求进行钢水成分一次调整；此次调整为：c、si、mn、p、s、al、n、cr、mo满足成分要求。
65.(2)钢水处理和连铸：
66.采用vd炉进行真空处理；钢水定氧为10ppm时，加入包含氧化钛、氧化镁、氧化钙和硅镁合金的混合氧化物粉末，并进行吹氩搅拌5min，其中混合氧化物粉末的粒径尺寸为0.01～10μm，包含各氧化物和合金的质量分数为：氧化钛30％，氧化镁35％，氧化钙30％，硅镁合金5％，混合氧化物粉末的加入方式为喂线，以粉末方式直接加入钢水中；根据耐大热
输入焊接的钢板成分要求进一步调整钢水成分，成分合格钢水连铸成板坯；
67.(3)轧制：将连铸板坯装炉加热至1180℃，保温120min；板坯出炉后进行两阶段控制轧制，粗轧阶段终轧温度1060℃，精轧阶段终轧温度820℃；
68.(4)冷却：轧后钢板进行控制冷却，水冷冷却至650℃后再空冷至室温，得到耐大热输入焊接的钢板。
69.实施例3
70.本实施例中耐大热输入焊接的钢板的化学成分按质量百分比包括c：0.04％，si：0.3％，mn：0.8％，p：0.005％，s：0.003％，al：0.002％，n：0.004％，tiox：0.015％，cao+mgo：0.05％，cao：0.02％，cu：0.1％，ni：0.1％，余量为fe和不可避免的杂质；钢中尺寸在0.02～5μm的由氧化钛、氧化镁或氧化钙构成的单相或复相夹杂物的数量为4800个/mm2；钢中夹杂物的弥散率＞50％。钢板的厚度为10mm，屈服强度550mpa，-20℃冲击韧性320j。钢板满足100～500kj/cm焊接热输入，焊接热影响区的显微组织为针状铁素体和/或粒状铁素体型组织，焊接热影响区在-20℃冲击韧性≥47j。
71.本实施例耐大热输入焊接的钢板的生产方法，包括以下工艺步骤：
72.(1)冶炼：将铁水和废钢冶炼成钢水，当钢水温度达到1670℃，碳含量达到出钢要求时出钢，出钢过程加入硅锰预脱氧；利用lf炉精炼钢水，精炼时间45min，根据钢管成分要求进行钢水成分一次调整；该成分的调整包括c、si、mn、p、s、al、n、cu、ni成分的调整；
73.(2)钢水处理和连铸：
74.采用rh炉或vd炉进行真空处理；钢水定氧为15ppm时，加入包含氧化钛、氧化镁、氧化钙、硅镁合金和硅钙合金的混合氧化物粉末，并进行吹氩搅拌20min，其中混合氧化物粉末的粒径尺寸为0.01～10μm，包含各氧化物和合金的质量分数为：氧化钛20％，氧化镁30％，氧化钙40％，硅镁合金5％，硅钙合金5％，混合氧化物粉末的加入方式为喷粉，并且分散于铁粉载体中加入钢水中；根据耐大热输入焊接的钢板成分要求进一步调整钢水成分，成分合格钢水连铸成板坯；
75.(3)轧制：将连铸板坯装炉加热至1100℃，保温200min；板坯出炉后进行两阶段控制轧制，粗轧阶段终轧温度1020℃，精轧阶段终轧温度870℃；
76.(4)冷却：轧后钢板进行控制冷却，水冷冷却至500℃后再空冷至室温，得到耐大热输入焊接的钢板。
77.实施例4
78.本实施例中耐大热输入焊接的钢板的化学成分按质量百分比包括c：0.18％，si：0.06％，mn：1.2％，p：0.02％，s：0.02％，al：0.01％，n：0.01％，tiox：0.025％，cao+mgo：0.02％，cao：0.005％，v：0.04％，nb：0.03％，b：0.003％，余量为fe和不可避免的杂质；钢中尺寸在0.02～5μm的由氧化钛、氧化镁或氧化钙构成的单相或复相夹杂物的数量为2200个/mm2；钢中夹杂物的弥散率＞50％。钢板的厚度为60mm，屈服强度500mpa，-20℃冲击韧性280j。钢板满足100～500kj/cm焊接热输入，焊接热影响区的显微组织为针状铁素体和/或粒状铁素体型组织，焊接热影响区在-20℃冲击韧性≥47j。
79.本实施例耐大热输入焊接的钢板的生产方法，包括以下工艺步骤：
80.(1)冶炼：将铁水冶炼成钢水，当钢水温度达到1660℃，碳含量达到出钢要求时出钢，出钢过程加入硅锰预脱氧；利用lf炉精炼钢水，精炼时间40min，根据钢管成分要求进行
钢水成分一次调整；此次调整为：c、si、mn、p、s、al、n、v、nb、b满足成分要求。
81.(2)钢水处理和连铸：
82.采用rh炉或vd炉进行真空处理；钢水定氧为5ppm时，加入包含氧化钛、氧化镁、氧化钙、硅钙合金的氧化物粉末，并进行吹氩搅拌10min，其中混合氧化物粉末的粒径尺寸为0.01～10μm，包含各氧化物和合金的质量分数为：氧化钛30％，氧化镁40％，氧化钙20％，硅钙合金10％，氧化物粉末的加入方式为喂线，以粉末方式直接加入钢水中；根据钢板成分要求进一步调整钢水成分，成分合格钢水连铸成板坯；
83.(3)轧制：将连铸板坯装炉加热至1200℃，保温60min；板坯出炉后进行两阶段控制轧制，粗轧阶段终轧温度1020℃，精轧阶段终轧温度820℃；
84.(4)冷却：轧后钢板进行控制冷却，水冷冷却至580℃后再空冷至室温，得到耐大热输入焊接的钢板。
85.实施例5
86.本实施例的一种耐大热输入焊接的钢板，其化学成分按质量百分比包括：c：0.06％，si：0.1％，mn：1.2％，p：0.005％，s：0.006％，al：0.01％，n：0.006％，tio
x
：0.01％，cao+mgo：0.05％，cao：0.02％，余量为fe和不可避免的杂质。
87.耐大热输入焊接的钢板中尺寸在0.02～5μm的由氧化钛、氧化镁或氧化钙构成的单相或复相夹杂物的数量为4000个/mm2；钢中夹杂物的弥散率＞50％，其中弥散率是指以单独颗粒弥散分布的夹杂物的数量所占的比例，而其余夹杂物以聚集状态存在。
88.所述的耐大热输入焊接的钢板的厚度为20mm，屈服强度450mpa，-20℃冲击韧性≥100j。
89.所述的耐大热输入焊接的钢板满足100～500kj/cm焊接热输入，焊接热影响区的显微组织为针状铁素体和/或粒状铁素体型组织，在焊接热影响区-20℃冲击韧性≥47j。
90.本实施例的一种耐大热输入焊接的钢板的生产方法，包括以下工艺步骤：
91.(1)冶炼：将铁水和/或废钢冶炼成钢水，当钢水温度达到1680℃，碳含量达到出钢要求时出钢，出钢过程加入硅锰预脱氧；利用lf炉精炼钢水，精炼时间30min，根据钢板成分要求进行钢水成分一次调整；
92.(2)钢水处理和连铸：
93.采用rh炉进行真空处理；钢水定氧为20ppm时，加入包含氧化钛、氧化镁、氧化钙、合金的混合氧化物粉末，并进行吹氩搅拌5～20min；根据钢板成分要求进一步调整钢水成分，成分合格钢水连铸成板坯；混合氧化物粉末的粒径尺寸为0.01～10μm，包含各氧化物的质量分数为：氧化钛20％，氧化镁50％，氧化钙20％，硅镁合金10％。混合氧化物粉末的加入方式为喷粉；
94.(3)轧制：将连铸板坯装炉加热至1100℃，保温200min；板坯出炉后进行两阶段控制轧制，粗轧阶段终轧温度1100℃，精轧阶段终轧温度900℃；
95.(4)冷却：轧后钢板进行控制冷却，水冷冷却至500℃后再空冷至室温，得到耐大热输入焊接的钢板。
96.实施例6
97.本实施例的一种耐大热输入焊接的钢板，其成分同实施例1，不同在于：
98.本实施例的一种耐大热输入焊接的钢板的生产方法，包括以下工艺步骤：
99.(1)冶炼：将铁水和废钢冶炼成钢水，当钢水温度达到1690℃，碳含量达到出钢要求时出钢，出钢过程加入硅锰预脱氧；利用lf炉精炼钢水，精炼时间30min，根据钢管成分要求进行钢水成分一次调整；
100.(2)钢水处理和连铸：
101.采用vd炉进行真空处理；真空处理后的钢水中直径为5μm以上的夹杂物的数量《10个/mm3，钢水定氧为10ppm时，加入包含氧化钛、氧化镁、氧化钙和合金的混合氧化物粉末，并进行吹氩搅拌5～20min；根据钢板成分要求进一步调整钢水成分，成分合格钢水连铸成板坯；混合氧化物粉末的粒径尺寸为0.01～10μm，包含各氧化物和合金的质量分数为：氧化钛30％，氧化镁30％，氧化钙32％，硅钙合金8％。混合氧化物粉末的加入方式为喂线；
102.(3)轧制：将连铸板坯装炉加热至1200℃，保温30min；板坯出炉后进行两阶段控制轧制，粗轧阶段终轧温度1000℃，精轧阶段终轧温度800℃；
103.(4)冷却：轧后钢板进行控制冷却，水冷加速冷却至500℃后再空冷至室温，得到耐大热输入焊接的钢板。
104.对比例1
105.一种钢板的生产方法，同实施例1，不同之处在于：
106.在步骤(2)中，加入的是纯mg、ca、ti的原料，则钢板中尺寸为0.02～5μm的氧化钛、氧化镁或氧化钙的数量为＜1000个/mm2；在100～500kj/cm热输入的焊接热影响区在-20℃冲击韧性＜47j。
107.对比例2
108.一种钢板的生产方法，同实施例1，不同之处在于：
109.在步骤(2)中，加入的混合氧化物粉末为氧化钛、氧化镁、氧化钙、合金的混合物，各个氧化物和合金的质量百分比为：氧化钛10～30％，氧化镁30～50％，氧化钙20～40％，合金0％；则夹杂物的弥散率＜50％。
110.对比例3
111.一种钢板的生产方法，同实施例1，不同之处在于：
112.在步骤(2)中，加入的混合氧化物粉末为氧化钛、氧化镁、氧化钙、合金的混合物，各个氧化物和合金的质量百分比为：氧化钛10％，氧化镁40％，氧化钙35％，硅钙合金15％；则夹杂物的弥散率＜50％。
113.对比例4
114.一种钢板的生产方法，同实施例1，不同之处在于：
115.在步骤(4)中，轧后钢板直接进行空冷至室温，则钢板屈服强度为＜355mpa，-20℃冲击韧性＜100j。

技术特征：
1.一种耐大热输入焊接的钢板，其特征在于，该耐大热输入焊接的钢板，包括的化学成分中含有tio
x
≥0.001％，cao≥0.0015％，mgo≥0.002％，且tio
x
+cao+mgo：0.006～0.06％。2.一种耐大热输入焊接的钢板，其特征在于，该耐大热输入焊接的钢板，包括的化学成分及各个化学成分的质量百分比为：c：0.04～0.18％，si：0.06～0.5％，mn：0.5～1.8％，p：0.001～0.02％，s：0.001～0.02％，al：0.001～0.05％，n：0.003～0.01％，tio
x
≥0.001％，cao≥0.0015％，mgo≥0.002％，且tio
x
+cao+mgo：0.006～0.06％，余量为fe和不可避免的杂质；其中，tio
x
为钛的氧化物，x根据ti的价态确定。3.根据权利要求2所述的耐大热输入焊接的钢板，其特征在于，耐大热输入焊接的钢板还包括的化学成分及各个化学成分的质量百分比为：cr：0.05～0.5％，mo：0.05～0.5％，cu：0.05～0.5％，ni：0.05～0.5％，v：0.01～0.1％，nb：0.01～0.1％，b：0.0005～0.005％中的一种或多种。4.根据权利要求1～3任意一项所述的耐大热输入焊接的钢板，其特征在于，耐大热输入焊接的钢板中尺寸为0.02～5μm的夹杂物的数量为1000～5000个/mm2；所述的夹杂物为氧化钛、氧化镁或氧化钙中的一种或几种；夹杂物的弥散率＞50％。5.根据权利要求1～3任意一项所述的耐大热输入焊接的钢板，其特征在于，所述的耐大热输入焊接的钢板，其厚度为10～100mm，屈服强度为355～550mpa，-20℃冲击韧性≥100j。6.根据权利要求1～3任意一项所述的耐大热输入焊接的钢板，其特征在于，所述的耐大热输入焊接的钢板，满足100～500kj/cm热输入焊接，焊接热影响区的显微组织为针状铁素体和/或粒状铁素体型组织，在焊接热影响区，在-20℃冲击韧性≥47j。7.权利要求1～3任意一项所述的耐大热输入焊接的钢板的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：冶炼将铁水和/或废钢冶炼成钢水，当钢水温度达到1630～1690℃，钢水中碳的质量百分含量达到出钢要求时，出钢；出钢过程中，加入脱氧剂脱氧，得到脱氧后的钢水；脱氧后的钢水进行精炼，并根据制备的耐大热输入焊接的钢板的成分要求，对除了氧化物成分的其他成分进行调整，得到满足要求的耐大热输入焊接的精炼钢水；s2：钢水处理和连铸将精炼钢水进行脱气，当脱气钢水中的氧的质量百分含量为0.0001～0.005％，加入混合氧化物粉末，并吹氩搅拌5～20min；其中，混合氧化物粉末为氧化钛、氧化镁、氧化钙、合金的混合物，各个氧化物和合金的质量百分比为：氧化钛10～30％，氧化镁30～50％，氧化钙20～40％，合金5～10％；合金为硅镁合金和/或硅钙合金；根据耐大热输入焊接的钢板的成分要求加入的混合氧化物粉末；再次根据耐大热输入焊接的钢板的成分要求调整钢水成分，得到合格钢水，进行连铸，得到连铸板坯；s3：轧制将连铸板坯加热至1100～1200℃，保温30～200min，出炉后，进行两阶段控制轧制，得到轧后钢板；其中，第一阶段为粗轧阶段，粗轧阶段的终轧温度为1000～1100℃，第二阶段
为精轧阶段，精轧阶段的终轧温度为800～900℃；s4：冷却将轧后钢板进行冷却，水冷冷却至500～700℃后再空冷至室温，得到耐大热输入焊接的钢板。8.根据权利要求7所述的耐大热输入焊接的钢板的生产方法，其特征在于，所述的s1中，脱氧剂为硅和/或锰，脱氧后的钢水中氧的质量百分含量为0.001～0.01％；和/或，所述的s1中，精炼在lf炉中进行，精炼时间为20～50min；和/或，所述的s2中，脱气采用rh炉或vd炉进行真空处理。9.根据权利要求7所述的耐大热输入焊接的钢板的生产方法，其特征在于，所述的s2中，真空处理后的钢水中直径为5μm以上的夹杂物的数量<10个/mm3。10.根据权利要求7所述的耐大热输入焊接的钢板的生产方法，其特征在于，所述的s2中，混合氧化物粉末的加入方式为喷粉或喂线；和/或，混合氧化物粉末的粒径尺寸为0.01～10μm。

技术总结
一种耐大热输入焊接的钢板及其生产方法，属于钢铁生产领域。该耐大热输入焊接的钢板，包括的化学成分及其质量百分比为：C：0.04～0.18％，Si：0.06～0.5％，Mn：0.5～1.8％，P：0.001～0.02％，S：0.001～0.02％，Al：0.001～0.05％，N：0.003～0.01％，TiO


技术研发人员：王超 赵和明 王丙兴 王川 王树国 王东明 李冠生 李伟
受保护的技术使用者：日钢营口中板有限公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/3/8