CN103014282A

CN103014282A - 一种高强度及良好低温韧性风电钢板的生产方法

Info

Publication number: CN103014282A
Application number: CN2012105646088A
Authority: CN
Inventors: 杨永达; 王彦锋; 李春智; 狄国标; 姜中行; 郑会平; 白学军; 麻庆申; 王根基; 何元春; 黄少帅; 李站军
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2032-12-21
Also published as: CN103014282B

Abstract

一种高强度及良好低温韧性风电钢板的生产方法，属于低碳结构钢控制轧制技术领域。采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；采用厚规格连铸坯，厚度规格为400mm；钢坯冷装入炉，加热温度在1150℃～1200℃之间，加热时间在300min～400 min；采用双机架两阶段控轧工艺；在回火炉进行回火，回火温度500℃～670℃，保温时间为0～30min。优点在于，本发明与调质工艺生产该强度级别及该厚度规格的钢板不同，相比于调制工艺，生产工艺简单，生产节奏快，减少了淬火工序，提高产量的同时，降低了生产成本。

Description

一种高强度及良好低温韧性风电钢板的生产方法

技术领域

本发明属于低碳结构钢控制轧制技术领域。特别涉及一种高强度及良好低温韧性风电钢板的生产方法。

背景技术

随着世界经济及技术的发展，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，随着路上风电市场的饱和，海上风电凭借其海上风能资源丰富、不受土地限制、年利用小时长、风速高、风资源持续稳定、机组发电量高、视觉及噪音影响少等优势受到世界各国的青睐，由于受海上风塔所建设区域的水深、风力、气候等综合因素的影响，对用于建造底座、过度桩及卷筒等钢材的等级及质量水平提出了更高的要求，市场上对于50mm以上的具有高强度及良好低温韧性风电钢板需求量急剧增加，本专利提供了一种50mm～120mm具有高强度及良好低温韧性风电钢板的生产方法,用于生产海上及陆地风塔的底座、过度桩及卷筒等部位。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度及良好低温韧性风电钢板的生产方法。提供一种50mm～120mm具有高强度及良好低温韧性风电钢板的生产方法。

通过铁水脱硫-转炉顶底复吹-真空处理-连铸-控轧-回火热处理，制得的钢板最大厚度为120mm，采用400mm的连铸坯，保证连铸坯到钢板的总压缩比＞3，工艺采取控轧控冷和回火工艺保证钢板的高强度及-40℃下良好的低温韧性。

具体工艺步骤及参数如下：

(1)冶炼工艺：采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；采用LF炉和RH炉真空处理，降低O、H等有害气体以及S的含量，O含量控制在17ppm以下，H含量在1.5ppm以下，S含量不大于10ppm；

(2)连铸工艺：采用厚规格连铸坯，厚度规格为400mm，宽度在1800mm～2400mm之间，保证连铸坯到钢板的压缩比＞3；

(3)加热工艺：钢坯冷装入炉，加热温度在1150℃～1200℃之间，加热时间在300min～400 min；

(4)轧制工艺：采用双机架两阶段控轧工艺，粗轧阶段,粗轧开轧温度1000～1080℃，待温厚度大于成品厚度15mm～30mm，开始精轧,精轧开轧温度840～880℃，终轧温度在780℃～850℃之间，轧后进ACC水冷，终冷温度在400℃～600℃之间；

(5)回火工艺：冷却到室温，在回火炉进行回火，回火温度500℃～670℃，在炉时间为钢板厚度×2.2 min/mm，保温时间为0～30min。

钢板的化学成分质量百分比为：C为0.04～0.14 wt%，Si为0.20～0.50 wt%，Mn为1.00～1.60 wt%的，P≤0.015 wt%，S≤0.015 wt%，Al为0.025～0.05 wt%，Nb≤0.06 wt%，Ti≤0.03 wt%，Cr≤0.60 wt%，Ni≤0.60 wt%，Mo≤0.5 wt%，其余为Fe和不可避免杂质。

钢板屈服强度达到≥460MPa，抗拉强度≥560MPa，-40℃心部横向冲击功≥82J，Z向断面收缩率≥45%，能够满足风电工程结构用钢对强度、低温冲击、焊接性能以及抗层状撕裂性能要求。

通过采用400mm连铸坯，保证铸坯到钢板的压缩比＞3，提高钢板心部变形量，保证铸坯心部的孔洞及疏松焊合，改善钢板心部力学性能；设计控轧工艺的待温厚度仅比成品大15mm～30mm，保证了粗轧阶段形变量，强化高温奥氏体再结晶区的变形，充分细化奥氏体晶粒，轧后水冷到400℃～600℃，获得针状铁素体及贝氏体，保证钢板的强度，回火温度为500～670℃，通过原子的扩散及组织内位错的重新组合、调整及相互对消等，减少了钢板内部的缺陷，改善钢板心部组织，提高钢板心部韧性。

本发明的优点：

(1)本发明采用400mm连铸坯，保证铸坯到钢板的总压缩比＞3，钢板经精轧机轧制后水冷，再进行回火，本发明与调质工艺生产该强度级别及该厚度规格的钢板不同，相比于调制工艺，生产工艺简单，生产节奏快，减少了淬火工序，提高产量的同时，降低了生产成本；

(2)在本发明设计的工艺条件下，50mm～120mm的风电钢板屈服强度达到460MPa级别，-40℃下钢板心部冲击功≥82J，Z向断面收缩率≥45%，各项力学性能指标良好。

附图说明

图1为70mm厚钢板表面金相组织图。

图2为70mm厚钢板心部金相组织图。

图 3为100mm厚钢板表面金相组织图。

图 4为100mm厚钢板心部金相组织图。

具体实施方式

实施例1：

以70mm厚风电钢板为例。采用连铸坯尺寸400mm×2000mm×3000mm，成品钢板尺寸为70mm×2350mm×L(长度)。

(1)冶炼工艺：采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；采用LF炉和RH炉真空处理，降低O、H等有害气体以及S的含量，O含量为15ppm，H含量为1.4ppm，S含量为10ppm；

(2)连铸工艺：采用厚规格连铸坯，厚度规格为400mm，宽度在2000mm，保证连铸坯到钢板的压缩比为5.7；

(3)加热工艺：钢坯冷装入炉，加热温度为1180℃之间，加热时间在320min；

(4)轧制工艺：采用双机架两阶段控轧工艺，粗轧阶段,粗轧开轧温度1050℃，待温厚度100mm，开始精轧,精轧开轧温度为875℃，终轧温度为820℃，轧后进ACC水冷，终冷温度为520℃；

(5)回火工艺：回火温度600℃，在炉时间为154min，保温时间为10min。

钢板的化学成分质量百分比为：C为0.1 wt%，Si为0.26 wt%，Mn为1.45 wt%的，P为0.012 wt%，S为0.0012 wt%，Al为0.030 wt%，Nb为0.03 wt%，Ti为0.0015 wt%，Cr0.20 wt%，Ni为0.20 wt%，Mo0.11wt%，其余为Fe和不可避免杂质。

实施例2：

以100mm厚风电钢板为例。采用连铸坯尺寸400mm×1800mm×3000mm，成品钢板尺寸为100mm×2200mm×L(长度)。

(1)冶炼工艺：采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；采用LF炉和RH炉真空处理，降低O、H等有害气体以及S的含量，O含量为13ppm，H含量为1.2ppm，S含量为8ppm；

(2)连铸工艺：采用厚规格连铸坯，厚度规格为400mm，宽度在1800mm，保证连铸坯到钢板的压缩比为4；

(3)加热工艺：钢坯冷装入炉，加热温度为1190℃之间，加热时间在350min；

(4)轧制工艺：采用双机架两阶段控轧工艺，粗轧阶段,粗轧开轧温度1070℃，待温厚度为120mm，开始精轧,精轧开轧温度为860℃，终轧温度为800℃，轧后进ACC水冷，终冷温度为550℃；

(5)回火工艺：回火温度620℃，在炉时间为220min，保温时间为20min。

钢板的化学成分质量百分比为：C为0.07wt%，Si为0.26 wt%，Mn为1.45 wt%的，P为0.012 wt%，S为0.001wt%，Al为0.035 wt%，Nb为0.03 wt%，Ti为0.015 wt%，Cr为0.34wt%，Ni为0.20 wt%，Mo为0.25 wt%，其余为Fe和不可避免杂质。

Claims

1.一种高强度及良好低温韧性风电钢板的生产方法，其特征在于，具体工艺步骤及参数为：

(1)冶炼工艺：采用转炉冶炼，通过顶吹或顶底复合吹炼；采用LF炉和RH炉真空处理， O含量控制在17ppm以下，H含量在1.5ppm以下，S含量不大于10ppm；

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述的风电钢板的化学成分质量百分比为：C为0.04～0.14 wt%，Si为0.20～0.50 wt%，Mn为1.00～1.60 wt%的，P≤0.015 wt%，S≤0.015 wt%，Al为0.025～0.05 wt%，Nb≤0.06 wt%，Ti≤0.03 wt%，Cr≤0.60 wt%，Ni≤0.60 wt%，Mo≤0.5 wt%，其余为Fe和不可避免杂质。