CN111155028B - 一种正火dh36风电用钢板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种正火DH36风电用钢板及其制备方法。按照需要称量各组分混合得铁水、铁水KR机械搅拌脱硫、转炉吹氧冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、加速冷却、下线堆冷出堆、超声探伤、抛丸、正火、钢板加速冷却、火切、入库。其中板坯再加热阶段，加热温度控制在1150～1250℃，在炉时间不小于1.0min/mm；粗轧温度控制在1000～1100℃，终轧温度为860~900℃；钢板正火温度880~900℃，正火在炉时间不小于2.0min/mm，正火后冷却温度540‑600℃。本发明钢板具有良好的性能，生产成本低，适用厚度厚，具有良好的应用前景。

Description

一种正火DH36风电用钢板及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，具体涉及一种正火DH36风电用钢板及其制备方法。
背景技术
随着经济发展对电力需求的快速增长和可持续发展绿色制造的要求，海上风力发电项目不断增多且发电机组功率不断增大，风电用钢板的需求量不断增大且所需钢板厚度不断增加，技术要求也随之加严。以往沙钢生产60mm厚度规格以下该级别强度钢板较多，60-100mm厚度规格生产较少，且生产类似厚规格钢板添加Ni、Cu、V等合金元素，合金含量及碳当量Ceq均较高，生产成本较高不利于沙钢风电用钢的市场推广应用。
近阶段厚规格风电钢需求量不断增多，钢板探伤等级需满足能源标准NB/T47013.3-2015中最高探伤级别T1级，同时钢板合同厚度均较厚且长度均为超15m的超长板。钢板强韧性要求较高，现有方法制造的厚规格风电钢板的合格率不高，性能均匀性及稳定性也较差，综合生产难度较大。
目前未检索到有专门针对此类风电用钢的相关专利及报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种正火DH36风电用钢板及其制造方法，其对于降低风电用钢的生产制造成本、提高合格率以及控制性能均匀性，具有重要作用。
一种正火DH36风电用钢板，所述钢板厚度为60-100mm，所述钢板包括以下按重量百分比计的组分：C 0.13～0.16％，Si 0.18～0.26％，Mn 1.4～1.5％，Al 0.02～0.05％，Nb 0.03～0.04％，Ti 0.01～0.02％，P≤0.015％，S≤0.005％，N≤0.006％，其余为铁及不可避免的杂质元素，碳当量Ceq[＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15]≤0.43％。
上述正火DH36风电用钢板的制备方法如下：按照需要称量各组分混合得铁水、铁水KR机械搅拌脱硫、转炉吹氧冶炼、LF精炼、RH真空处理、喂线、软搅拌、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、加速冷却、下线堆冷出堆、超声探伤、抛丸、正火、钢板加速冷却、火切、入库；其中板坯再加热阶段中加热温度为1150～1250℃，在炉时间不小于1.0min/mm；粗轧温度为1000～1100℃，终轧温度为860～900℃；钢板正火温度880～900℃，正火在炉时间不小于2.0min/mm，正火后冷却温度540-600℃。
上述正火DH36风电用钢板的制备方法，包括以下步骤：步骤1，按照需要称量各组分混合得铁水，铁水KR机械搅拌脱硫，KR脱硫处理后，铁水S含量≤0.010％；步骤2，转炉吹氧冶炼、LF炉精炼，在LF精炼炉处理后，钢液S含量≤0.005％；步骤3，RH炉真空去氢处理，RH真空处理后，在钢中H含量小于2ppm；步骤4，RH结束后喂入硅钙线并进行软搅拌，时间不小于12min；步骤5，板坯连铸，板坯连铸阶段进行无氧化保护浇注，中间包过热度控制在25±5℃，拉速0.65～0.7m/min；步骤6，板坯再加热阶段，温度控制在1150～1250℃，在炉时间不小于1.0min/mm；步骤7，粗轧阶段，粗轧温度为1000～1100℃；步骤8，精轧阶段，精轧温度为≤910℃，终轧温度860～900℃；步骤9，钢板加速冷却阶段，冷却温度710～750℃，冷却速率控制在10±5℃/s；步骤10，钢板加速冷却后，下线堆跺缓冷到80℃以下，精整后送热处理原料库；步骤11，钢板热处理正火温度控制在880～900℃，在炉时间不小于2.0min/mm；步骤12，钢板出热处理炉后进入淬火机加速冷却，冷却水量控制在不小于5200m3/h，辊道速度控制在不小于25m/min，冷却温度控制在540～600℃。
作为改进的是，正火温度控制在880～900℃，冷却水量控制在不小于5200m3/h，辊道速度控制在不小于25m/min，冷却温度控制在540～600℃。
作为改进的是，钢板的最终组织为铁素体+珠光体组织，晶粒度≥10级。
有益效果：
与现有技术相比，本发明提供一种正火DH36风电用钢板及其制造方法，具备钢板性能良好，生产成本低、适用厚度厚等优点，具备极大的推广应用价值，具体优势如下：
1、本发明一种正火DH36风电用钢板的适用厚度在60～100mm；
2、钢板包含的成分及重量百分比为：C 0.13～0.16％，Si 0.18～0.26％，Mn 1.4～1.5％，Al 0.02～0.05％，Nb 0.03～0.04％，Ti 0.01～0.02％，P≤0.015％，S≤0.005％，N≤0.006％，其余为铁及不可避免的杂质元素。该正火DH36风电用钢板的碳当量Ceq[＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15]≤0.43％。严格控制Nb元素的含量，不添加诸如V、Cu、Cr等贵重合金元素，合金成本更加经济、节约且焊接性能稳定；
3、本发明严格控制过程及成品S含量、H含量，采用纯Ca线进行夹杂物变形处理，软搅拌时间保证不小于12min，保证了钢质纯净度及洁净度；
4、本发明采用了高二开轧温度、高终轧温度、高终冷温度的轧钢工艺路线，极大的提高了此类厚规格结构钢的轧制生产效率，生产效率提升显著，综合生产成本低；
5、本发明轧制工艺实施大压下，即增加轧制过程中单道次压下量，利于变形渗透到铸坯心部，改善内部质量。辅助高终轧高终冷轧制工艺，利于轧后钢板高温下线堆垛缓冷进行自回火，提高了钢板的探伤合格率，本发明生产的钢板探伤能够满足NB/T 47013.3-2015中T1级别；
6、本发明采用了热处理正火后加速冷却，辅助高压段+低压段同时大水量快速冷却细化晶粒，并通过控制冷却温度在540～600℃之间，获得的组织是铁素体+珠光体，晶粒度级别不小于10级，该组织类型及晶粒度有效保证了热处理正火后钢板的头部、中部、尾部的组织均匀性，确保了性能同板差＜30MPa；
7、该正火DH36风电用钢板的屈服强度≥385MPa，抗拉强度≥520MPa，屈强比≤0.85，延伸率(A)≥28％，-20℃夏比冲击功≥250J，机械性能满足GB/T 712中DH36级别的钢板要求。
附图说明
图1为本发明生产的厚度为80mm的正火DH36风电用钢的典型组织图片，其中，(a)为钢板头部，(b)为钢板中部，(c)为钢板尾部。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例
工艺路线为：按照需要称量各组分混合得铁水、铁水KR脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、板坯连铸、板坯再加热、粗轧、中间坯待温冷却、精轧、钢板快速冷却、下线堆冷、超声探伤、抛丸、正火、钢板加速冷却。该实施例冶炼炉次及轧制工艺过程控制参数如表1，冶炼炉次熔炼成分如表2，热处理工艺过程控制参数如表3，热处理后钢板的力学性能如表4。
表1实施例冶炼炉次及轧制工艺过程控制参数
Figure BDA0002338368850000041
表2实施例冶炼炉次熔炼成分
C％ Si％ Mn％ P％ S％ Nb％ Ti％ Al％ Nppm Ceq％
实施例1 0.14 0.25 1.43 0.008 0.002 0.035 0.014 0.038 39 0.38
实施例2 0.15 0.19 1.43 0.01 0.003 0.033 0.013 0.041 40 0.39
实施例3 0.14 0.21 1.42 0.01 0.002 0.034 0.015 0.039 30 0.38
表3实施例钢板的热处理工艺过程控制参数
Figure BDA0002338368850000042
表4实施例热处理后钢板的力学性能
Figure BDA0002338368850000043
Figure BDA0002338368850000051
从上述实验结果可知，本发明生产的60-100mm厚度规格正火DH36风电用钢板，具备生产效率高、制造成本低、内部质量优等优点，通过热处理正火后辅助高压段+低压段同时大水量快速冷却细化晶粒，并通过控制冷却温度在540～600℃之间，可以获得低屈强比、同板性能差小、高强韧性的钢板性能，具备极大的推广应用价值。

Claims (2)

1.一种正火DH36风电用钢板，其特征在于，所述钢板厚度为60-100mm，所述钢板包括以下按重量百分比计的组分：C 0.13~0.16%，Si 0.18~0.26%，Mn 1.4~1.5%，Al 0.02~0.05%，Nb 0.03~0.04%，Ti 0.01~0.02%，P ≤0.015%，S ≤0.005% ，N ≤0.006%，其余为铁及不可避免的杂质元素，碳当量Ceq [=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15] ≤0.43%；所述正火DH36风电用钢板的制备方法，具体步骤如下：步骤1，按照需要称量各组分混合得铁水，铁水KR机械搅拌脱硫，KR脱硫处理后，铁水S含量≤0.010％；步骤2，转炉吹氧冶炼、LF炉精炼，在LF精炼炉处理后，钢液S含量≤0.005％；步骤3，RH炉真空去氢处理，RH真空处理后，在钢中H含量小于2ppm；步骤4，RH结束后喂入硅钙线并进行软搅拌，时间不小于12min；步骤5，板坯连铸，板坯连铸阶段进行无氧化保护浇注，中间包过热度控制在25±5℃，拉速0.65~0.7m/min；步骤6，板坯再加热阶段，温度控制在1150～1250℃，在炉时间不小于1.0min/mm；步骤7，粗轧阶段，粗轧温度为1000～1100℃，中间坯待温冷却；步骤8，精轧阶段，精轧温度为≤910℃，终轧温度860~900℃；步骤9，钢板加速冷却阶段，冷却温度710~750℃，冷却速率控制在10±5℃/s；步骤10，钢板加速冷却后，下线堆跺缓冷到80℃以下，精整后送热处理原料库，超声探伤、抛丸；步骤11，钢板热处理正火温度控制在880~900℃，在炉时间不小于2.0min/mm；步骤12，钢板出热处理炉后进入淬火机加速冷却，冷却水量控制在不小于5200m3/h，辊道速度控制在不小于25m/min，冷却温度控制在540~600℃；步骤13，最后火切，入库即可。
2.根据权利要求1所述的一种正火DH36风电用钢板，其特征在于，钢板的最终组织为铁素体+珠光体组织，晶粒度≥10级。
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