CN113462987A - 一种提高风电钢q355组织性能的工艺 - Google Patents

一种提高风电钢q355组织性能的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高风电钢Q355组织性能的工艺，风电钢成分设计确定之后，轧制过程采用CR+ACC：控轧控冷工艺模式进行生产，风电钢生产工艺流程主要路径是板坯通过加热炉加热，经过粗轧机进行开坯轧制，经过精轧机轧制成成品；加热炉区域的均热段加热温度优化调整为1130~1180℃，与常规温度工艺相比，晶粒度提高了0.5级，晶粒更加均匀；粗轧伸长阶段道次压下率增加到15%以上，此时成品的晶粒度均在9～10级，晶粒度平均提高1级左右；终轧温度设置为810℃，比常规降低40℃，钢板内部晶粒得到进一步细化，同时提高了组织的均匀性。

Description

一种提高风电钢Q355组织性能的工艺
技术领域
本发明涉及一种提高风电钢Q355组织性能的工艺。
背景技术
风力发电就是把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电力动能。一台风力发电机组包括机头、塔筒和基础三个部分，其中塔筒是整个风力发电机组的承重部件，是使用风电钢最多部位。
风电钢板主要品种Q355为主，要求必须有较高的强韧性、低的焊接裂纹敏感性，同时保证风电钢产品性能的稳定。中厚板生产风电钢板采用的成分体系是C-Mn系，钢板组织以铁素体+珠光体为主。在实际生产过程中，风电钢产品的性能合格率在95%左右，但仍有部分产品的性能不满足国标要求，大部分性能不合格产品被封锁在生产现场，进行了改判，但也有个别产品，因内部组织不均匀，造成性能差异性，钢板的取样部位性能是合格的，但在其它区域会出现不合格情况，这样的产品在用户使用过程中，做成风电塔筒，性能薄弱区域便会成为整个塔筒的隐患，风电塔筒有倒塌的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高风电钢Q355组织性能的工艺，能够提高风电钢产品组织性能的合格率，实现风电钢板内部组织的均匀性。
本发明采用的技术方案是：一种提高风电钢Q355组织性能的工艺，
1）、Q355NE化学成分（wt.%）
Figure DEST_PATH_IMAGE001
2）、风电钢轧制工艺参数的优化设计：风电钢成分设计确定之后，轧制过程采用CR+ACC：控轧控冷工艺模式进行生产，风电钢生产工艺流程主要路径是板坯通过加热炉加热，经过粗轧机进行开坯轧制，经过精轧机轧制成成品；
a、加热温度的优化设计：保证成分结构一定前提下，加热炉区域的均热段加热温度优化调整为1130~1180℃，与常规温度工艺相比，晶粒度提高了0.5级，晶粒更加均匀；
b、粗轧压下量的优化设计：粗轧伸长阶段道次压下率增加到15%以上，此时成品的晶粒度均在9～10级，晶粒度平均提高1级左右；
c、终轧温度的优化设计：保证成分结构一定前提下，终轧温度设置为810℃，比常规降低40℃，钢板内部晶粒得到进一步细化，同时提高了组织的均匀性。
钢板的组织性能取决于化学成分和轧制条件，轧制过程可以根据化学成分来调整温度和变形，实现强化机制，具体可优化设计及控制的主要过程参数有成分、加热温度、粗轧压下量、终轧温度等。通过设计确定各工艺因素对组织性能的对应关系，则就可以掌控风电钢内部组织的分布及性能的稳定性。Q355NE风电钢板的化学成分设计主要以保证获得较高韧性以及良好焊接性能为原则。本发明在具体设计上，通过测试和性能对比，重新优化设计了碳、硅含量，调整Mn、Nb、V、Ti等微合金元素，以此进一步提高产品力学性能的合格率。
在风电钢成分设计过程中，为了保证钢的焊接性，提高钢的韧性，尽量降低碳含量。 Si降低奥氏体中C的扩散速度，容易形成贝氏体组织，故要控制Si的含量。Mn和Fe可形成固溶体，有利于提高钢中铁素体和奥氏体强度与硬度。Nb有利于未再结晶区的控轧，加快轧制速度，提高生产效率。V可细化焊缝金属的铸态组织，减小热影响区的过热敏感性，防止热影响区靠近熔化线的晶粒过度长大和粗化，对焊接性能有利。 Ti的碳化物TiC比较稳定，可以抑制晶粒长大。此发明的新工艺制度参数设计，带来最显著的成果就是风电钢产品的组织和性能得到明显的改善和优化，提高了风电钢产品的质量和品质。利用此新工艺制度生产出的风电钢板，内部组织均匀，性能稳定，合格率由原先95%提高到98.5%，通过此发明的应用，风电钢产品合格率提高了3.5个百分点；通过此发明的新工艺制度参数设计，得到的风电钢产品内部晶粒度平均提高了1-2级，粗轧道次压下量的设计对组织均匀型的改善效果明显，通过钢板的破坏性试验检测分析，钢板内部在轧制方向及横向的力学性能偏差小，组织均匀性提高。此发明的新工艺制度参数设计，使风电钢产品合格率提高，产品组织的不均匀性及性能不稳定性概率降低，极大程度上降低了风电塔筒发生事故的风险率，进一步提高了风电钢产品使用的安全保险性；此发明的新工艺制度在实际生产中应用，产品不合格率降低，产品质量损失降低，从成本角度考虑，降低了质量损耗成本，成材率大为提高；由于风电钢产生的废品减少，避免了全工序重新轧制，提高了生产效率，使生产成本降低。
具体实施方式
一种提高风电钢Q355组织性能的工艺，
1）、Q355NE化学成分（wt.%）
Figure 149269DEST_PATH_IMAGE002
2）、风电钢轧制工艺参数的优化设计：风电钢成分设计确定之后，轧制过程采用CR+ACC：控轧控冷工艺模式进行生产，风电钢生产工艺流程主要路径是板坯通过加热炉加热，经过粗轧机进行开坯轧制，经过精轧机轧制成成品；
a、加热温度的优化设计：保证成分结构一定前提下，加热炉区域的均热段加热温度优化调整为1130~1180℃，与常规温度工艺相比，晶粒度提高了0.5级，晶粒更加均匀；
b、粗轧压下量的优化设计：粗轧伸长阶段道次压下率增加到15%以上，此时成品的晶粒度均在9～10级，晶粒度平均提高1级左右；
c、终轧温度的优化设计：保证成分结构一定前提下，终轧温度设置为810℃，比常规降低40℃，钢板内部晶粒得到进一步细化，同时提高了组织的均匀性。

Claims (1)

1.一种提高风电钢Q355组织性能的工艺，其特征在于：
1）、Q355NE化学成分（wt.%）
Figure 418179DEST_PATH_IMAGE002
2）、风电钢轧制工艺参数的优化设计：风电钢成分设计确定之后，轧制过程采用CR+ACC：控轧控冷工艺模式进行生产，风电钢生产工艺流程主要路径是板坯通过加热炉加热，经过粗轧机进行开坯轧制，经过精轧机轧制成成品；
a、加热温度的优化设计：保证成分结构一定前提下，加热炉区域的均热段加热温度优化调整为1130~1180℃，与常规温度工艺相比，晶粒度提高了0.5级，晶粒更加均匀；
b、粗轧压下量的优化设计：粗轧伸长阶段道次压下率增加到15%以上，此时成品的晶粒度均在9～10级，晶粒度平均提高1级左右；
c、终轧温度的优化设计：保证成分结构一定前提下，终轧温度设置为810℃，比常规降低40℃，钢板内部晶粒得到进一步细化，同时提高了组织的均匀性。
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