CN114635074A - 一种80~100mm厚风电用钢板的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种80～100mm厚风电用钢板生产方法，通过合适的冶炼、连铸、加热、轧制、控冷工艺，生产出了机械性能良好的80～100mm厚风电用钢板，钢板不需要进行热处理，生产工艺简单，生产周期短，制造成本低。钢板综合力学性能优良，钢板的屈服强度在360MPa～395MPa之间，抗拉强度在500～526MPa之间，延伸率在28％～38.5％之间，‑40℃冲击功在185J～236J之间。

Description

一种80～100mm厚风电用钢板的生产方法
技术领域
本发明涉及热轧领域，尤其涉及一种80～100mm厚风电用钢板的生产方法。
背景技术
随着我国风电事业的发展，风电的装机容量越来越大，风电塔筒的高度越来越高，用以制作风电塔筒的钢板越来越厚。现在制造风电塔筒的钢板主要以屈服强度355MPa的钢板为主，钢板厚度主要集中在8mm～100mm之间，风力发电设备主要在野外使用，环境温度变化剧烈，因此要求制造风电塔筒的钢板不仅要强度满足要求，还要求具有良好的韧性，尤其是低温韧性。随着钢板厚度增加，轧制时压缩比减小，轧后冷速小，钢板心部与表面温差大，钢板的机械性能控制难度较大。因此风电用厚钢板，尤其是80mm厚以上的钢板一般都采用正火处理来保证钢板性能，而正火处理增加了制造成本，延长交货周期，由于正火后钢板强度下降，还需添加较多的合金，增加了钢板的合金成本。
公开号CN 102312156 A的专利“一种60mm以下保性能低合金Q345E+B钢板及其生产方法”提供了一种Q345E含B钢板的生产方法。该方法生产钢板性能满足要求。但该方法适用于厚度在60mm以下的钢板生产，且钢里含有B，铸坯浇铸时容易产生裂纹。
公开号CN 102764959 A的专利“一种150～300mm厚低合金高强度钢板制造工艺方法”提供了一种Q345E的厚规格钢板制造方法。该方法生产钢板性能满足要求。但该方法需要将两块板坯焊接起来进行轧制，生产难度较大；同时该方法要求钢板轧后进行正火处理，工序复杂，生产成本高。
公开号CN 102764959 A的专利“大厚度核电用Q345D钢板及其生产方法”提供了一种Q345D的厚规格钢板制造方法。该方法生产钢板性能满足要求。但该方法要求加入较多的合金，钢板的合金成本高；同时该方法要求钢板轧后进行正火处理，工序复杂，生产成本高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种表面质量良好，生产工艺简单，制造成本低，低温韧性良好的屈服强度355MPa级80～100mm厚风电用钢板的生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种80～100mm厚风电用钢板的生产方法，包括：
1).铁水冶炼前必须安排脱硫，脱硫后必须扒渣；冶炼时不得加入渣钢、海绵铁；
2).转炉采用单渣工艺冶炼；渣层厚度49～51mm；出钢时间5～7分钟；出钢温度1580～1640℃；采用低碳锰铁和硅铝铁合金脱氧合金化；
3).钢水进行RH炉处理，RH真空处理时间不少于20分钟，纯脱气时间不少于17分钟；
4).连铸坯的厚度为300mm，宽2200mm，钢水浇铸时过热度控制在16～31℃，连铸时采用轻压下，轻压下位置为6、7、8三段，总压下量为5.6mm；使用低碳钢保护渣，拉速为0.85m/min；使用电磁搅拌，电磁搅拌位置为4段，电磁搅拌的频率为5HZ，电磁搅拌的电流为360A；
5).加热工艺：板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度1220-1240℃，加热时间280～360分钟；板坯在均热段的加热时间不少于40分钟；
6).钢板控轧控冷工艺：板坯加热好之后进行两阶段控制轧制，第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度1210～1230℃，第一阶段终轧温度≥1080℃，第一阶段高温延伸轧制时至少有两道次单道次压下率≥13％，第一阶段轧制速度为1.5m/s，咬入速度为0.8m/s；第二阶段钢板的开轧厚度为140～150mm，第二阶段钢板开轧温度为880～895℃，第二阶段终轧温度为800～820℃，第二阶段末道次压下率≥5％；钢板轧完后进行层流冷却，冷却速度为5～7℃/s，终冷温度为640～655℃；
7).钢板生产完毕后，需下线堆垛缓冷不少于48小时；
8).生产的钢板厚度为80mm～100mm厚。
进一步的，其化学成分按重量百分比为：C：0.06～0.08％；Si：0.3～0.4％；Mn：1.4～1.5％；Nb:0.02～0.03％；V：0.015～0.025％；P≤0.015％；S≤0.005％；Ca：0.0012～0.0027％；Als：0.019～0.035％；其余为铁和不可避免杂质。
进一步的，采用300mm厚、2200mm宽的连铸坯；铁水冶炼前进行脱硫，脱硫后扒渣；冶炼时不加入渣钢、海绵铁；转炉采用单渣工艺冶炼；渣层厚度51mm；出钢时间5分钟；出钢温度1640℃；采用低碳锰铁和硅铝铁合金脱氧合金化；钢水进行RH炉处理，RH真空处理时间为20分钟，纯脱气时间为17分钟；钢水浇铸时过热度为31℃，连铸时采用轻压下，轻压下位置为6、7、8三段，总压下量为5.6mm；使用低碳钢保护渣，拉速为0.85m/min；使用电磁搅拌，电磁搅拌位置为4段，电磁搅拌的频率为5HZ，电磁搅拌的电流为360A；板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度为1240℃，加热时间为280分钟；板坯在均热段的加热时间为40分钟；板坯按重量百分比化学成分为：C 0.06％，Si 0.4％，Mn 1.4％，Nb 0.02％,V0.025％，P 0.015％，S 0.005％，Ca 0.0012％，Als 0.035％；其余为铁和不可避免杂质；轧制成厚度为80mm的钢板，钢板生产完毕后，下线堆垛缓冷52小时。
进一步的，采用300mm厚、2200mm宽的连铸坯；铁水冶炼前进行脱硫，脱硫后扒渣；冶炼时不加入渣钢、海绵铁；转炉采用单渣工艺冶炼；渣层厚度49mm；出钢时间7分钟；出钢温度1580℃；采用低碳锰铁和硅铝铁合金脱氧合金化；钢水进行RH炉处理，RH真空处理时间为21分钟，纯脱气时间为17.5分钟；钢水浇铸时过热度为16℃，连铸时采用轻压下，轻压下位置为6、7、8三段，总压下量为5.6mm；使用低碳钢保护渣，拉速为0.85m/min；使用电磁搅拌，电磁搅拌位置为4段，电磁搅拌的频率为5HZ，电磁搅拌的电流为360A；板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度为1220℃，加热时间为360分钟；板坯在均热段的加热时间为55分钟；板坯按重量百分比化学成分为：C 0.08％，Si 0.3％，Mn 1.5％，Nb 0.03％,V0.015％，P 0.012％，S 0.003％，Ca 0.0027％，Als 0.019％；其余为铁和不可避免杂质；轧制成厚度为100mm的钢板，钢板生产完毕后，下线堆垛缓冷48小时。
进一步的，采用300mm厚、2200mm宽的连铸坯；铁水冶炼前进行脱硫，脱硫后扒渣；冶炼时不加入渣钢、海绵铁；转炉采用单渣工艺冶炼；渣层厚度50mm；出钢时间6分钟；出钢温度1610℃；采用低碳锰铁和硅铝铁合金脱氧合金化；钢水进行RH炉处理，RH真空处理时间为22分钟，纯脱气时间为18分钟；钢水浇铸时过热度为21℃，连铸时采用轻压下，轻压下位置为6、7、8三段，总压下量为5.6mm；使用低碳钢保护渣，拉速为0.85m/min；使用电磁搅拌，电磁搅拌位置为4段，电磁搅拌的频率为5HZ，电磁搅拌的电流为360A；板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度为1232℃，加热时间为342分钟；板坯在均热段的加热时间为51分钟；板坯按重量百分比化学成分为：C 0.07％，Si 0.36％，Mn 1.44％，Nb 0.024％,V0.019％，P 0.013％，S 0.002％，Ca 0.0023％，Als 0.032％；其余为铁和不可避免杂质；轧制成厚度为90mm的钢板，钢板生产完毕后，下线堆垛缓冷51小时。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
1)本发明生产工艺简单，生产周期短；以廉价的Si、Mn合金为主，添加少量的Nb、V，通过合适的冶炼、连铸、加热、控轧、控冷工艺，就能生产出机械性能良的屈服强度355MPa级80～100mm厚风电用钢板。钢板不用进行热处理，制造成本和合金成本较低，生产周期短。
2)钢板的强度、塑性、韧性良好,组织为细小的铁素体+珠光体。钢板的屈服强度在360MPa～395MPa之间，抗拉强度在500～526MPa之间，延伸率在28％～38.5％之间，-40℃冲击功在185J～236J之间。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例1的钢板的金相组织图；
图2为本发明实施例2的钢板的金相组织图；
图3为本发明实施例3的钢板的金相组织图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种80～100mm厚风电用钢板的生产方法，采用300mm厚、2200mm宽的连铸坯；铁水冶炼前进行脱硫，脱硫后扒渣；冶炼时不加入渣钢、海绵铁；转炉采用单渣工艺冶炼；渣层厚度51mm；出钢时间5分钟；出钢温度1640℃；采用低碳锰铁和硅铝铁合金脱氧合金化；钢水进行RH炉处理，RH真空处理时间为20分钟，纯脱气时间为17分钟。钢水浇铸时过热度为31℃，连铸时采用轻压下，轻压下位置为6、7、8三段，总压下量为5.6mm；使用低碳钢保护渣，拉速为0.85m/min。使用电磁搅拌，电磁搅拌位置为4段，电磁搅拌的频率为5HZ，电磁搅拌的电流为360A，铸坯中心偏析为C3.0。板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度为1240℃，加热时间为280分钟。板坯在均热段的加热时间为40分钟。板坯的(重量百分比)化学成分，按重量百分比：C 0.06％，Si 0.4％，Mn 1.4％，Nb 0.02％,V 0.025％，P 0.015％，S0.005％，Ca 0.0012％，Als 0.035％；其余为铁和不可避免杂质。轧制成厚度为80mm的钢板，钢板生产完毕后，下线堆垛缓冷52小时。详细的轧制及冷去工艺见表1，其力学性能见表2。
表1轧制及冷却工艺
Figure BDA0003533079260000061
表2钢板力学性能
Figure BDA0003533079260000062
实施例2
一种80～100mm厚风电用钢板的生产方法，采用300mm厚、2200mm宽的连铸坯；铁水冶炼前进行脱硫，脱硫后扒渣；冶炼时不加入渣钢、海绵铁；转炉采用单渣工艺冶炼；渣层厚度49mm；出钢时间7分钟；出钢温度1580℃；采用低碳锰铁和硅铝铁合金脱氧合金化；钢水进行RH炉处理，RH真空处理时间为21分钟，纯脱气时间为17.5分钟。钢水浇铸时过热度为16℃，连铸时采用轻压下，轻压下位置为6、7、8三段，总压下量为5.6mm；使用低碳钢保护渣，拉速为0.85m/min。使用电磁搅拌，电磁搅拌位置为4段，电磁搅拌的频率为5HZ，电磁搅拌的电流为360A，铸坯中心偏析为C2.0。板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度为1220℃，加热时间为360分钟。板坯在均热段的加热时间为55分钟。板坯的(重量百分比)化学成分，按重量百分比：C 0.08％，Si 0.3％，Mn 1.5％，Nb 0.03％,V 0.015％，P 0.012％，S0.003％，Ca 0.0027％，Als 0.019％；其余为铁和不可避免杂质。轧制成厚度为100mm的钢板，钢板生产完毕后，下线堆垛缓冷48小时。详细的轧制及冷去工艺见表3，其力学性能见表4。
表3轧制及冷却工艺
Figure BDA0003533079260000071
表4钢板力学性能
Figure BDA0003533079260000081
实施例3
一种80～100mm厚风电用钢板的生产方法，采用300mm厚、2200mm宽的连铸坯；铁水冶炼前进行脱硫，脱硫后扒渣；冶炼时不加入渣钢、海绵铁；转炉采用单渣工艺冶炼；渣层厚度50mm；出钢时间6分钟；出钢温度1610℃；采用低碳锰铁和硅铝铁合金脱氧合金化；钢水进行RH炉处理，RH真空处理时间为22分钟，纯脱气时间为18分钟。钢水浇铸时过热度为21℃，连铸时采用轻压下，轻压下位置为6、7、8三段，总压下量为5.6mm；使用低碳钢保护渣，拉速为0.85m/min。使用电磁搅拌，电磁搅拌位置为4段，电磁搅拌的频率为5HZ，电磁搅拌的电流为360A，铸坯中心偏析为C2.5。板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度为1232℃，加热时间为342分钟。板坯在均热段的加热时间为51分钟。板坯的(重量百分比)化学成分，按重量百分比：C 0.07％，Si 0.36％，Mn 1.44％，Nb 0.024％,V 0.019％，P 0.013％，S0.002％，Ca 0.0023％，Als 0.032％；其余为铁和不可避免杂质。轧制成厚度为90mm的钢板，钢板生产完毕后，下线堆垛缓冷51小时。详细的轧制及冷去工艺见表5，其力学性能见表6。
表5轧制及冷却工艺
Figure BDA0003533079260000082
Figure BDA0003533079260000091
表6钢板力学性能
Figure BDA0003533079260000092
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种80～100mm厚风电用钢板的生产方法，其特征在于：包括：
1).铁水冶炼前必须安排脱硫，脱硫后必须扒渣；冶炼时不得加入渣钢、海绵铁；
2).转炉采用单渣工艺冶炼；渣层厚度49～51mm；出钢时间5～7分钟；出钢温度1580～1640℃；采用低碳锰铁和硅铝铁合金脱氧合金化；
3).钢水进行RH炉处理，RH真空处理时间不少于20分钟，纯脱气时间不少于17分钟；
4).连铸坯的厚度为300mm，宽2200mm，钢水浇铸时过热度控制在16～31℃，连铸时采用轻压下，轻压下位置为6、7、8三段，总压下量为5.6mm；使用低碳钢保护渣，拉速为0.85m/min；使用电磁搅拌，电磁搅拌位置为4段，电磁搅拌的频率为5HZ，电磁搅拌的电流为360A；
5).加热工艺：板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度1220-1240℃，加热时间280～360分钟；板坯在均热段的加热时间不少于40分钟；
6).钢板控轧控冷工艺：板坯加热好之后进行两阶段控制轧制，第一阶段开轧厚度为板坯厚度，第一阶段开轧温度1210～1230℃，第一阶段终轧温度≥1080℃，第一阶段高温延伸轧制时至少有两道次单道次压下率≥13％，第一阶段轧制速度为1.5m/s，咬入速度为0.8m/s；第二阶段钢板的开轧厚度为140～150mm，第二阶段钢板开轧温度为880～895℃，第二阶段终轧温度为800～820℃，第二阶段末道次压下率≥5％；钢板轧完后进行层流冷却，冷却速度为5～7℃/s，终冷温度为640～655℃；
7).钢板生产完毕后，需下线堆垛缓冷不少于48小时；
8).生产的钢板厚度为80mm～100mm厚。
2.根据权利要求1所述的80～100mm厚风电用钢板的生产方法，其特征在于：其化学成分按重量百分比为：C：0.06～0.08％；Si：0.3～0.4％；Mn：1.4～1.5％；Nb:0.02～0.03％；V：0.015～0.025％；P≤0.015％；S≤0.005％；Ca：0.0012～0.0027％；Als：0.019～0.035％；其余为铁和不可避免杂质。
3.根据权利要求2所述的80～100mm厚风电用钢板的生产方法，其特征在于：采用300mm厚、2200mm宽的连铸坯；铁水冶炼前进行脱硫，脱硫后扒渣；冶炼时不加入渣钢、海绵铁；转炉采用单渣工艺冶炼；渣层厚度51mm；出钢时间5分钟；出钢温度1640℃；采用低碳锰铁和硅铝铁合金脱氧合金化；钢水进行RH炉处理，RH真空处理时间为20分钟，纯脱气时间为17分钟；钢水浇铸时过热度为31℃，连铸时采用轻压下，轻压下位置为6、7、8三段，总压下量为5.6mm；使用低碳钢保护渣，拉速为0.85m/min；使用电磁搅拌，电磁搅拌位置为4段，电磁搅拌的频率为5HZ，电磁搅拌的电流为360A；板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度为1240℃，加热时间为280分钟；板坯在均热段的加热时间为40分钟；板坯按重量百分比化学成分为：C 0.06％，Si 0.4％，Mn 1.4％，Nb 0.02％,V 0.025％，P 0.015％，S 0.005％，Ca 0.0012％，Als 0.035％；其余为铁和不可避免杂质；轧制成厚度为80mm的钢板，钢板生产完毕后，下线堆垛缓冷52小时。
4.根据权利要求1所述的80～100mm厚风电用钢板的生产方法，其特征在于：采用300mm厚、2200mm宽的连铸坯；铁水冶炼前进行脱硫，脱硫后扒渣；冶炼时不加入渣钢、海绵铁；转炉采用单渣工艺冶炼；渣层厚度49mm；出钢时间7分钟；出钢温度1580℃；采用低碳锰铁和硅铝铁合金脱氧合金化；钢水进行RH炉处理，RH真空处理时间为21分钟，纯脱气时间为17.5分钟；钢水浇铸时过热度为16℃，连铸时采用轻压下，轻压下位置为6、7、8三段，总压下量为5.6mm；使用低碳钢保护渣，拉速为0.85m/min；使用电磁搅拌，电磁搅拌位置为4段，电磁搅拌的频率为5HZ，电磁搅拌的电流为360A；板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度为1220℃，加热时间为360分钟；板坯在均热段的加热时间为55分钟；板坯按重量百分比化学成分为：C 0.08％，Si 0.3％，Mn 1.5％，Nb 0.03％,V 0.015％，P 0.012％，S 0.003％，Ca 0.0027％，Als 0.019％；其余为铁和不可避免杂质；轧制成厚度为100mm的钢板，钢板生产完毕后，下线堆垛缓冷48小时。
5.根据权利要求1所述的80～100mm厚风电用钢板的生产方法，其特征在于：采用300mm厚、2200mm宽的连铸坯；铁水冶炼前进行脱硫，脱硫后扒渣；冶炼时不加入渣钢、海绵铁；转炉采用单渣工艺冶炼；渣层厚度50mm；出钢时间6分钟；出钢温度1610℃；采用低碳锰铁和硅铝铁合金脱氧合金化；钢水进行RH炉处理，RH真空处理时间为22分钟，纯脱气时间为18分钟；钢水浇铸时过热度为21℃，连铸时采用轻压下，轻压下位置为6、7、8三段，总压下量为5.6mm；使用低碳钢保护渣，拉速为0.85m/min；使用电磁搅拌，电磁搅拌位置为4段，电磁搅拌的频率为5HZ，电磁搅拌的电流为360A；板坯加热时采用步进式加热炉，连铸坯出炉温度为1232℃，加热时间为342分钟；板坯在均热段的加热时间为51分钟；板坯按重量百分比化学成分为：C 0.07％，Si 0.36％，Mn 1.44％，Nb 0.024％,V 0.019％，P 0.013％，S0.002％，Ca 0.0023％，Als 0.032％；其余为铁和不可避免杂质；轧制成厚度为90mm的钢板，钢板生产完毕后，下线堆垛缓冷51小时。
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