CN116550942B - 一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯的制造方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯的制造方法及其应用,属于冶金技术领域。制造方法,包括以下步骤:电炉炼钢、LF精炼、VD真空处理、采用非正弦‑正弦‑非正弦三段式振动结晶进行连铸、强缓‑中缓‑弱缓渐进式缓冷时效,得到风电用钢连铸坯。本发明通过成分和工艺控制,能够形成特定的微观结构,一方面连铸坯在结晶过程中采用非正弦‑正弦‑非正弦三段式振动结晶,另一方面,本发明采用强缓‑中缓‑弱缓渐进式缓冷方式,最终形成0.1‑5.5微米级别的(Nb,V,Ti)CN+0.3~3.8纳米级别的弥散富铜纳米相的特性复合微观组织,具有优异的抗低温冲击特性和多重耐生物腐蚀特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯的制造方法及其应用,属于冶金技术领域。
背景技术
风能是一种应用潜力很大的新能源,近年来在全球发展迅速。陆上风机大力发展与大规模建设的同时,海上风能也已经逐渐成为一个越来越有吸引力的发展方向。海上风力能源潜力巨大,成本更具竞争力,海上风机技术在欧洲已经具备成熟的技术条件。
我国幅员辽阔,风能资源丰富得到了很好地开发,风能技术也得到较大发展,风力发电机组也早已达到了兆瓦级的时代。我国的风电设备的装机数量和装机容量都呈现良好的增长趋势,这更好更有效地满足了日益增长的对能源的需求。伴随着风电事业的进步,在提高风力发电设备扩大化趋势的同时,对设备中各组件的性能要求也在不断的提高。
目前,大多风机都建设在沿海、草原、荒漠等偏远的地区,这些区域微生物种类繁多,对于风电机组一些关键组成部件,例如塔架、基座等暴露于自然环境且与地面或水面相接触的关键部件微生物腐蚀作用明显。此外,北方地区往往面临极端寒冷情况,工作温度低并伴有多种类微生物腐蚀的特点,这对于风电机组的运行、维护都具有挑战。
因此,本领域技术人员亟需开发一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯的制造方法及其应用,用以解决上述风电关键部件所面临的低温断裂倾向和生物腐蚀严重的问题。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯的制造方法,该法可以解决现有风电面临的低温断裂倾向和生物腐蚀严重的问题。
同时,本发明提供一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯。
同时,本发明提供一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯在极寒条件下的风电机组上的应用。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯的制造方法,包括以下步骤:
S1,电炉炼钢:电炉吹氧脱碳除磷处理,造渣后挡渣出钢,获得钢水;
S2,LF精炼:采用LF精炼炉对S1获得的钢水进行钢包吹氩搅拌精炼、脱氧、脱硫、去除夹杂;
S3,VD真空处理:采用VD炉进行去除气体;
S4,连铸:对S3处理后的钢水进行连铸形成连铸坯,其工艺包括三步:
S41,钢包转运至连铸机进行浇铸,钢水通过钢包水口进入中间包;
S42,钢水液面升达开浇位后,连铸开机,钢水流入结晶器,结晶过程中采用三段式结晶,
初始阶段,即铸造整体时间的前15min,结晶器采用非正弦振动,振动工艺为:振幅±4.5-5mm,振动频率120-130min-1,修正率a为19.6-20.3%;
中间阶段,即初始阶段完成后至铸造结束的前30min,结晶器采用正弦振动配合电磁搅拌浇铸,振动工艺为:振幅±4-4.5mm,振动频率130-140min-1,电磁搅拌电流260-270A;
后期阶段,即中间阶段完成后至铸造结束,结晶器采用非正弦振动,振动工艺为:振幅±3-3.5mm,振动频率140-150min-1,修正率a为22.1-23.6%;
S43,铸坯拉出结晶器后进入下一工序;
S5,缓冷时效:连铸出来的圆坯,于900-950℃迅速放入缓冷坑中,采用强缓-中缓-弱缓渐进式缓冷方式,其中,强缓冷时间为8-9h,采用缓冷盖密封形式,冷却速率为5-8℃/h;中缓冷时间为5-7h,采用缓冷盖半密封形式,冷却速率为20-30℃/h;弱缓冷时间为10-20h,缓冷盖全开,冷却速率为50-80℃/h,随后得到风电用钢连铸坯。
S1电炉炼钢工序中,冶炼温度为1600-1680℃,冶炼时间以C、P含量达标为准,其中C:0.09-0.10wt%,P≤0.007wt%。
S2 LF精炼工序中,钢包精炼的白渣保持时间20-60min,精炼时间100-150min,氩气流量为80-250NL/min,控制O百分含量≤35ppm。
S2 LF精炼工序中,
精炼前期,即0-30min,补加25-50kg石灰进行调渣,氩气流量为230-250NL/min;
精炼中期,即30-80min,保持氩气强度130-180NL/min;
精炼后期,即80min至精炼结束,氩气强度80-100NL/min,避免钢水翻滚氧化。
S3 VD真空处理工序中,真空度55-95pa,真空保持时间15-20min,真空处理的温度为1630-1665℃,软吹氩气时间15-20min。
S4连铸工序中,拉速0.10-0.15m/min;连铸温度为1510-1535℃。
本发明的制造方法获得的耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯。
耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯,连铸坯组分按质量百分比计:C:0.085-0.096%;Si:0.18-0.20%;Mn:0.8-1.0%;Cr:0.28-0.32%;V:0.49-0.52%;Nb:0.036-0.052%;Mo:0.38-0.42%;Al:0.025-0.035%;Ti:0.059-0.087%;Ni:0.93-0.97%;Cu:0.11-0.17%;N:0.015-0.018%;P:≤0.007%;S:≤0.004%;O:≤20ppm和余量的Fe。
风电用钢连铸坯在晶界处形成0.1-5.5微米级别的ACN相,ACN相中的A为Nb、V和Ti,即ACN相为(Nb,V,Ti)CN相;在晶界内弥散分布0.3-3.8纳米级别的富铜纳米相。
本发明的耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯在极寒条件下的风电机组上应用,极寒条件的温度为-80℃。
风电用钢连铸坯在-80℃下低温冲击功为236-241J;点蚀密度为52.6-54.4/mm-2,最大点蚀坑深度为1.7-1.8微米,平均点蚀坑深度为1.1-1.2微米。
本发明具有如下技术效果或优点:
本发明的一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯在制备过程中,通过成分和工艺控制,能够形成特定的微观结构。一方面连铸坯在结晶过程中采用非正弦-正弦-非正弦三段式振动结晶,在初始阶段采用非正弦振动,使钢液与结晶器壁产生冲刷接触效果,于结晶壁处不断反复形成新的晶核,增加熔体中的晶核数量,并释放大量结晶潜热。中间阶段采用正弦振动,周期性的往复振动以及结晶潜热的释放使已结晶晶粒和熔体之间造成局部的温度起伏,在固液界面处形成局部负温度梯度加速合金元素的定向扩散,使合金元素Nb、V、Ti在固液界面处发生重分配,完全凝固后形成晶界处的元素偏聚。后期阶段采用非正弦振动,既可以在正滑动时间内,减小弯曲月面下作用的坯壳拉伸应力,又可以在负滑动时间内,增加坯体的压力,形成定向应力分布,从而加速合金元素Nb、V、Ti向缺陷处的扩散,最终在晶界处偏聚。由于合金元素与C和N元素的亲和性,在晶界处形成 (Nb,V,Ti)CN;
另一方面,本发明连铸出来的圆坯,采用强缓-中缓-弱缓渐进式缓冷方式,利强缓下的高温元素扩散,形成均匀固溶的Cu,再利用中缓下的温度变化结合Cu在不同温度下在组织中溶解度差异,使固溶Cu过饱和,最后采用弱缓下的温度降低,使过饱和Cu析出形成富铜纳米相,最终形成0.1-5.5微米级别的 (Nb,V,Ti)CN+0.3~3.8纳米级别的弥散富铜纳米相的特性复合微观组织。
相比于现有技术,本发明具有以下优点:
1.复合微观组织具有抗低温冲击特性:本发明的风电用钢连铸坯由于形成以0.1-5.5微米级别的 (Nb,V,Ti)CN+0.3-3.8纳米级别的弥散富铜纳米相的特性微观组织,使得本发明的风电用钢连铸坯具有协同阻滞裂纹扩展提升抗低温冲击效果,使其具备优异的抗低温冲击。其原理:1)(Nb,V,Ti)CN分布在晶界上,能够钉扎晶界,抑制晶粒长大,从而细化晶粒尺寸,此外,尺寸为0.1-5.5微米级别的(Nb,V,Ti)CN与晶界共同阻滞裂纹扩展,使裂纹在扩展过程中频繁改变路径,从而消耗更多的能量,显著提高材料的抗低温冲击性能;2)通过0.11-0.17%微量的Cu合金化,在本发明的风电用钢连铸坯制备过程中形成弥散富铜纳米相,一方面,钢中富铜纳米相会降低流变应力,韧脆转变温度左移,提高抗低温冲击性能;另一方面,富铜纳米相不仅阻止了新再结晶亚微米晶粒的生长,而且通过钉扎机制阻滞裂纹扩展的同时,提高了组织的热力学稳定性,显著提高材料的抗低温冲击性能。
2.富铜纳米相多重耐生物腐蚀特性:本发明的风电用钢连铸坯组织中弥散富铜纳米相,使得本发明的风电用钢连铸坯具有优异的耐生物腐蚀特性。其原理:1)富铜纳米相提高了材料的生物腐蚀性能。当材料表面在接触服役环境时会发生微生物腐蚀时,而后裸露出的富铜纳米相释放出的铜离子,通过得失单个电子的方式改变铜离子的氧化形态(,/>),其中Cu可以充当催化剂从而产生活性氧,这些活性氧通过接触细菌的蛋白、核酸或脂类造成其氧化性损伤,使其丧失活性。同时,自由的铜离子还可通过凝固细菌蛋白质来灭杀细菌。这两方面最终的结果均使细菌丧失活性,达到减轻微生物腐蚀的目的。2)铁的腐蚀电位是-0.60V,铜的腐蚀电位是-0.20V,大量富铜纳米相提高了连铸坯的腐蚀电位,使其发生电化学腐蚀倾向减弱,在生物腐蚀过程中抑制了电化学腐蚀过程。3)铜在腐蚀过程中易氧化,形成钝化膜,进而对连铸圆坯起到了防护作用,进一步提高其耐生物腐蚀性能。
附图说明
图1为本发明的流程图;
图2为本发明的微观组织图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
如图1所示,一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯制造方法,包括以下步骤:
S1,电炉炼钢:电炉吹氧脱碳除磷处理,造渣后挡渣出钢,获得钢水;电炉炼钢工序中,冶炼温度为1650℃,冶炼时间以C、P含量达标为准,其中C:0.095wt%,P:0.007wt%;
S2,LF精炼:采用LF精炼炉对S1获得的钢水进行钢包吹氩搅拌精炼、脱氧、脱硫、去除夹杂; LF精炼工序中,钢包精炼的白渣保持时间40min,精炼时间125min,控制O百分含量35ppm;
精炼前期,即0-30min,补加35kg石灰进行调渣,氩气流量为240NL/min;
精炼中期,即30-80min,保持氩气强度150NL/min;
精炼后期,即80-125min,氩气强度90NL/min,避免钢水翻滚氧化;
S3,VD真空处理:采用VD炉进行去除气体;VD真空处理工序中,真空度75pa,真空保持时间18min,真空处理的温度为1650℃,软吹氩气时间18min;
S4,连铸:对S3处理后的钢水进行连铸形成连铸坯,其工艺包括三步:
S41,钢包转运至连铸机进行浇铸,钢水通过钢包水口进入中间包;
S42,钢水液面升达开浇位后,连铸开机,钢水流入结晶器,结晶过程中采用三段式结晶,
初始阶段,即铸造整体时间的前15min,结晶器采用非正弦振动,振动工艺为:振幅±4.8mm,振动频率125min-1,修正率a为20.0%;
中间阶段,即初始阶段完成后至铸造结束的前30min,结晶器采用正弦振动配合电磁搅拌浇铸,振动工艺为:振幅±4.2mm,振动频率135min-1,电磁搅拌电流265A;
后期阶段,即中间阶段完成后至铸造结束,结晶器采用非正弦振动,振动工艺为:振幅±3.2mm,振动频率145min-1,修正率a为22.3%;
S43,铸坯拉出结晶器后进入下一工序;
S4连铸工序中,拉速0.12m/min;连铸温度为1520℃;
S5,缓冷时效:连铸出来的圆坯,于930℃迅速放入缓冷坑中,采用强缓-中缓-弱缓渐进式缓冷方式,其中,强缓冷时间为8.5h,采用缓冷盖密封形式,冷却速率为6℃/h;中缓冷时间为6h,采用缓冷盖半密封形式,冷却速率为25℃/h;弱缓冷时间为15h,缓冷盖全开,冷却速率为65℃/h,随后得到风电用钢连铸坯。
本实施例的制造方法获得的耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯。
连铸坯组分按质量百分比计:C:0.092%;Si:0.19%;Mn:0.9%;Cr:0.30%;V:0.50%;Nb:0.045%;Mo:0.40%;Al:0.030%;Ti:0.070%;Ni:0.95%;Cu:0.15%;N:0.016%;P:0.007%;S:0.004%;O:20ppm和余量的Fe。
如图2所示,本实施例获得的风电用钢连铸坯在晶界处形成0.1-5.5微米级别的(Nb,V,Ti)CN相,在晶界内弥散分布0.3-3.8纳米级别的富铜纳米相。
本实施例的耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯在极寒条件下的风电机组上应用,极寒条件的温度为-80℃。
风电用钢连铸坯在-80℃下低温冲击功为239J;点蚀密度为54.4/mm-2,最大点蚀坑深度为1.8微米,平均点蚀坑深度为1.2微米。
实施例2
一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯制造方法,包括以下步骤:
S1,电炉炼钢:电炉吹氧脱碳除磷处理,造渣后挡渣出钢,获得钢水;电炉炼钢工序中,冶炼温度为1600℃,冶炼时间以C、P含量达标为准,其中C:0.09wt%,P:0.005wt%;
S2,LF精炼:采用LF精炼炉对S1获得的钢水进行钢包吹氩搅拌精炼、脱氧、脱硫、去除夹杂; LF精炼工序中,钢包精炼的白渣保持时间20min,精炼时间100min,控制O百分含量20ppm;
精炼前期,即0-30min,补加25kg石灰进行调渣,氩气流量为230NL/min;
精炼中期,即30-80min,保持氩气强度130NL/min;
精炼后期,即80-100min,氩气强度80NL/min,避免钢水翻滚氧化;
S3,VD真空处理:采用VD炉进行去除气体;VD真空处理工序中,真空度55pa,真空保持时间15min,真空处理的温度为1630℃,软吹氩气时间15min;
S4,连铸:对S3处理后的钢水进行连铸形成连铸坯,其工艺包括三步:
S41,钢包转运至连铸机进行浇铸,钢水通过钢包水口进入中间包;
S42,钢水液面升达开浇位后,连铸开机,钢水流入结晶器,结晶过程中采用三段式结晶,
初始阶段,即铸造整体时间的前15min,结晶器采用非正弦振动,振动工艺为:振幅±4.5mm,振动频率120min-1,修正率a为19.6%;
中间阶段,即初始阶段完成后至铸造结束的前30min,结晶器采用正弦振动配合电磁搅拌浇铸,振动工艺为:振幅±4mm,振动频率130min-1,电磁搅拌电流260A;
后期阶段,即中间阶段完成后至铸造结束,结晶器采用非正弦振动,振动工艺为:振幅±3mm,振动频率140min-1,修正率a为22.1%;
S43,铸坯拉出结晶器后进入下一工序;
S4连铸工序中,拉速0.10m/min;连铸温度为1510℃;
S5,缓冷时效:连铸出来的圆坯,于900℃迅速放入缓冷坑中,采用强缓-中缓-弱缓渐进式缓冷方式,其中,强缓冷时间为8h,采用缓冷盖密封形式,冷却速率为8℃/h;中缓冷时间为5h,采用缓冷盖半密封形式,冷却速率为30℃/h;弱缓冷时间为10h,缓冷盖全开,冷却速率为80℃/h,随后得到风电用钢连铸坯。
本实施例的制造方法获得的耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯。
连铸坯组分按质量百分比计:C:0.085%;Si:0.18%;Mn:0.8%;Cr:0.28%;V:0.49%;Nb:0.036%;Mo:0.38%;Al:0.025%;Ti:0.059%;Ni:0.93%;Cu:0.11%;N:0.015%;P:0.005%;S:0.002%;O:10ppm和余量的Fe。
本实施例获得的风电用钢连铸坯在晶界处形成0.1-5.5微米级别的(Nb,V,Ti)CN相,在晶界内弥散分布0.3-3.8纳米级别的富铜纳米相。
本实施例的耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯在极寒条件下的风电机组上应用,极寒条件的温度为-80℃。
风电用钢连铸坯在-80℃下低温冲击功为236J;点蚀密度为52.6/mm-2,最大点蚀坑深度为1.7微米,平均点蚀坑深度为1.1微米。
实施例3
一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯制造方法,包括以下步骤:
S1,电炉炼钢:电炉吹氧脱碳除磷处理,造渣后挡渣出钢,获得钢水;电炉炼钢工序中,冶炼温度为1680℃,冶炼时间以C、P含量达标为准,其中C:0.10wt%,P:0.002wt%;
S2,LF精炼:采用LF精炼炉对S1获得的钢水进行钢包吹氩搅拌精炼、脱氧、脱硫、去除夹杂; LF精炼工序中,钢包精炼的白渣保持时间60min,精炼时间150min,控制O百分含量35ppm;
精炼前期,即0-30min,补加50kg石灰进行调渣,氩气流量为250NL/min;
精炼中期,即30-80min,保持氩气强度180NL/min;
精炼后期,即80-150min,氩气强度100NL/min,避免钢水翻滚氧化;
S3,VD真空处理:采用VD炉进行去除气体;VD真空处理工序中,真空度95pa,真空保持时间20min,真空处理的温度为1665℃,软吹氩气时间20min;
S4,连铸:对S3处理后的钢水进行连铸形成连铸坯,其工艺包括三步:
S41,钢包转运至连铸机进行浇铸,钢水通过钢包水口进入中间包;
S42,钢水液面升达开浇位后,连铸开机,钢水流入结晶器,结晶过程中采用三段式结晶,
初始阶段,即铸造整体时间的前15min,结晶器采用非正弦振动,振动工艺为:振幅±5mm,振动频率130min-1,修正率a为20.3%;
中间阶段,即初始阶段完成后至铸造结束的前30min,结晶器采用正弦振动配合电磁搅拌浇铸,振动工艺为:振幅±4.5mm,振动频率140min-1,电磁搅拌电流270A;
后期阶段,即中间阶段完成后至铸造结束,结晶器采用非正弦振动,振动工艺为:振幅±3.5mm,振动频率150min-1,修正率a为23.6%;
S43,铸坯拉出结晶器后进入下一工序;
S4连铸工序中,拉速0.15m/min;连铸温度为1535℃;
S5,缓冷时效:连铸出来的圆坯,于950℃迅速放入缓冷坑中,采用强缓-中缓-弱缓渐进式缓冷方式,其中,强缓冷时间为9h,采用缓冷盖密封形式,冷却速率为5℃/h;中缓冷时间为7h,采用缓冷盖半密封形式,冷却速率为20℃/h;弱缓冷时间为20h,缓冷盖全开,冷却速率为50℃/h,随后得到风电用钢连铸坯。
本实施例的制造方法获得的耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯。
连铸坯组分按质量百分比计:C:0.096%;Si:0.20%;Mn:1.0%;Cr:0.32%;V:0.52%;Nb:0.052%;Mo:0.42%;Al:0.035%;Ti:0.087%;Ni:0.97%;Cu:0.17%;N:0.018%;P:0.002%;S:0.002%;O:15ppm和余量的Fe。
如图2所示,本实施例获得的风电用钢连铸坯在晶界处形成0.1-5.5微米级别的(Nb,V,Ti)CN相,在晶界内弥散分布0.3-3.8纳米级别的富铜纳米相。
本实施例的耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯在极寒条件下的风电机组上的应用,极寒条件的温度为-80℃。
风电用钢连铸坯在-80℃下低温冲击功为241J;点蚀密度为53.9/mm-2,最大点蚀坑深度为1.8微米,平均点蚀坑深度为1.2微米。
对比例1
为商用42CrMo。
对比例2:只形成了(Nb,V,Ti)CN相。
本对比例与实施例1的区别仅在于:缓冷时效是待钢锭连续铸造出模后,于930℃堆放于缓冷坑中,立刻加盖缓冷,冷却速率4℃/h,利用缓冷来进行时效,待锭身冷至200℃以下出坑空冷至室温。
对比例3:只形成了富铜纳米相。
本对比例与实施例1的区别仅在于:S4中让钢水流入结晶器进行连续铸造,铸造温度为1520℃,连续浇注拉速为0.12m/min。
表1为低温冲击性能对比结果。
采用10mm×10mm×55mm 的横向V8冲击试样进行了从0 到-80℃的系列冲击试验(测试标准为:ASTM E23-12c),冲击结果如下表1。
表1 低温冲击性能对比结果
表2为耐生物腐蚀性能对比结果。
采用含有硫酸盐还原菌的土壤浸出液环境进行耐微生物腐蚀行为试验,常温下浸泡时间为20天。
最大点蚀坑深度、平均点蚀坑深度的测试:腐蚀后的样品取出后采用CLSM测量;
点蚀密度:采用单位面积内点蚀坑数量进行统计。
表2 耐生物腐蚀性能对比结果
应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个,在上面对本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说,如权利要求书所反映的那样,发明方面在于少于前面公开的实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
尽管根据有限数量的实施例描述了本发明,但是受益于上面的描述,本技术领域内的技术人员明白,在由此描述的本发明的范围内,可以设想其它实施例。此外,应当注意,本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的,而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此,在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围,对本发明所做的公开是说明性的,而非限制性的,本发明的范围由所附权利要求书限定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,电炉炼钢:电炉吹氧脱碳除磷处理,造渣后挡渣出钢,获得钢水;
S2,LF精炼:采用LF精炼炉对S1获得的钢水进行钢包吹氩搅拌精炼、脱氧、脱硫、去除夹杂;
S3,VD真空处理:采用VD炉进行去除气体;
S4,连铸:对S3处理后的钢水进行连铸形成连铸坯,其工艺包括三步:
S41,钢包转运至连铸机进行浇铸,钢水通过钢包水口进入中间包;
S42,钢水液面升达开浇位后,连铸开机,钢水流入结晶器,结晶过程中采用三段式结晶,
初始阶段,即铸造整体时间的前15min,结晶器采用非正弦振动,振动工艺为:振幅±4.5-5mm,振动频率120-130min-1,修正率a为19.6-20.3%;
中间阶段,即初始阶段完成后至铸造结束的前30min,结晶器采用正弦振动配合电磁搅拌浇铸,振动工艺为:振幅±4-4.5mm,振动频率130-140min-1,电磁搅拌电流260-270A;
后期阶段,即中间阶段完成后至铸造结束,结晶器采用非正弦振动,振动工艺为:振幅±3-3.5mm,振动频率140-150min-1,修正率a为22.1-23.6%;
S43,铸坯拉出结晶器后进入下一工序;
S5,缓冷时效:连铸出来的圆坯,于900-950℃迅速放入缓冷坑中,采用强缓-中缓-弱缓渐进式缓冷方式,其中,强缓冷时间为8-9h,采用缓冷盖密封形式,冷却速率为5-8℃/h;中缓冷时间为5-7h,采用缓冷盖半密封形式,冷却速率为20-30℃/h;弱缓冷时间为10-20h,缓冷盖全开,冷却速率为50-80℃/h,随后得到风电用钢连铸坯;
风电用钢连铸坯在晶界处形成0.1-5.5微米级别的ACN相,ACN相中的A为Nb、V和Ti;在晶界内弥散分布0.3-3.8纳米级别的富铜纳米相;
连铸坯组分按质量百分比计:C:0.085-0.096%;Si:0.18-0.20%;Mn:0.8-1.0%;Cr:0.28-0.32%;V:0.49-0.52%;Nb:0.036-0.052%;Mo:0.38-0.42%;Al:0.025-0.035%;Ti:0.059-0.087%;Ni:0.93-0.97%;Cu:0.11-0.17%;N:0.015-0.018%;P:≤0.007%;S:≤0.004%;O:≤20ppm和余量的Fe。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,S1电炉炼钢工序中,冶炼温度为1600-1680℃,冶炼时间以C、P含量达标为准,其中C:0.09-0.10wt%,P≤0.007wt%。
3.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,S2 LF精炼工序中,钢包精炼的白渣保持时间20-60min,精炼时间100-150min,氩气流量为80-250NL/min,控制O百分含量≤35ppm。
4.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,S2 LF精炼工序中,
精炼前期,即0-30min,补加25-50kg石灰进行调渣,氩气流量为230-250NL/min;
精炼中期,即30-80min,保持氩气强度130-180NL/min;
精炼后期,即80min至精炼结束,氩气强度80-100NL/min,避免钢水翻滚氧化。
5.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,S3 VD真空处理工序中,真空度55-95pa,真空保持时间15-20min,真空处理的温度为1630-1665℃,软吹氩气时间15-20min。
6.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,S4连铸工序中,拉速0.10-0.15m/min;连铸温度为1510-1535℃。
7.根据权利要求1~6任意一项所述的制造方法获得的耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯。
8.根据权利要求7所述的耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯在极寒条件下的风电上的应用,其特征在于,极寒条件的温度为-80℃。
9.根据权利要求7所述的耐蚀抗低温的风电用钢连铸坯,其特征在于, 风电用钢连铸坯在-80℃下低温冲击功为236-241J;点蚀密度为52.6-54.4/mm-2,最大点蚀坑深度为1.7-1.8微米,平均点蚀坑深度为1.1-1.2微米。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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