[发明专利]一种风电用钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢材料技术领域，尤其涉及一种风电用钢及其生产方法。

背景技术

风能是一种可再生、无污染的绿色清洁能源，并且储量丰富。地球上约有2％的太阳能转化成风能。我国有丰富的风能资源，风能总储量在32.26亿千瓦，实际陆上可开发风能总量约为2.5亿千瓦，位居世界首位。随着雾霾天气的日益频发，政府日益重视环保，以风电为代表的清洁能源，发展空间巨大。

风力发电的主要设备有机舱、转子叶片、轴心、低速轴、齿轮箱、发电机、偏航装置、电子控制装置以及塔架(塔筒)组成。其中塔架是风电塔用钢最多的部分。风电设备大多安装在隔壁荒漠，直接暴露在大自然的风吹、日晒、雨淋中，工作环境十分恶劣，具体表现为：昼夜、冬夏温差大，在低温下还要受各种复杂的载荷，包括交变载荷，大气腐蚀等。其设备不仅要承受风机叶轮捕捉到变化多端的风力产生的载荷还要承受不同部位温度变化造成的应力和设备本身的重量及风力直接作用在设备上所产生的载荷。因此对其各个部分的制造材料性能都提出了很高的要求。

现有技术中有关于低温性能优异的风电钢有许多报道，经检索：

公开号为CN102899569A的文献，公开了一种超低温韧性优异的海上风电用宽厚钢板制造方法，发明中所述钢板采用的是控轧控冷+正火工艺，生产出了屈服强度在355～410MPa，抗拉强度在470～550MPa，延伸率在26～36％，屈强比在0.73～0.76，-60℃冲击功值为100～240J的钢板。钢板强度性能较较低，且进行正火热处理增加了能耗和成本，延长了生产方法周期。

公开为CN102719739A的文献，公开了一种风电塔低温用钢板及其生产方法。该发明钢通过控制轧制后堆垛缓冷，生产出了强度不低于390MPa、抗拉不低于520MPa，延伸率在22～33％，屈强比低于0.78的钢板。钢板的力学性能优异，但延伸效果相对较差，抗震性能仍有较大的优化空间，且该发明钢-40℃冲击功值最高172J，-50℃冲击功值不足100J，低温韧性较差。

公开号为CN101906579A的文献，公开了一种耐低温、高焊接性能、高强度的风电法兰用钢，该发明钢进行正火热处理后，屈服强度在325～360MPa，抗拉强度为500～570MPa，延伸率在28～39％，屈强比低于0.7，-50℃冲击功值在110～180J的钢板。该发明钢屈强比虽然低，但由于强度偏低，实施例中最高屈服强度为335MPa，控制难度较低，且低温性能一般，且还需正火热处理才能得到上述性能，加大了能耗，增加生产成本。

以上专利文献公开的风电塔筒用钢，强度值偏低、低温性能表现一般，仍有较大优化空间。

发明内容

本申请提供一种风电用钢及其生产方法，改善了现有技术中的风电用钢强度值偏低、低温性能表现一般的技术问题，达到高强度、低屈强比、低温韧性优异的技术效果。

本申请提供一种风电用钢，所述风电用钢的屈服强度≥420MPa，抗拉强度：600～680MPa，延伸率A≥30％，-40℃冲击功值大于等于230J，-60℃冲击功值大于等于200J，屈强比≤0.70，所述风电用钢质量百分比包括：

C：0.085～0.16％，Si：0.21～0.40％，Mn：1.25～1.60％，P：≤0.015％，S：≤0.010％，Ti：0.008～0.015％，Als：0.018～0.05％，Ni：0.05～0.15％，Be：0.010～0.10％，其余为Fe及不可避免的杂质，其中，Be/Ni＝0.07～2.0。

优选地，所述Be/Ni＝0.13～1.35。

优选地，所述P≤0.010％。

优选地，所述风电用钢的金相组织为铁素体+珠光体。

本申请还提供一种风电用钢的生产方法，用于生产所述的风电用钢，其特征在于，所述方法包括：

冶炼并浇铸成铸坯；

对所述铸坯加热并保温，其中，对所述铸坯加热时的均热温度在1200℃～1260℃，均热时间不少于40min，加热温度不超过1280℃，加热速率不低于9min/cm；

粗轧，并采用高压水除磷，其中，并控制粗轧的结束温度为1000℃～1050℃；

精轧，并控制精轧的结束温度为800℃～900℃，累计压下率不低于75％；

层流冷却，轧后返红温度控制在620℃～750℃；

自然冷却到室温，获得所述风电用钢。

优选地，在粗轧时的前三道次压下量不低于25mm。