[发明专利]一种低成本低碳当量风电塔筒用钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种低成本低碳当量风电塔筒用钢板及其生产方法。

背景技术

风能是一种清洁、安全、低碳环保的可再生能源，利用风能发电对环境无污染，生态无破坏，环保效益和生态效益良好，对于环保要求越来越严的今天，风能的发展对于人类社会可持续发展具有重要意义。目前，国内风电产业技术逐步成熟，风电塔筒广泛应用在沿海、高山、平原等各个风能充足的地方，但是由于地质、环境的限制，以及四季的交替变化，导致风电塔筒的使用环境较为恶劣，因此要求风电塔筒所用钢板，要有较高的使用性能，风电塔筒绝大数都是采用分节连接，每节都是利用钢板焊接卷制成筒装，然后将每个筒节焊接在一起，由于风电塔筒的使用环境决定了所有焊接处都不能存在缺陷，要求钢板必须有良好的焊接性能。每个风电塔筒需要将近上百吨钢板，为了降低生产成本，同时又保证钢板的良好焊接性能以及其它工艺性能，因此设计了一种低成本低碳当量风电塔筒用钢板，通过对炼钢、连铸、轧制工序控制，得到一种生产成本低，内部组织均匀，焊接性能优良，性能稳定的低成本低碳当量风电塔筒用钢板。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低成本低碳当量风电塔筒用钢板；本发明还提供一种低成本低碳当量风电塔筒用钢板的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种低成本低碳当量风电塔筒用钢板，所述钢板化学成分组成及质量百分含量为：C：0.05～0.09%，Si：0.30～0.50%，Mn：1.00～1.50%，P≤0.015%，S≤0.005%，Nb：0.025～0.040%，Al：0.020～0.050%，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明所述钢板厚度为18-40mm。

本发明所述钢板碳当量低，焊接性能优良，强韧性匹配良好，屈服强度≥350MPa，抗拉强度470-630MPa，V型纵向-40℃冲击功≥35J。

本发明还提供了一种低成本低碳当量风电塔筒用钢板的生产方法，所述方法包括炼钢、连铸、轧制工序；所述炼钢工序，LF炉精炼完毕后，将钢水送入VD炉进行真空脱气处理。

本发明所述炼钢工序，经过转炉冶炼的钢水送入LF精炼炉精炼，在LF精炼过程中，确保白渣保持时间≥25min。

本发明所述炼钢工序，LF炉精炼完毕后，将钢水送入VD炉进行真空脱气处理，要求高真空度≤66.7Pa，高真空保持时间≥15min，真空破坏后软吹8-10min，使夹杂物能够充分上浮，同时喂入1.5-2.0m/t钢水的钙线进行钙处理，促使夹杂物上浮。

本发明所述连铸工序，动态轻压下的压下率0.6-0.8mm/m，压下量8-10mm，凝固末端电磁搅拌电流400-420A，电磁搅拌频率5HZ，二冷区的比水量按0.8-0.9L/Kg控制，浇铸成高内部质量的连铸坯。

本发明所述轧制工序，连铸坯在连续炉加热，炉温<600℃时，加热速度≤4℃/min；炉温在600-1200℃时，加热速度≤6℃/min；最高加热温度1240-1280℃，均热段温度1230-1240℃，总加热时间≥10min/mm。

本发明所述轧制工序，采用Ⅱ型控轧轧制工艺，Ⅰ阶段大压下轧制，晾钢厚度为H+70mm，Ⅱ阶段开轧温度840-860℃，终轧温度810-830℃，所述H为钢板毫米厚度。

本发明所述轧制工序，采用高冷速高返红工艺，钢板轧制后快速冷却，返红温度为500-550℃。

本发明设计思路：

本发明通过合理的化学成分设计，在炼钢过程中通过精炼白渣控制，VD过程中通过钙处理和合理的软吹工艺，连铸过程中通过动态轻压下和电磁搅拌，轧制时采用Ⅱ型控轧轧制工艺，加上快冷高返红工艺，生产得到的连铸坯成材规格18-40mm。本发明的交货状态为控轧，采用本发明的化学成分设计，炼钢、连铸、轧制、轧后强冷工艺生得到的低成本低碳当量的风电塔筒用钢板，具有良好的内部组织均匀性和良好的冲击韧性，可以应用于各种地方的风电塔筒上。

其中，各化学成分及含量在本发明中的作用是：

C：0.05～0.09%，碳对钢的各种性能都有明显的影响，特别是钢的强度、冲击韧性、焊接性能。碳含量过低会使钢的硬度低，强度低，也会增大冶炼控制难度，碳含量过高，使钢的冲击韧性降低，特别是焊接性能大幅度降低。

Si：0.30～0.50%，是炼钢过程中主要的还原剂和脱氧剂，在镇静钢中都含有一定量的硅，硅能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度，但是Si含量超过0.5%时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能。