[发明专利]一种大型风力发电机组机架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，具体涉及一种大型风力发电机组机架用钢板及其生产方法。

背景技术

风能是一种洁净、储量极为丰富的可再生能源，受化石能源日趋枯竭、能源供应安全和保护环境等的驱动，自20世纪70年代中期以来，世界主要发达国家和一些发展中国家都特别重视风能的开发利用。风能将是21世纪最有发展前景的绿色能源，是人类社会可持续发展的主要新动力源。目前，我国风电产业技术也已经比较成熟，加上政府的大力支持，风力发电进入了一个快速发展的阶段，风力发电主要分布在沿海、高山、高原等风能充足的地方，但是由于风速风向的十分不稳定，因此使发电机组必须固定在机组架上，这就对发电机组机架所用钢板使用性能提出了较高要求，要求发电机组的机架必须有良好的韧性、强度、焊接性等性能。为了满足大型风力发电机组机架用钢板的工艺性能，设计了一种风力发电机组机架用钢，通过对炼钢、连铸、轧制控制，得到一种内部组织均匀，焊接性能优良，强韧性匹配好的风电机组机架用钢板。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大型风力发电机组机架用钢板；本发明还提供了一种大型风力发电机组机架用钢板的生产方法。本发明的交货状态为控轧，通过采用合理的化学成分设计，以及炼钢、连铸、轧制、轧后强冷工艺得到具有良好的内部组织均匀性，强韧性良好，焊接性能优良的发电机组机架用钢板，可应用于沿海、高山、高原等各种地方的风力发电设备上。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大型风力发电机组机架用钢板，所述钢板的化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.12～0.15%，Si：0.25～0.45%，Mn：1.20～1.40%，P≤0.020%，S≤0.005%，Nb：0.025～0.045%，V：0.025～0.040%，Al：0.020～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。

本发明所述钢板厚度规格为50～80mm，钢板组织为铁素体和珠光体。

本发明所述钢板屈服强度≥350MPa，抗拉强度470-630MPa，V型纵向-40℃冲击功≥30J。

本发明还提供了一种大型风力发电机组机架用钢板的生产方法，所述生产方法包括炼钢、连铸、轧制工序；所述轧制工序，采用Ⅱ型控轧轧制和高冷速高返红工艺。

本发明所述炼钢工序，经过转炉初炼的钢水送入LF精炼炉精炼，在LF精炼过程中，全程吹氩搅拌，总精炼时间≥35min，白渣保持时间≥20min。

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，要求真空度≤66.7Pa，高真空度保持时间≥15min，真空破坏后软吹8-10min，使夹杂物能够充分上浮，同时喂入0.050-0.080kg/t钢水的钙线进行钙处理，使夹杂物能够球化上浮。

本发明所述连铸工序，采用大断面连铸机浇铸成铸坯，在浇铸过程中塞棒、水口等部位要求保护浇铸，防止钢水二次氧化，结晶器液面波动自动控制波动范围±3mm，中间包过热度控制在15-30℃，凝固末端采用强冷技术，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，铸坯温度T≤600℃时，加热速度≤300℃/h；铸坯温度600℃＜T≤1200℃时，加热速度≤400℃/h；最高加热温度1280℃，均热段温度1220-1260℃，总加热系数≥10min/cm。

本发明所述轧制工序，采用Ⅱ型控轧轧制工艺，Ⅰ阶段开轧温度1060-1160℃，开轧时采用大压下轧制，晾钢厚度为成品钢板厚度加50mm；Ⅱ阶段开轧温度850-870℃，终轧温度800-840℃。

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620-660℃。

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碱度控制，VD过程中通过真空度、真空保持时间、钙处理和软吹工艺的控制，连铸过程中采用大断面、保护浇铸及凝固末端强冷技术，浇铸成大断面高内部质量的连铸坯，轧制时采用Ⅱ型控轧轧制工艺，加上快冷高返红技术，得到厚度规格为50-80mm大型风力发电机组机架用钢板。

其中，各化学成分及含量在本发明中的作用是：

C：0.12～0.15%，碳对钢板的各种性能都有影响，特别是钢板的强度、韧性、焊接性能。碳含量过低会使钢的强度低，也会增大冶炼难度，碳含量过高，使钢的韧性塑性降低，焊接性能也大幅度降低。