[发明专利]一种高压绝缘子钢脚用合金钢及其生产工艺与用途

说明书

本发明公开了一种高压绝缘子钢脚用合金钢及其生产工艺与用途，该材料的化学成分按重量百分比计算为，C 0.45‑0.47％，Si 0.20‑0.40％，Mn 0.70‑1.00％，Cr 0.30‑0.50％，Cu、Ni≤0.20％，AL 0.020‑0.050％，Ti 0.10‑0.20％，S、P≤0.015％，余量为Fe。生产工艺为：转炉冶炼+LF精炼+连铸+连轧，得到低成本高压绝缘子钢脚用合金钢。该生产工艺能保证钢材在热轧状态下最大抗拉力公差稳定控制在±10KN，用户锻造成高压绝缘子钢脚无需进行调质处理，节约用户调质成本。该钢种可广泛用于各种高压及特高压输电网中的绝缘子钢脚。

技术领域

本发明涉及一种钢铁行业中的合金结构钢领域，特别是一种低成本高压绝缘子钢脚用合金钢及其生产工艺与用途。

背景技术

随着工业化的发展，对能源的需求，国家对高压及特高压电网的加大建设，悬式绝缘子作为输电设备的关键部件，需求量日益扩大，绝缘子在电力系统中应用很广，因此绝缘件中的金属附件—钢脚材料的性能及成本越发重要。绝缘子钢脚为高压输电设备中关键部位零件，高压输电设备中绝缘子按照机电破坏负荷有一定的等级要求，绝缘子中瓷瓶部分(不导电)强度有一定的数值范围要求，因此需要钢脚与瓷瓶的强度相配合，以确定输电的安全，如果钢脚强度大，超过瓷瓶的强度，会导致瓷瓶已经断裂而钢脚未断裂，发生钢脚导电及触电严重事故，如果钢脚强度太低，会导致高压线脱离输电塔，发生输电线下坠事故，也会导致触电严重事故。因此，国家标准GB/T1001.1及JB/T9677等标准中对绝缘子及钢脚等材料强度要求苛刻，尤其是要求非常窄的强度范围(最大抗拉力±20KN)，并且要求长期稳定。所有要求制造绝缘子钢脚材料力学性能(最大抗拉力)控制在很窄范围内，稳定良好、易于加工，并且具有较高的经济性。

在现有技术中，多采用45Mn2钢种做钢脚材料之一，45Mn2钢种属于中碳高锰钢，不仅成本高，而且钢水在连铸成型时裂纹敏感性较强，会出现连铸坯发生纵裂纹，导致轧材批量报废，尤其是头炉连铸坯纵裂纹几率增大，并且高Mn元素的钢，钢在轧制及锻造加热过程中会导致晶粒粗大，导致材料最大抗拉力范围大(其公差波动范围在±15KN)，轧材锻造成钢脚易出现脆断，导致钢脚性能不稳定的问题。因此，需要一种新钢种材料，不仅能满足钢脚强度的要求，还能制造绝缘子钢脚材料力学性能的波动范围控制在非常窄的强度范围，从而有利于和瓷件配合使用，确定输电的安全。

本发明钢种及生产工艺，不同于加V、Nb的非调钢，无需在钢中加入贵重的V、Nb元素，钢材热轧状态的力学性能均能达到理想的效果，钢的生产成本大幅降低，仅在钢中加入微量的Ti元素改善钢的表面质量、加入适量的Cr元素保证力学性能。并且加V、Nb等贵重合金元素的非调钢力学性能难以达到本发明的效果。

本发明主要通过钢种各元素的精确配比、冶炼及轧制工艺的运用，使钢的力学性能达到预期的效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中，绝缘子钢脚材料的力学性能稳定性控制难、成本很高，工序复杂。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了低成本高压绝缘子钢脚用合金钢，该合金钢构成元素为：C、Si、Mn、Cr、Cu、Ni、Ti、AL、S、P与Fe，上述化学成分按重量百分比计为：

C 0.45-0.47％,

Si 0.20-0.40％,

Mn 0.70-1.00％,

Cr 0.30-0.50％，

Cu≤0.20％，

Ni≤0.20％，

AL 0.020-0.050％，

Ti 0.10-0.20％，