[发明专利]一种大单重特厚海上风电用钢及其生产方法

说明书

本发明提供了一种大单重特厚海上风电用钢，属于钢铁材料技术领域，所述海上风电用钢的化学成分按照质量分数为：C：0.045～0.075％、Si：0.20～0.30％、Mn：1.30～1.60％、P≤0.010％、S≤0.003％、Cr≤0.20％、Nb：0.025～0.035％、Ti：0.01～0.02％，其余为Fe和不可避免杂质。钢板在满足大单重和特厚规格的同时，具备优异的焊接性能。本发明还提供了一种大单重特厚海上风电用钢的生产方法。

技术领域

本发明属于钢铁材料技术领域，涉及一种大单重特厚海上风电用钢及其生产方法。

背景技术

海上风电作为可再生能源开发利用的重要方向之一，已成为全球风电发展的研究热点，海风具有稳定性好和发电功率大的优点，目前在世界范围内飞速发展。随着海上风电向装机容量的大型化以及安装的远海化的方向发展，作为大型风力发电机组支撑的钢制塔筒，一方面承受机组的重量，同时要吸收机组震动的能量，因此对于整个发电机组起到重要的作用，也因此对海上风电用钢提出了大厚度、高韧性、易焊接等性能要求。而且为了减少制造过程中的焊缝，要求钢板长度大于15m，加之钢板厚度通常设计为60～100mm，钢板的单重多数在20吨以上，因此当前的海上风电用钢需求表现为大单重、特厚的特点。

受制于钢坯的压缩比，传统生产大单重、特厚钢板的工艺包括两种，即模铸钢锭的工艺和复合坯工艺。典型的专利如舞阳钢铁公司发明专利《一种大厚度、大单重低合金高强度结构钢的生产方法》，该方法采用模铸电渣重熔工艺生产模铸坯，后经加热、轧制、扩氢处理、热处理等工艺来生产适用于水电、风电和大型建筑结构用钢的大单重特厚钢板；如济南钢铁公司发明专利《一种离岸风电塔筒用大单重厚钢板制造工艺方法》，该方法采用气体保护焊。埋弧焊和真空电子束焊组合焊接成大厚度连铸坯料，后经加热、轧制及热处理等工艺生产离岸风电塔筒用大单重厚钢板。上述工艺采用模铸和复合坯作为坯料来增加钢板的压缩比，但与连铸坯直接生产相比，具有工序周期长，成本高的缺点。

同时，随着TMCP工艺技术的发展，其采用两阶段控轧工艺和轧后控制冷却的工艺，产生的细晶强化和相变强化效果保证了钢板具有较好的强韧性匹配，与传统的依赖合金固溶强化的正火交货状态相比，其工序流程短且合金元素含量低，极大地改善了钢板的焊接性。鉴于TMCP工艺技术的成熟以及良好的用户使用性能，目前在海上风电领域的已经有TMCP作为交货状态的先例。而目前以秦皇岛首秦金属材料有限公司发明专利《一种超低温韧性优异的海上风电用宽厚钢板的制造方法》和鞍钢股份有限公司发明专利《一种厚规格海工钢及生产方法》，两个代表性的采用技术采用连铸坯生产，钢板均采用正火的热处理工艺，且涉及钢板的最大厚度为130mm。

综上，为解决模铸及复合坯生产大单重特厚海上风电用钢成材率低和生产周期长，以及轧后正火热处理焊接性差成本高的问题，需开发一种利用连铸+TMCP工艺生产大单重特厚易焊接海上风电用钢的方法。

发明内容

为了解决正火热处理钢板焊接性差的技术问题，本发明提供了一种大单重特厚海上风电用钢，钢板在满足大单重和特厚规格的同时，具备优异的焊接性能。

本发明还提供了一种大单重特厚海上风电用钢的生产方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种大单重特厚海上风电用钢，所述海上风电用钢的化学成分按照质量分数为：

C：0.045～0.075％、Si：0.20～0.30％、Mn：1.30～1.60％、P≤0.010％、S≤0.003％、Cr≤0.20％、Nb：0.025～0.035％、Ti：0.01～0.02％，其余为Fe和不可避免杂质。

进一步的，所述海上风电用钢通过连铸工艺生产，且连铸坯厚度为300～400mm，成品厚度为60～150mm，成品最大单重为28t，当成品厚度≥100mm时，所述海上风电用钢的化学成分还包括Ni≤0.10％。

一种大单重特厚海上风电用钢的生产方法，包括：