[发明专利]一种厚度为50mm的高韧性抗层撕裂Z向钢生产方法

说明书

本发明公开了一种厚度为50mm的高韧性抗层撕裂Z向钢生产方法，包括炼钢成分工艺参数的设计和轧钢工艺参数的设计两部分，具体如下：1）炼钢成分工艺参数的设计：厚规格风电钢Z向抗层状撕裂钢的成分wt.%：C 0.14、Si 0.36、Mn 1.30、P 0.014、S 0.007、V 0.016、Nb 0.018、Als 0.033、Ti 0.022、Ca 0.002；2）轧钢工艺参数的设计；用该方法生产50mm厚的风电钢板，不仅产品性能好，而且大大减低了生产成本。

技术领域

本发明涉及一种厚度为50mm的高韧性抗层撕裂Z向钢生产方法。

背景技术

钢板在轧制过程中，随着板厚的增加，厚度方向压缩比相对减小，钢板在三个方向的机械性能是有差别的：沿轧制方向性能最好；垂直于轧制方向的性能稍差：沿厚度方向性能则又次之。用一般质量的钢轧制的钢材，尤其是厚钢板，局部性的分层现象往往难以避免。分层主要来源于钢中的硫、磷偏析和非金属夹杂等缺陷，这些缺陷将影响钢的力学性能。中厚板厚度方向性能需要满足《GB/T 5313-2010厚度方向性能钢板》国家标准要求，钢板在轧制长度方向与宽度分别为X，Y向，厚度方向为Z向。随着结构钢技术要求不断提升，对钢板厚度方向性能也有要求，钢板厚度越厚，对厚度方向性能要求越严格，对钢板沿厚度方向的抗层状撕裂性能越高，由此对钢中的硫含量、氢、氧、氮含量的要求越严格。在焊接过程中经常形成T型接头，焊接时, 钢板承受比较大的Z向拉伸应力的作用，如果钢板抗层状撕裂的性能不好, 就有可能在这些部位产生层状撕裂, 造成严重事故。随着风电行业建立发电塔筒级别增大，对风电钢板的厚度也提出了新的要求，塔基的厚度增大，提出对50mm厚规格高韧性抗层状撕裂钢板需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种厚度为50mm的高韧性抗层撕裂Z向钢生产方法，用其生产50mm厚的风电钢板，产品性能有保证。

实现上述目的的一种厚度为50mm的高韧性抗层撕裂Z向钢生产方法，包括炼钢成分工艺参数的设计和轧钢工艺参数的设计两部分，具体如下：1）炼钢成分工艺参数的设计：厚规格风电钢Z向抗层状撕裂钢的成分wt.%：C 0.14、Si 0.36、Mn 1.30、P 0.014、S 0.007、V 0.016、Nb 0.018、Als 0.033、Ti 0.022、Ca 0.002；2）轧钢工艺参数的设计：

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影响钢材性能的因素有：化学成分、熔炼与浇铸、轧制以及热处理等，而以化学成分为主。层状撕裂的主要原因在于夹杂物的分布和应力状态，而氢（H）是促使启裂和诱发的因素。钢中的H主要是废钢表面的铁锈和泥砂、脱氧剂等造渣材料面表吸附的水分和化合水、钢包和中间包中的气体，在冶炼和连铸过程中进入钢液。当含氢较少时，对层状撕裂的影响不大。但当H 含量较多时，就会聚集在夹杂物的间隙处，使该部启裂并扩展，从而使夹杂物与基体金属脱开。当焊缝中H含量偏高时，首先形成冷裂缝。它可以作为层状撕裂的发源地，这时层状撕裂与冷裂缝相伴而生，H 对层状撕裂起到了诱发作用。硫、磷含量直接影响钢板厚度方向的性能。硫、磷是钢材中的主要杂质，硫能产生易于熔化的硫化锰，当热加工或焊接的温度达到800℃～1200℃时，可能出现热裂纹，硫化锰又能形成夹杂物，不仅促使钢材起层，还会引起应力集中，降低钢材的塑性和冲击韧性。磷是以固溶体的形式溶解于铁素体中，这种固溶体很脆，加之磷的偏析比硫更严重，形成的富磷区促使钢变脆，降低钢的塑性、韧性及可焊性。因此风电钢Z向性能的控制，对成分中硫、磷含量的控制是关键。