專利名稱：：風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)用鋼及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)用鋼及其生產(chǎn)方法，適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架鋼結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：隨著石油、煤炭等傳統(tǒng)能源價(jià)格的不斷上漲，在不斷持續(xù)的能源緊張中，開發(fā)利用新能源是全球面臨的一個艱巨任務(wù)。風(fēng)能、太陽能、潮汐能的開發(fā)可以有效緩解目前能源供應(yīng)困局，其中產(chǎn)業(yè)化條件最為成熟的首推風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)能，作為一種清潔、可再生能源日益受到人們的青睞，全球風(fēng)電發(fā)展覆蓋70多個國家，裝機(jī)容量每年增長超過30%。2020年全球的風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到12.31億千瓦，是2002年世界風(fēng)電裝機(jī)容量的38.4倍，年安裝量達(dá)到1.5億千瓦，風(fēng)力發(fā)電量將占全球發(fā)電總量的12%。風(fēng)電需求的快速增長及其進(jìn)一步增長前景帶動了風(fēng)力發(fā)電設(shè)備行業(yè)的壯大，也帶動了風(fēng)力電塔用鋼的發(fā)展。目前國內(nèi)主要采用Q235、Q345D、S355K2G3和S355J2G3等鋼板制作風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架鋼結(jié)構(gòu)。周蘭聚、徐洪慶、李洪春在"電站風(fēng)塔低溫用鋼板的研制"(《煉鋼》，2001年4月，第17巻，第2期)中介紹了S355K2G3、S355J2G3和Q345D鋼板的研制，主要根據(jù)EN10025和GB/T1591-94兩個標(biāo)準(zhǔn)，采取添加0.02-0.06%的微合金元素V提高鋼板的強(qiáng)韌性。S355K2G3鋼板的-30。C縱向沖擊功》27J，Q345D鋼板的-20r縱向沖擊功》34J。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)用鋼，該鋼在C-Mn鋼基礎(chǔ)上添加Nb微合金元素，采用控軋控冷技術(shù)，通過發(fā)揮微合金元素細(xì)化晶粒的作用，即可生產(chǎn)出具有優(yōu)良低溫沖擊韌性，-4(TCAkv值不低于54J的鐵素體+珠光體鋼板。本發(fā)明的目的可以通過如下措施來實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)用鋼的化學(xué)成分按重量百分比為C:0.12-0.17%、Si:0.200.55%、Mn:1.101,60%、P:《0.020%、S:《0.015%、Alt(全鋁):0.0150.050%、Nb:《0.050%,余量為Fe及不可避免的夾雜。風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)用鋼的組織為鐵素體+珠光體。生產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)用鋼的生產(chǎn)方法，包括冶煉、軋制，采用以下步驟(1)采用傳統(tǒng)的冶煉連鑄工藝，無需RH或VD真空處理，控制鑄坯P《0.020%、S《0.015%、《30ppm、[N]《60ppm;(2)采用兩階段控制軋制，奧氏體再結(jié)晶區(qū)開軋溫度為》102(TC，加大道次壓下量；奧氏體未再結(jié)晶區(qū)開軋溫度《95(TC，軋制總壓下率》60%，終軋溫度控制在790850°C;(3)終冷溫度控制在65070(TC范圍之間，冷卻速度控制在310°C/s，無需采用熱處理工藝，控冷后鋼板空冷至室溫。目前國內(nèi)外主要普遍采用添加V等微合金元素，通過RH或VD等精煉工藝、熱處理等手段來生產(chǎn)優(yōu)良低溫沖擊韌性風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架鋼結(jié)構(gòu)用鋼。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明堅(jiān)持低成本的生產(chǎn)路線，無需RH或VD等精煉工藝和熱處理工藝，僅在C-Mn鋼基礎(chǔ)添加Nb,成本比國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省200元左右，不但降低成本，而且節(jié)約資源。2、本發(fā)明中微合金元素恥含量《0.050%。Nb是本發(fā)明中重要的細(xì)化晶粒的元素，Nb與C和N結(jié)合形成Nb(C，N)化合物來影響鋼的組織和性能。Nb的碳氮化物由于具有較高的固溶溫度，可以抑制鋼坯加熱過程中奧氏體晶粒粗化，從而細(xì)化奧氏體晶粒。其次，Nb元素可以提高奧氏體再結(jié)晶溫度，擴(kuò)大奧氏體未再結(jié)晶區(qū)，增加奧氏體每單位體積的晶粒界面積和變形帶面積，達(dá)到細(xì)化鐵素體晶粒的目的。3、本發(fā)明無需軋后熱處理的條件下，通過控制軋制控制冷卻工藝，減少生產(chǎn)工藝，降低成本。主要是Nb元素可以提高奧氏體再結(jié)晶溫度，擴(kuò)大奧氏體未再結(jié)晶區(qū)，控制奧氏體未再結(jié)晶區(qū)的開軋溫度和加大累積壓下量，增加奧氏體每單位體積的晶粒界面積和變形帶面積。適當(dāng)提高冷卻速度使相變核增加，相變后的晶粒成長受到抑制，鐵素體晶粒得到細(xì)化。具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明表1列出了本發(fā)明用于生產(chǎn)具有優(yōu)良低溫沖擊韌性風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架鋼結(jié)構(gòu)用鋼的化學(xué)成分。生產(chǎn)方法如下在某鋼廠采用低S鐵水或鐵水脫硫、210t轉(zhuǎn)爐冶煉、LF爐精煉，處理后使鋼中的化學(xué)成分如表l所示，余量為Fe及不可避免的夾雜。再將表1要求的鋼水澆鑄成220250mmX16001800咖斷面的板坯，送至中厚板廠。表l鋼的化學(xué)成分，wt%<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>采用控制軋制控制冷卻的中厚板生產(chǎn)方式，軋制后無需釆用熱處理。控軋控冷主要是分規(guī)格嚴(yán)細(xì)控軋控冷工藝參數(shù)，包括(l)奧氏體再結(jié)晶區(qū)開軋溫度為不小于1020°C，加大道次壓下量實(shí)現(xiàn)奧氏體再結(jié)晶細(xì)化；(2)奧氏體未再結(jié)晶區(qū)開軋溫度小于950°C，軋制總壓下率》60%，實(shí)現(xiàn)未再結(jié)晶細(xì)化，終軋溫度控制在790850。C。(3)采用層流冷卻模式進(jìn)行冷卻，終冷溫度在650700。C。(4)冷卻后鋼板空冷至室溫。本發(fā)明的具有優(yōu)良低溫沖擊韌性風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架鋼結(jié)構(gòu)用鋼的生產(chǎn)工藝參數(shù)和試驗(yàn)結(jié)果列于表2。從中可以看出鋼板的屈服強(qiáng)度大于355Mpa，抗拉強(qiáng)度大于470Mpa，延伸率大于22%，-40°CAkv值大于80J。表2工藝控制和試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>雖然描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在所述權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出各種變形或修改。權(quán)利要求1、一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)用鋼，其特征在于化學(xué)成分按重量百分比為C0.12-0.17％、Si0.20～0.55％、Mn1.10～1.60％、P≤0.020％、S≤0.015％、Alt0.015～0.050％、Nb≤0.050％，余量為Fe及不可避免的夾雜。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架鋼結(jié)構(gòu)用鋼，其特征在于所述鋼的組織為鐵素體+珠光體。3、一種生產(chǎn)如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)用鋼的生產(chǎn)方法，包括冶煉、軋制，其特征在于采用以下步驟(1)采用LF爐精煉、連鑄工藝，控制鑄坯的P《0.020%、S《0.015%、《30ppm、[N]《60ppm;(2)采用兩階段控制軋制，奧氏體再結(jié)晶區(qū)開軋溫度為》102(TC，奧氏體未再結(jié)晶區(qū)開軋溫度《95(TC，軋制總壓下率》60%，終軋溫度嚴(yán)格控制在790850°C;(3)采用控制冷卻，鋼板終冷溫度控制在65070(TC范圍之間，冷卻速度為310。C/s，然后空冷至室溫。全文摘要本發(fā)明公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)用鋼及其生產(chǎn)方法，該鋼的化學(xué)成分按重量百分比為C0.12-0.17％、Si0.20～0.55％、Mn1.10～1.60％、P≤0.020％、S≤0.015％、Alt0.015～0.050％、Nb≤0.050％，余量為Fe及不可避免的夾雜。電塔鋼結(jié)構(gòu)用鋼無需采用RH/VD真空處理，軋后不需熱處理，具有優(yōu)良的低溫沖擊韌性，-40℃(V型缺口)夏比沖擊功≥54J，厚度規(guī)格10～40mm中厚鋼板，適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架鋼結(jié)構(gòu)。文檔編號B21B37/16GK101407888SQ20081010593公開日2009年4月15日申請日期2008年5月6日優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日發(fā)明者侯園虹,劉春明,姜中行,張?zhí)K淵,莉徐,李春智,衣鵬飛申請人:首鋼總公司