專利名稱：一種高強度、耐低溫沖擊、耐候性的風電回轉(zhuǎn)支承用鋼及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵行業(yè)中的合金結(jié)構(gòu)鋼，具體涉及高強度、耐低溫沖擊、耐候性的風 電回轉(zhuǎn)支承用42CrMo4鋼設計及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
由于風電機組大多位于國內(nèi)北方地區(qū)和沿海地區(qū)，風電回轉(zhuǎn)支承軸承一般安裝在 一百多米高的風力發(fā)電機上，長期受到巨大的風力作用，而且要在零下幾十度的環(huán)境溫度 下工作。風力發(fā)電機開始偏轉(zhuǎn)時，偏航加速度將產(chǎn)生沖擊力矩。偏航轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)生的加速 度也越大，由于轉(zhuǎn)動慣量非常大，這樣使本來就很大的沖擊力矩成倍增加。除沖擊力矩外， 風力發(fā)電機如果在運動過程中偏轉(zhuǎn)，偏航回轉(zhuǎn)支承還將承受相當大的陀螺力矩，容易造成 偏航支承的工作疲勞失效。另外，由于風力發(fā)電機在野外高空環(huán)境中工作，回轉(zhuǎn)支承工作在 風沙、雨水、鹽霧、潮濕等環(huán)境下，給其安裝、潤滑及維修都帶來不便。為此不僅要求支承具 有足夠的強度和承載能力，還要求其運行平穩(wěn)、安全可靠、壽命長(一般要求20年)、潤滑、 防腐及密封性能良好。我國JB/T10705-2007標準中，對偏航、變槳風電回轉(zhuǎn)支承套圈材料低溫沖擊功， 在-30°C條件下規(guī)定Akv不小于27j。在上述風力發(fā)電機軸承的專用標準中，規(guī)定了 偏 航、變槳回轉(zhuǎn)支承套圈材料采用42CrMo，其性能應符合GB/T3077-1999的規(guī)定，也可采用 滿足性能要求的其他材料。而國內(nèi)外風電制造廠家要求材料滿足在-40°C下其沖擊功 Akv ^ 27J0美國鐵姆肯、德國蒂森克虜伯具備該鋼種的生產(chǎn)能力，但是由于技術(shù)保密難以 得到準確的化學成分及生產(chǎn)工藝。國內(nèi)專利申請?zhí)?00810045394. 7，公開了 “耐低溫沖擊 的風電變漿、偏航軸承套圈用42CrMoVNb鋼”，這種鋼雖能解決在低溫下的沖擊功問題，但由 于合金成分設計中含有鎳、釩、鈮等貴重金屬，不僅大大增加了鋼的成本，而且合金元素的 提高還增加了鋼材冶煉難度，更為連鑄坯內(nèi)在質(zhì)量的控制增加了較大難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高強度、耐低溫沖擊、耐候性的風電回轉(zhuǎn)支 承用鋼，同時提供這種鋼的生產(chǎn)工藝，不僅解決了 GB/T3077中42CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼不能滿 足-40°C下Akv ^ 27j的難題，而且與現(xiàn)有技術(shù)相比具有成本低、鋼的強度高、塑性好、耐候 性能、以及低溫沖擊性能好。國內(nèi)目前用于高強度、耐低溫沖擊、耐候性的風電回轉(zhuǎn)支承用42CrMoVNb鋼(專 利號=200810045394. 7)以及GB/T3077標準成分，與本發(fā)明的鋼種對比情況如下。(重量 比％ )
權(quán)利要求
一種高強度、耐低溫沖擊、耐候性的風電回轉(zhuǎn)支承用鋼，其特征在于化學成分wt％為C0.41 0.44％，Si0.17 0.37％，Mn0.60 0.80％，Cr0.90 1.20％，Mo0.20 0.30％，P≤0.020％，S≤0.015％，Al0.015 0.045％，，Cu≤0.20％，Sb≤0.003％，Sn≤0.002％，As≤0.010％，B≤0.0010％，[O]≤15ppm，[H]≤1.5ppm，[N]≤70ppm，余為Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度、耐低溫沖擊、耐候性的風電回轉(zhuǎn)支承用鋼， 其特征在于化學成分:C :0. 41-0. 44%, Si 0. 20-0. 32 %, Mn 0. 65-0. 75 %, Cr 1.00-1. 10 %, Mo :0. 21-0. 25 %, P ^ 0. 015 %, S ^ 0. 010 %, Al :0. 020-0. 040 %, Cu ^ 0. 02 %, Sb ^ 0. 0003 %, Sn ^ 0. 001 %, As ^ 0. 005 %, B ^ 0. 0010 %, (0. 0015%, [H]彡 0. 00015%, [N]彡 0. 0060，余為 Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度、耐低溫沖擊、耐候性的風電回轉(zhuǎn)支承用鋼， 其特征在于化學成分 wt % 為C :0. 41-0. 44%, Si 0. 26-0. 28 %, Mn 0. 68-0. 70，，Cr 1. 01-1. 03 %, Mo 0. 23-0. 24 %, P ^ 0. 012 %, S ^ 0. 002 %, Al 0. 032-0. 036 %, Cu ^ 0. 02 %, Sb ^ 0. 0003 %, Sn ^ 0. 0012 %, As ^ 0. 005 %, B ^ 0. 0004 %, (0. 0013%, [H]彡 0. 00015%, [N]彡 0. 0048，余為 Fe。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種高強度、耐低溫沖擊、耐候性的風電回轉(zhuǎn)支承用 鋼，其特征在于圓坯經(jīng)過鍛造、熱處理后-40°C沖擊功大于27j。
5.制備權(quán)利要求1或2或3所述的一種高強度、耐低溫沖擊、耐候性的風電回轉(zhuǎn)支承用 鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括下列步驟(1)轉(zhuǎn)爐冶煉，在60噸以上的頂?shù)讖痛凳睫D(zhuǎn)爐中冶煉，加入鐵水及廢鋼，轉(zhuǎn)爐實現(xiàn)預脫 P、擋渣留渣出鋼防止回P、出鋼進行預脫氧合金化及成分初調(diào)；(2)LF精煉，在60噸以上的LF爐中造高堿度渣脫S、脫0，足夠的軟吹時間與氬吹強度 保證去除夾雜物效果；(3)RH，在LF精煉后或在LF精煉前，采用60噸以上RH，在高真空下保持25分鐘以上， 實現(xiàn)真空脫氣及去除夾雜物，保證[H] ^ 0. 00015%,
^ 0. 0015%獲得較高的鋼水潔凈 度；(4)連鑄，采用6機6流連鑄機，澆鑄過程中對中間包實現(xiàn)定H、N操作，保證中間包鋼 水[H]彡0. 00015%, [N]彡0. 0070%，全保護澆鑄成Φ 380mm-600mm的圓坯；(5)鋼坯精整，鋼坯采用噴丸加人工檢查精整工藝消除表面缺陷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強度、耐低溫沖擊、耐候性的風電回轉(zhuǎn)支承用鋼，化學成分wt％為C0.41-0.44％，Si0.17-0.37％，Mn0.60-0.80％，Cr0.90-1.20％，Mo0.20-0.30％，P≤0.020％，S≤0.015％，Al0.015-0.045％，Cu≤0.20％，Sb≤0.003％，Sn≤0.002％，As≤0.010％，B≤0.0010％，[O]≤15ppm，[H]≤1.5ppm，[N]≤70ppm，余為Fe。本發(fā)明采用以下生產(chǎn)工藝制備，在常規(guī)的轉(zhuǎn)爐中熔煉后，在精煉裝置中進行精煉，在精煉后期進行鋇微合金化及終脫氧。在精煉前或者精煉后采用RH進行脫氣和去除夾雜物。本發(fā)明組分設計合理、工藝先進，不僅使材料具有高強度、耐低溫沖擊、耐候性能優(yōu)異等特點，而且具有節(jié)約貴重資源、成本低的優(yōu)點。
文檔編號C22C38/60GK101935811SQ20101024858
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者仝太欽, 包石磊, 吳朝兵, 尹修剛, 張慶武, 張銀生, 王忠英, 石可偉 申請人:江蘇沙鋼集團淮鋼特鋼有限公司