一种大单重厚规格海上风电管桩用钢的生产方法与流程

本发明属于冶金，涉及一种大单重厚规格海上风电管桩用钢的生产方法。

背景技术：

1、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。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，也因此对海上风电管桩用钢提出了大厚度、良好低温韧性及优良的焊接性能等性能要求。为了减少制造过程中的焊缝，要求钢板长度大于15m，钢板厚度通常设计为60～120mm，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。

2、受制于钢坯的压缩比，传统生产大单重、厚规格钢板的工艺主要采用模铸钢锭的工艺。典型的如中国专利cn201210182419.4“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。上述工艺采用模铸钢锭来增加钢板的压缩比，但与连铸坯直接生产相比，有工序周期长，成本高的缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种大单重厚规格海上风电管桩用钢及其生产方法。采用300/350/400/450mm连铸坯，生产80～150mm厚规格风电管桩用钢，要求保证铸坯到钢板的压缩比＞3，提高钢板的变形量，改善钢板的力学性能；屈服强度≥370mpa，抗拉强度≥510mpa，低温冲击韧性-40℃，akv≥180j，z向断面收缩率≥50％，各项力学性能指标良好。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、一种大单重厚规格海上风电管桩用钢的生产方法，工艺流程包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热轧制、冷却、正火、检查入库。钢的化学组成质量百分比为c＝0.13％～0.18％，si＝0.10％～0.30％，mn＝1.40％～1.60％，p≤0.015％，s≤0.003％，nb＝0.035％～0.045％，v＝0.04％～0.05％，ti＝0.012％～0.018％，al＝0.02％～0.05％，ni＝0～0.15％，cr＝0～0.20％，mo＝0～0.08％，cu＝0～0.30％，n≤0.008％，其余为fe与不可避免的杂质的杂质；钢板交货状态为正火；关键工艺步骤包括：

4、(1)冶炼：采用转炉冶炼，通过顶底复合吹炼；采用lf炉和vd(rh)炉真空处理，控制o≤20ppm，h≤1.5ppm，s≤30ppm；

5、(2)连铸：采用厚规格连铸坯，厚度规格为300mm/350mm/400mm/450mm，宽度在2070～2500mm之间，连铸采用低过热度6～15℃控制、轻压下+大压下技术、二冷电磁搅拌，低倍偏析控制在国标c类1.0以下；

6、(3)加热：钢坯热装入炉，加热温度1180～1230℃，加热时间300～480min。

7、(4)轧制：采用双机架两阶段控轧工艺，包括再结晶区轧制和未再结晶区轧制；粗轧阶段为再结晶区轧制，开轧温度大于等于1050℃，末三道次单道次压下率≥18％，待温厚度150～250mm；精轧阶段为未再结晶区轧制，开轧温度850～890℃，终轧温度790～840℃，精轧累计压下率≥20％；轧后进mulpic冷却，终冷温度为680～720℃；

8、(5)缓冷：钢板下线堆垛缓冷，缓冷时间大于等于24h；

9、(6)正火：正火温度880±10℃，在炉时间为1.8～2.2倍板厚mm×mim/mm。

10、发明原理：本发明通过控制轧制细化奥氏体晶粒并导入加工应变，再与之后正火热处理组合起来，获得细化的铁素体组织，从而提高钢板的强韧性。

11、本发明的优点：采用300/350/400/450mm连铸坯，保证铸坯到钢板的压缩比＞3，提高钢板的变形量，改善钢板的力学性能；采用控轧工艺的粗轧末三道次压下率大于等于18％，保证了粗轧阶段形变量，强化高温奥氏体再结晶区的变形，充分细化奥氏体晶粒；同时采用正火热处理进一步细化晶粒，组织均匀化，获得细小而均匀的组织；本发明采用正火工艺，生产80～150mm厚规格风电管桩用钢屈服强度≥370mpa，抗拉强度≥510mpa，低温冲击韧性-40℃，akv≥180j，z向断面收缩率≥50％，各项力学性能指标良好。

技术特征：

1.一种大单重厚规格海上风电管桩用钢的生产方法，工艺流程包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热轧制、冷却、正火、检查入库，其特征在于：钢的化学组成质量百分比为c＝0.13％～0.18％，si＝0.10％～0.30％，mn＝1.40％～1.60％，p≤0.015％，s≤0.003％，nb＝0.035％～0.045％，v＝0.04％～0.05％，ti＝0.012％～0.018％，al＝0.02％～0.05％，ni＝0～0.15％，cr＝0～0.20％，mo＝0～0.08％，cu＝0～0.30％，n≤0.008％，其余为fe与不可避免的杂质的杂质；钢板交货状态为正火；关键工艺步骤包括：

技术总结
本发明公开了一种大单重厚规格海上风电管桩用钢的生产方法，工艺流程包括转炉冶炼、精炼、连铸、加热轧制、冷却、正火、检查入库。钢的化学组成质量百分比为C＝0.13％～0.18％，Si＝0.10％～0.30％，Mn＝1.40％～1.60％，P≤0.015％，S≤0.003％，Nb＝0.035％～0.045％，V＝0.04％～0.05％，Ti＝0.012％～0.018％，Al＝0.02％～0.05％，Ni＝0～0.15％，Cr＝0～0.20％，Mo＝0～0.08％，Cu＝0～0.30％，N≤0.008％，其余为Fe与不可避免的杂质的杂质；钢板在满足大单重和厚规格的同时，具备优异的焊接性能，生产的钢板屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥510MPa，低温冲击韧性‑20℃，Akv≥180J，完全适应了海上风电向大型化发展的质量要求。

技术研发人员：孙小平,高擎,钱亚军,史术华,龙渊,陈敏侠,李玉路,杨小军
受保护的技术使用者：湖南华菱湘潭钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25