一种经济型风电塔筒用Q355NF钢板及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种经济型风电塔筒用Q355NF钢板及其生产方法，属于中厚钢板加工技术领域，所述Q355NF钢板包括以下重量百分数的化学组分：C：0.11

【技术实现步骤摘要】
一种经济型风电塔筒用Q355NF钢板及其生产方法


[0001]本专利技术涉及中厚钢板加工
，尤其涉及一种经济型风电塔筒用Q355NF钢板及其生产方法。

技术介绍

[0002]风电行业作为国家新能源重点应用领域，风电场环境主要分为：温带(
‑
20℃以上)、寒带(
‑
20℃～
‑
40℃)、超低温(
‑
40℃以下)。在风电场的建设过程中，塔筒制作对钢板材质的要求越来越高。Q355NF钢板是一种低温钢板，冲击温度为
‑
60
°
。
[0003]目前，Q355NF钢板是通过加入0.15
‑
0.30％的镍元素以及正火的技术路线来提高钢板的韧性，以达到
‑
60℃冲击的要求。一方面，镍元素属于贵重合金，加入0.15
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0.30％的镍会增加Q355NF钢板的制造成本；另一方面，目前采用的正火处理周期较长，普遍在炉系数为2.0min/mm以上，如40mm钢板，传统正火处理在炉时间一般在80min以上，造成Q355NF钢板制造周期长，交货慢。
[0004]申请号为202110240832.0的专利技术专利公开了一种直角折弯用Q355NE钢板及其生产方法，该专利通过调整中厚钢板的化学成分以及生产工艺，使得制备的Q355NE钢板具有良好的强度、塑性、韧性和成型性。但是该专利仅适用于
‑
40℃以上环境使用，而并不能用于低于
‑
40℃以下的超低温环境。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种经济型风电塔筒用Q355NF钢板及其生产方法，本专利技术通过合理的合金元素配比，在不添加镍元素的前提下，通过对轧态性能控制，缩短正火在炉时间，实现了经济型Q355NF的生产，并满足
‑
60℃冲击≥100J，且该方法制备的钢板具有低成本、正火周期短等特点。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种经济型风电塔筒用Q355NF钢板，所述Q355NF钢板包括以下重量百分数的化学组分：C：0.11
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0.14％、Si：0.10
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0.20％、Mn：1.30
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1.50％、P：≤0.015％、S：≤0.003％、Als：0.015
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0.035％、Nb：0.030
‑
0.040％、Ti：0.010
‑
0.020％，其余为Fe及不可避免的杂质。
[0007]优选的，所述Q355NF钢板的厚度为16
‑
40mm。
[0008]碳：是廉价的固溶强化元素，在兼顾其固溶强化的同时，又要避免其含量过高会对韧性和塑性产生损害，本专利技术的重要特征是控制轧态指标，使得正火后更多的遗传轧态特征，故为保障轧态冲击性能，碳含量应尽可能的低，因此我们将其限定在0.11
‑
0.14％。
[0009]硅：是有效的钢液脱氧元素，作用为预脱氧并防止气泡等缺陷的产生，如果硅含量低于0.20％，则有可能产生气泡缺陷，但是硅含量过高会导致钢板在轧制过程生产硅橄榄石附着在钢板表面，导致除鳞不尽，钢板表面易产生氧化铁皮压入等缺陷，不利于塔筒涂漆后美观；同时硅的升高导致焊接裂纹敏感性指数升高，不利于塔筒制作焊接性能的保障。由于钢中加入大量的铝块和钛铁，而铝和钛是相比硅更强的脱氧元素，可代替硅元素避免气
泡的产生，所以，将其含量限定在0.10
‑
0.20之间。
[0010]锰：锰是提高强度和韧性的有效元素，特别是对于正火处理，锰是保障强度的必要元素。但是锰含量过高会增加碳当量和焊接裂纹敏感性指数，导致不利于焊接及成型组织的产生，因此，设定其含量限定在1.30～1.50％。
[0011]磷：磷是钢中有害元素之一，特别对冷塑性冷成型性能危害最大，由于此专利技术生产的是最低
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60℃环境使用的钢板，因此最大设定其含量上限为0.015％。
[0012]硫：硫是钢中有害元素之一，通常在钢中以硫化锰夹杂的形式存在，恶化钢的韧性并造成性能的各向异性。所以，钢中硫含量越低越好，将钢中硫含量控制在0.003％以下。
[0013]铝：一方面铝是强脱氧元素，可以有效的控制钢中的氧含量；另一方面，铝也是细化晶粒元素，有利于韧性的提高，但是过多的铝会导致氧化铝夹杂的产生，不利于浇注和性能的提高，所以将铝含量限定在0.015
‑
0.035％之间。
[0014]铌：一方面，铌具有较好的细晶强化作用，并且可以改善钢板的韧性，降低韧脆转变温度；另一方面，铌能够通过可通过析出强化提高钢的强度，通常铌含量高于0.040％时不利于低温韧性，因此设定铌含量为0.030
‑
0.040％。
[0015]钛：钛作为细化晶粒元素，在一定范围内可以提高钢的强韧性，并有助于焊接热影响区性能的保障，但加入过量的钛会生成氮化钛大颗粒夹杂影响超低温韧性，为安全起见，因此将钛含量限定在0.010
‑
0.020％。
[0016]本专利技术的第二个目的是提供所述经济型风电塔筒用Q355NF钢板的生产方法，包括如下步骤：
[0017](1)将上述化学成分的钢水进行冶炼，并将冶炼后的钢水浇注成250mm厚的板坯；
[0018](2)将板坯进行切割后进行加热处理；
[0019](3)对加热处理的板坯进行粗轧和精轧后，轧制成品规格；
[0020](4)轧后钢板立即加速冷却；
[0021](5)对轧后钢板进行
‑
60℃冲击性能检测，确保冲击功三个平均值≥34J；
[0022](6)对钢板进行正火处理和ACC加速冷却。
[0023]优选的，步骤(2)所述加热处理的加热段温度为1130
‑
1180℃，均热段为1100
‑
1150℃，加热时间为180
‑
210min，均热时间为20min。
[0024]随着板坯加热的温度的降低，微合金化钢的原始奥氏体晶粒尺寸细化，降低加热温度对于含Nb钢有明显的改善韧性效果，能够大幅度降低韧脆转变温度，由于生产为
‑
60℃冲击钢板，更需进一步降低加热温度，但是由于加热温度降低，相应的要延长加热时间和均热时间，因此，设定加热段温度为1130
‑
1180℃，均热段为1100
‑
1150℃，加热时间为180
‑
210min，均热时间为20min。
[0025]优选的，步骤(3)所述粗轧的开轧温度为1030
‑
1070℃，粗轧末道次950
‑
1000℃，中间坯厚度≥2.5倍成品厚度，最小中间坯厚度≥40mm。
[0026]优选的，步骤(3)所述精轧的开轧温度为820～900℃，精轧终轧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种经济型风电塔筒用Q355NF钢板，其特征在于，所述Q355NF钢板包括以下重量百分数的化学组分：C：0.11
‑
0.14％、Si：0.10
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0.20％、Mn：1.30
‑
1.50％、P：≤0.015％、S：≤0.003％、Als：0.015
‑
0.035％、Nb：0.030
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0.040％、Ti：0.010
‑
0.020％，其余为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的经济型风电塔筒用Q355NF钢板，其特征在于，所述Q355NF钢板的厚度为16
‑
40mm。3.根据权利要求1或2任一项所述的经济型风电塔筒用Q355NF钢板的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将上述化学成分的钢水进行冶炼，并将冶炼后的钢水浇注成250mm厚的板坯；(2)将板坯进行切割后进行加热处理；(3)对加热处理的板坯进行粗轧和精轧后，轧制成品规格；(4)轧后钢板立即加速冷却；(5)对轧后钢板进行
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60℃冲击性能检测；(6)对钢板进行正火处理和ACC加速冷却。4.根据权利要求3所述的经济型风电塔筒用Q355NF钢板的生产方法，其特征在于，步骤(2)所述加热处理的加热段温度为1130
‑
1180℃，均热段为1100
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【专利技术属性】
技术研发人员：付中原，郑磊，陈科晓，关秀格，郭龙鑫，石跃强，郭恩元，
申请(专利权)人：河北普阳钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：