一种提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法，包括对由高强风电法兰用S420NL钢连铸制成的连铸大圆坯实施凝固末端动态大压下工艺，在凝固末端动态大压下工艺中，根据连铸大圆坯的表面温度T，动态压下连铸大圆坯的凝固末端，其中，810℃＞T≥800℃时，压下量为12mm～18mm；800℃＞T≥780℃时，压下量为10mm～15mm；780℃＞T≥760℃时，压下量为8mm～12mm；760℃＞T≥720℃时，压下量为5mm～10mm；720℃＞T≥700℃时，压下量为3mm～5mm；700℃＞T≥690℃时，压下量为2mm～5mm，并且凝固末端总体压下量控制为40mm～65mm。本发明专利技术明显改善S420NL钢连铸大圆坯的低倍质量，铸坯中心缩孔、中心疏松得到显著改善，最终锻造成大规格高强风电法兰成品的探伤废品率显著降低。废品率显著降低。

【技术实现步骤摘要】
一种提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法


[0001]本专利技术属于冶金
，具体涉及一种提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法。

技术介绍

[0002]大型风电法兰主要用于制造海上和陆上大功率风力发电机组，其主要作用是连接塔筒，保证塔筒具有足够的高度。在风力发电过程中，作为塔筒连接件的法兰，其受力极其复杂，所以要求风电法兰具有较好的综合力学性能、耐低温性能和耐腐蚀性能，功率越大的风力发电机组需要的风电法兰越大。
[0003]随着风电机组功率不断提升及风电塔减重的需求，风场亟需更高强度的风电法兰逐步取代低强度风电法兰，风电法兰强度的增加，可以建造更大功率的风电机组，同时可以大幅减小风电法兰的厚度、重量，且安全程度更高。
[0004]鉴于风电法兰在其服役过程中承受拉应力、压应力、弯曲载荷、扭转载荷或弯扭复合载荷，并可能受到一定冲击，受力状态复杂，所以要求风电法兰具有优异的力学性能，同时要求力学性能的各项同性，所以要求风电法兰成品通过整体锻造成型，不允许焊接。因此，必须采用大断面连铸圆坯或模铸圆锭进行锻造，相比于模铸，连铸具有金属收得率高、质量相对稳定以及成本低的特点，所以目前大多以连铸圆坯为原材料通过锻造来制造风电法兰成品。
[0005]根据金属凝固过程热收缩的特性，大断面连铸圆坯在凝固过程中不可避免地伴随着较为严重的中心缩孔和中心疏松，在锻造成大型风电法兰后，由于致密度差造成无损超声波探伤合格率低，一般存在2～3％的废品率。为降低大型风电法兰成品的废品率，需保证作为原材料的大断面连铸圆坯的中心致密度，因此如何提高大断面连铸圆坯中心致密度成为提高大型风电法兰成品探伤合格率的关键。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法，包括：对由高强风电法兰用S420NL钢连铸制成的连铸大圆坯实施凝固末端动态大压下工艺，在所述凝固末端动态大压下工艺中，根据连铸大圆坯的表面温度，动态压下连铸大圆坯的凝固末端，其中，在连铸大圆坯表面温度T的范围为810℃＞T≥800℃时，压下量为12mm～18mm；在连铸大圆坯表面温度T的范围为800℃＞T≥780℃时，压下量为10mm～15mm；在连铸大圆坯表面温度T的范围为780℃＞T≥760℃时，压下量为8mm～12mm；在连铸大圆坯表面温度T的范围为760℃＞T≥720℃时，压下量为5mm～10mm；在连铸大圆坯表面温度T的范围为720℃＞T≥700℃时，压下量为3mm～5mm；在连铸大圆坯表面温度T的范围为700℃＞T≥690℃时，压下量为2mm～5mm，并且凝固末端总体压下量控制为40mm～65mm。
[0007]进一步地，在上述提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法中，所述高强风电法兰用S420NL钢采用“电转炉冶炼+LF精炼+VD真空精炼”工艺冶炼而成，钢的化学成分按质量百分比控制为：C：0.15～0.19％、Si：0.20～0.35％、Mn：1.40～1.70％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb：0.03～0.05％、V：0.01～0.10％、Ti≤0.050％、Cr≤0.30％、Ni≤0.8％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、Al：0.010～0.035％、H≤2ppm、O≤30ppm、N≤100ppm，余量的Fe及不可避免的杂质；钢的碳当量控制为：0.38≤CEV≤0.48，其中，碳当量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。
[0008]进一步地，在上述提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法中，由高强风电法兰用S420NL钢连铸制成连铸大圆坯的连铸工艺参数控制为：
[0009]在结晶器中对钢水进行结晶，连铸过程设置三段式电磁搅拌，包括结晶器电磁搅拌、设置在距弯月面9.7m～13.6m位置处的二冷区电磁搅拌、设置在距弯月面15.6m～17m位置处的末端电磁搅拌搅拌，其中，结晶器电磁搅拌的搅拌电流控制为220
±
20A、搅拌频率控制为2.5
±
0.2Hz、换向时间控制为20
±
2s；二冷区电磁搅拌的搅拌电流控制为70
±
10A、搅拌频率控制为2.0
±
0.2Hz、换向时间控制为20
±
2s；末端电磁搅拌的搅拌电流控制为300
±
20A、搅拌频率控制为1.2
±
0.2Hz、换向时间控制为20
±
2s；
[0010]钢水中间包的过热度控制为10℃至30℃；
[0011]钢水连铸过程中连铸大圆坯的拉速控制为0.18
±
0.1m/min；
[0012]结晶器二冷比水量控制为0.12
±
0.2L/kg；
[0013]连铸大圆坯缓冷，缓冷时间≥36h，出缓冷坑时连铸大圆坯表面温度控制为≤200℃。
[0014]进一步地，在上述提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法中，所述高强风电法兰的规格为Φ750mm～Φ850mm。
[0015]作为一种实施方式，上述提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法用于制备Φ800mm高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯，包括：
[0016](1)采用“电转炉冶炼+LF精炼+VD真空精炼”工艺，进行高强风电法兰用S420NL钢的冶炼，钢的化学成分按质量百分比控制为：C：0.15～0.19％、Si：0.20～0.35％、Mn：1.40～1.70％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb：0.03～0.05％、V：0.01～0.10％、Ti≤0.050％、Cr≤0.30％、Ni≤0.8％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、Al：0.010～0.035％、H≤2ppm、O≤30ppm、N≤100ppm，余量的Fe及不可避免的杂质；钢的碳当量控制为：0.38≤CEV≤0.48，其中，碳当量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15；
[0017](2)由所述高强风电法兰用S420NL钢连铸制成Φ800mm连铸大圆坯，连铸工艺参数控制为：
[0018]在Φ800mm结晶器中对钢水进行结晶，连铸过程设置三段式电磁搅拌，包括结晶器电磁搅拌、设置在距弯月面9.7m～13.6m位置处的二冷区电磁搅拌、设置在距弯月面15.6m～17m位置处的末端电磁搅拌搅拌，其中，结晶器电磁搅拌的搅拌电流控制为220A、搅拌频率控制为2.5Hz、换向时间控制为20s；二冷区电磁搅拌的搅拌电流控制为70A、搅拌频率控制为2.0Hz、换向时间控制为20s；末端电磁搅拌的搅拌电流控制为300A、搅拌频率控制为1.2Hz、换向时间控制为20s；
[0019]钢水中间包的过热度控制为10℃至30℃；
[0020]钢水连铸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法，其特征在于，包括：对由高强风电法兰用S420NL钢连铸制成的连铸大圆坯实施凝固末端动态大压下工艺，在所述凝固末端动态大压下工艺中，根据连铸大圆坯的表面温度，动态压下连铸大圆坯的凝固末端，其中，在连铸大圆坯表面温度T的范围为810℃＞T≥800℃时，压下量为12mm～18mm；在连铸大圆坯表面温度T的范围为800℃＞T≥780℃时，压下量为10mm～15mm；在连铸大圆坯表面温度T的范围为780℃＞T≥760℃时，压下量为8mm～12mm；在连铸大圆坯表面温度T的范围为760℃＞T≥720℃时，压下量为5mm～10mm；在连铸大圆坯表面温度T的范围为720℃＞T≥700℃时，压下量为3mm～5mm；在连铸大圆坯表面温度T的范围为700℃＞T≥690℃时，压下量为2mm～5mm，并且凝固末端总体压下量控制为40mm～65mm。2.如权利要求1所述的提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法，其特征在于，所述高强风电法兰用S420NL钢采用“电转炉冶炼+LF精炼+VD真空精炼”工艺冶炼而成，钢的化学成分按质量百分比控制为：C：0.15～0.19％、Si：0.20～0.35％、Mn：1.40～1.70％、P≤0.015％、S≤0.005％、Nb：0.03～0.05％、V：0.01～0.10％、Ti≤0.050％、Cr≤0.30％、Ni≤0.8％、Cu≤0.10％、Mo≤0.10％、Al：0.010～0.035％、H≤2ppm、O≤30ppm、N≤100ppm，余量的Fe及不可避免的杂质；钢的碳当量控制为：0.38≤CEV≤0.48，其中，碳当量CEV＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。3.如权利要求2所述的提高高强风电法兰用S420NL钢连铸大圆坯中心致密度的方法，其特征在于，由高强风电法兰用S420NL钢连铸制成连铸大圆坯的连铸工艺参数控制为：在结晶器中对钢水进行结晶，连铸过程设置三段式电磁搅拌，包括结晶器电磁搅拌、设置在距弯月面9.7m～13.6m位置处的二冷区电磁搅拌、设置在距弯月面15.6m～17m位置处的末端电磁搅拌搅拌，其中，结晶器电磁搅拌的搅拌电流控制为220
±
20A、搅拌频率控制为2.5
±
0.2Hz、换向时间控制为20
±
2s；二冷区电磁搅拌的搅拌电流控制为70
±
10A、搅拌频率控制为2.0
±
0.2Hz、换向时间控制为20
±
2s；末端电磁搅拌的搅拌电流控制为300
±
20A、搅拌频率控制为1.2
±
0.2Hz、换向时间控制为20
±
2s；钢水...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志刚，张锦文，李建军，王育田，陈建礼，原凌云，楚宝帅，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：