风电用H型钢及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种风电用H型钢及其生产方法。所述生产方法包括步骤：冶炼钢水以得到目标钢水，其成份由按重量计0.14～0.22％的C、0.20～0.50％的Si、1.20～1.50％的Mn、不超过0.010％的S、不超过0.020％的P、0.010～0.050％的Nb、不超过40×10-6的N、不超过10×10-6的O、不超过3×10-6的H，以及余量Fe和不可避免的杂质组成；对所述目标钢水进行异型坯连铸，连铸时采用全保护浇铸；轧制异型坯，并且确保终轧的压下处于奥氏体和铁素体两相区中，然后进行强化空冷，以制得风电用H型钢。本发明专利技术的H型钢具备优良的低温冲击韧性和强度配合、良好的内部质量和抗层状撕裂性能、良好的表面质量和良好的耐蚀性能，能够满足风力发电对高性能钢材的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及H型钢
，更具体地讲，涉及一种具备优良综合性能的风电用H 型钢及其生产方法。
技术介绍
对于环境温度低，风力大且腐蚀性强的沿海风力发电场来说，建设结构用的钢材必须具备耐低温冲击、高强度、抗层状撕裂以及较好的耐蚀性。随着新能源产业的蓬勃发展，会迎来越来越多的沿海风电项目建设，这会极大地刺激风电场结构用钢的需求，尤其是具备优良综合性能的钢材。于2010年6月16日公开的申请号为CN101736207A的中国专利申请公开了一种含铌钒经济型高强度高耐候热轧H型钢用钢。然而，该申请在钢的成分设计方面采用了 V-Nb-Cu-Cr-Ni复合的方式，虽然获得了较高的强韧组合以及不错的耐候性能，但合金成本太高，生产难度大。于2011年4月20日公开的申请号为CN102021475A的中国专利申请公开一种耐低温结构用热轧H型钢及其制备方法。在该申请中，钢的成分设计未对精炼环节的氮、氧、 氢进行严格控制。而氮、氢的析出使得在异型坯连铸过程中易于出现铸坯皮下气泡、针孔， 并在轧制过程中拉长、扩展，造成最终产品出现裂纹缺陷。该申请在冷却过程中，在终轧至 500-600°C之间采用了快冷措施，这一过程正值相变最为剧烈的阶段，可能带来很大的残余应力，对于产品的外形尺寸和韧性不利。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种用于制造经济型低碳微合金、高强、高韧性、适用于建设服役条件恶劣的风电用H型钢的方法。本专利技术的另一目的在于提供一种经济型低碳微合金、高强、高韧性、适用于建设服役条件恶劣的风电用H型钢。本专利技术的一方面提供了一种风电用H型钢的生产方法。所述生产方法包括以下步骤冶炼钢水以得到目标钢水，所述目标钢水的成份由按重量计O. 14 O. 22%的 C、0. 20 O. 50% 的 Si、I. 20 I. 50 % 的 Mn、不超过 O. 010% 的 S、不超过 O. 020 % 的 P、O.010 O. 050%的Nb、不超过40X 1(Γ6的N、不超过IOX 1(Γ6的O、不超过3Χ 1(Γ6的H，以及余量Fe和不可避免的杂质组成；对所述目标钢水进行异型坯连铸，连铸时采用全保护浇铸；轧制异型坯，并且确保终轧的压下处于奥氏体和铁素体两相区中，然后进行强化空冷， 以制得风电用H型钢。在根据本专利技术的风电用H型钢的生产方法的一个实施例中，所述连铸步骤中的全保护浇注包括在浇铸时将钢包水口和浸入式水口密封，采用碱性覆盖剂覆盖中间包液面， 并采用结晶器保护渣来覆盖结晶器液面。在根据本专利技术的风电用H型钢的生产方法的一个实施例中，所述轧制步骤包括粗轧和精轧，其中，粗轧的开轧温度为1150 1200 □，粗轧结束的温度为1040 1100 □;精轧的开轧温度为980 1010 □，终轧结束温度为820 840 口。在根据本专利技术的风电用H型钢的生产方法的一个实施例中，所述强化空冷的冷却速率为4-6 □ /S。在根据本专利技术的风电用H型钢的生产方法的一个实施例中，所述目标钢水中的 C含量为O. 14 O. 18%, Si含量为O. 20 O. 30%, Mn含量为I. 20 1.40%，S含量为0.001 O. 008%，P 含量为 O. 001 O. 020%, Nb 含量为 O. 025 O. 035%。在根据本专利技术的风电用H型钢的生产方法的一个实施例中，所述目标钢水的碳当量 CEV = C+Mn/6+ (Cr+Mo+V)/5+ (Cu+Ni)/15 ( O. 43，且锰硫比不低于 20。本专利技术的另一方面提供了一种风电用H型钢。所述风电用H型钢采用如上所述的方法制得。在根据本专利技术的风电用H型钢的一个实施例中，所述风电用H型钢的成份由按重量计 O. 14 O. 22%的 C、0. 20 O. 50%的 Si、L 20 L 50%的 Mn、不超过 O. 010%的 S、 不超过O. 020%的P、0. 010 O. 050%的Nb、不超过40X 1(Γ6的N、不超过IOX 1(Γ6的O、不超过3Χ 10_6的H，以及余量Fe和不可避免的杂质组成。与现有技术相比，本专利技术的风电用H型及其生产方法具有以下优点(I)提供了一种优良综合性能的H型钢的精确成分设计范围，设计简单，不添加贵重金属，成本低廉；(2) 采用热机械控制轧制技术生产，得到了正常热处理都无法达到的理想组织结构，大幅优化了钢材性能；(3)本专利技术的风电用H型钢具备优异的强韧匹配，优异的内部组织和表面质量以及因此而带来的优良抗层状撕裂和耐蚀性能。附图说明图I是根据本专利技术的风电用H型钢的生产方法的示例I得到的H型钢的金相组织照片。具体实施例方式在下文中，将参照附图来详细说明本专利技术的示例性实施例。根据本专利技术的风电用H型钢的生产方法包括以下步骤冶炼钢水以得到目标钢水，所述目标钢水的成份由按重量计O. 14 O. 22 %的C、0. 20 O. 50 %的Si、I. 20 1.50 %的Mn、不超过O. 010 %的S、不超过O. 020 %的P、0. 010 O. 050 %的Nb、不超过 40X10—6的N、不超过10X10—6的O、不超过3X10—6的H，以及余量Fe和不可避免的杂质组成；对所述目标钢水进行异型坯连铸，连铸时采用全保护浇铸；轧制异型坯，并且确保终轧的压下(或称变形)处于奥氏体和铁素体两相区中，然后进行强化空冷，以制得风电用H型钢。在本专利技术中，如无相反的说明，各成分的含量均以重量百分比表示。根据本专利技术的风电用H型钢按重量计包含O. 14 O. 22%的C、O. 20 O. 50%的 Si、I. 20 I. 50% 的 Mn、不超过 O. 010% 的 S、不超过 O. 020% 的 P、0. 010 O. 050% 的 Nb、 不超过40X10—6的N、不超过10X10—6的O、不超过3X10—6的H，其余为Fe和不可避免的杂质。优选地，本专利技术的风电用H型钢由按重量计O. 14 O. 18%的C、0. 20 O. 30%的Si、I.20 I. 40% 的 Mn、不超过 O. 001 O. 008% 的 S、不超过 O. 001 O. 020% 的 Ρ、0· 025 O. 035%的Nb、不超过40 X Kr6的N、不超过10Χ1(Γ6的O、不超过3Χ1(Γ6的H以及余量的 Fe和不可避免的杂质组成。优选地，在本专利技术的风电用H型钢中，碳当量CEV = C+Mn/6+(C r+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15 ( O. 43，且锰硫比不低于 20。以下详细描述本专利技术的钢中的各元素的作用或不利影响及选定限度的理由。C是低碳钢中最主要的间隙固溶元素，其引起的晶格畸变非常强烈，是最经济的强化元素，但是随着其含量的增加，钢材的塑性、韧性下降，同时焊接性能也恶化，所以综合考虑其适宜的含量控制在O. 14 O. 22%。Si是钢中的置换固溶元素，不溶于渗碳体，只存在于铁素体中，可起到固溶强化的作用，但它会显著恶化塑性，提高韧脆转变温度，因此，将Si的含量控制在O. 20 O. 50%。Mn是奥氏体稳定元素，其存在可以稳定过冷的奥氏体，使Ar3温度降低，从而使奥氏体-珠光体转变温度降低，细化组织，提高强度和硬度。同时，钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱京军，欧阳峥容，袁鹏举，张思勋，李超，
申请(专利权)人：莱芜钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：