風(fēng)能是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的清潔能源和新能源之一,是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向。制造風(fēng)力發(fā)電塔對(duì)鋼板強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能提出了更高的要求。天津鋼鐵集團(tuán)有限公司通過(guò)控軋控冷工藝,保證了鋼板的力學(xué)性能和表面質(zhì)量要求,獲得用戶(hù)的廣泛贊譽(yù)。
風(fēng)塔用鋼板主要用于制造風(fēng)力發(fā)電塔的結(jié)構(gòu),要求鋼板具有高強(qiáng)度、低溫韌性強(qiáng)、抗斷裂能力強(qiáng)、良好的焊接性能和表面質(zhì)量。
為了達(dá)到風(fēng)塔用鋼性能的特殊要求,天津鋼鐵集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)天鋼)進(jìn)行了風(fēng)塔用鋼板的研制與開(kāi)發(fā)。在化學(xué)成分上采用去除Nb微合金元素的減量化成分設(shè)計(jì),通過(guò)控軋控冷工藝,保證鋼材的力學(xué)性能,降低了生產(chǎn)成本;通過(guò)對(duì)鑄坯表面氧化鐵皮的研究和實(shí)踐,開(kāi)發(fā)出了低Si含量和新高壓水除鱗工藝,并申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利,解決了行業(yè)內(nèi)普遍存在的因氧化鐵皮壓入造成的“麻坑”問(wèn)題,保證了風(fēng)塔用鋼板的表面質(zhì)量要求。
1 主要研制內(nèi)容
1.1 風(fēng)塔鋼化學(xué)成分的減量化設(shè)計(jì)
天鋼風(fēng)塔鋼的化學(xué)成分設(shè)計(jì),是以天鋼低合金高強(qiáng)度鋼Q345D/E鋼種為基礎(chǔ),結(jié)合風(fēng)塔鋼的高強(qiáng)度、低溫韌性強(qiáng)等力學(xué)性能和表面質(zhì)量要求,進(jìn)行的減量化成分設(shè)計(jì)。
1.1.1 力學(xué)性能要求
天鋼風(fēng)塔鋼是參考天鋼現(xiàn)有的Q345D/E鋼種的力學(xué)性能進(jìn)行的化學(xué)成分設(shè)計(jì),風(fēng)塔鋼Q345D/E力學(xué)性能要求,天鋼低合金高強(qiáng)度鋼Q345D/E力學(xué)性能。
通天鋼低合金高強(qiáng)度鋼Q345D/E力學(xué)性能指標(biāo)與風(fēng)塔鋼標(biāo)準(zhǔn)要求相比有較大余量,其中屈服強(qiáng)度有90-110MPa余量,抗拉強(qiáng)度有80-100MPa余量,低溫沖擊功余量也在55-97J左右。因此,風(fēng)塔鋼Q345D/E在成分設(shè)計(jì)上采用減量化,去除Nb的加入,通過(guò)優(yōu)化軋制工藝,降低二階段軋制的開(kāi)軋溫度和ACC終冷溫度,保證產(chǎn)品的力學(xué)性能要求是可行的。
1.1.2 表面質(zhì)量的要求
對(duì)風(fēng)塔鋼的表面質(zhì)量要求較高,而其表面質(zhì)量目前普遍存在不同程度的因氧化鐵皮壓入造成的“麻坑”問(wèn)題,這種現(xiàn)狀不能滿足其表面質(zhì)量的要求。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)介紹,鋼坯在加熱的過(guò)程中,鋼中Si含量較高時(shí),其表層擴(kuò)散性較強(qiáng),與氧化鐵皮中的FeO層在鋼坯基體中生成鐵橄欖石, 鐵橄欖石熔點(diǎn)在1170℃左右,鐵橄欖石的生成降低了高壓水除鱗的剝離效果,一旦形成較大量的鐵橄欖石,在后續(xù)的除鱗中極難去除。為此,在成分設(shè)計(jì)中降低了Si含量,目標(biāo)值控制在0.25%左右。
1.2 重點(diǎn)工藝控制
1.2.1 冶煉、連鑄工藝控制
以提高鋼坯質(zhì)量為重點(diǎn),轉(zhuǎn)爐采取精料方針,控制入爐鐵水的成分和溫度,提高終點(diǎn)冶煉命中率,嚴(yán)格控制鋼種脫氧產(chǎn)物。精煉強(qiáng)化快速造還原渣的工藝操作,進(jìn)行深脫硫,降低鋼中有害元素含量。連鑄控制合理匹配的注溫注速,以及二冷區(qū)的比水量,減少鑄坯缺陷,提高鑄坯實(shí)物質(zhì)量。
1.2.2 加熱工藝的控制
研究碳鋼的氧化鐵皮生成量與溫度及時(shí)間的函數(shù)關(guān)系發(fā)現(xiàn),板坯的氧化程度隨著溫度的增加和加熱時(shí)間的延長(zhǎng)而加劇。經(jīng)驗(yàn)公式如式(1)所示。
α=6.2τ1/2e-900/T (1)
其中, α:氧化鐵皮生成量,g/cm2;