權利要求
1.提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，其特征在于，所述方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、VD真空處理、連鑄、熱處理工序；所述轉(zhuǎn)爐冶煉工序，采用BOF轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐鐵水與廢鋼比例為：鐵水量85～90%，廢鋼量10～15%；所述轉(zhuǎn)爐鐵水成分含量控制：P≤0.110%、S≤0.030%、Si：0.30～0.70%，轉(zhuǎn)爐鐵水溫度1350～1450℃，出爐鋼水P含量≤0.012%；
所述LF精煉工序，保證LF精煉時間≥55min，白渣保持時間≥25min，控制脫氧劑中Ti含量≤0.25%、精煉渣Ti含量≤0.10%；
所述熱處理工序，鍛后產(chǎn)品正火溫度910～930℃，正火時間12～16小時，回火溫度450-470℃，回火時間15～20小時。
2.根據(jù)權利要求1所述的提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，其特征在于，所述風電法蘭用鋼P含量≤0.012%，Ti≤0.0030%。
3.根據(jù)權利要求1所述的提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，其特征在于，所述風電法蘭用鋼-50℃低溫沖擊功≥70J，屈服強度≥370MPa，抗拉強度500-600MPa，斷后伸長率≥25%。
4.根據(jù)權利要求1所述的提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，其特征在于，所述風電法蘭用鋼夾雜物控制如下：A細≤1.0級，A粗≤0.5級，B細≤1.0級，B粗≤0.5級，C細≤0.5級，C粗≤0.5級，D細≤1.0級，D粗≤0.5級，Ds≤1.0級。
5.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的一種提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)爐冶煉工序，BOF轉(zhuǎn)爐前一爐冶煉結(jié)束后，轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)留鋼渣2～5t，底吹氮氣進行濺渣護爐，濺渣時間3～5min。
6.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的一種提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)爐冶煉工序，轉(zhuǎn)爐吹煉3～5分鐘需倒出前期渣，加入渣料進行二次造渣冶煉，出鋼過程嚴格禁止下渣。
7.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的一種提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，其特征在于，所述LF精煉工序，精煉渣系控制范圍：CaO≥54%，SiO2≤7%，堿度R≥8，Al2O3：29～31%，TFe+MnO≤0.5%，MgO≤6%。
8.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的一種提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，其特征在于，所述LF精煉工序，LF到位后鋼包開雙透氣磚，不添加含Ti合金、不喂入鈦線，控制成品Ti含量≤0.0030%。
9.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的一種提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，其特征在于，所述VD真空處理工序，VD真空處理過程≤67Pa，高真空保持時間≥15min，VD真空處理后軟吹時間≥15min，軟吹時氬氣流量≤17L/min，VD真空處理后鋼水中O≤10ppm，N：60～80ppm，H≤1.2ppm。
10.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的一種提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，其特征在于，所述連鑄工序，過熱度20～30℃，拉速0.26～0.28m/min。
說明書
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于冶金技術領域，具體涉及一種提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法。
背景技術
[0002]風電法蘭是連接風電塔筒各段或風電塔筒與輪轂、輪轂與葉片之間的結(jié)構(gòu)件,使用的材料為低合金高強度鋼Q345E/S355NL。行業(yè)內(nèi)目前普遍要求風電法蘭用鋼-40℃低溫沖擊功≥27J，屈服強度≥345MPa，抗拉強度450-600MPa，斷后伸長率≥17%，非金屬夾雜物未做要求。
[0003]但隨著行業(yè)發(fā)展，風電法蘭用鋼的工作環(huán)境惡劣，極端溫度可接近-40℃?-50℃，承受最大風力可達12級，因此客戶對風電法蘭用鋼的低溫沖擊性能要求也逐漸提高，目前行業(yè)內(nèi)的標準已經(jīng)不能滿足市場需求。
[0004]目前生產(chǎn)高質(zhì)量風電法蘭用鋼存在的限制因素，主要有如下幾點：
1.鋼材中P含量偏高。P元素可固溶于鐵素體中，含量過高時將大幅降低鋼材的塑性和韌性，并升高脆性轉(zhuǎn)變溫度，導致材料變脆，低溫時冷脆現(xiàn)象更為顯著，嚴重影響風電法蘭的低溫沖擊性能。
[0005]行業(yè)內(nèi)目前使用轉(zhuǎn)爐為初煉爐，生產(chǎn)成品P≤0.012%的風電法蘭用鋼。受操作水平、鋼種特性、生產(chǎn)成本、物料配比等因素影響，使用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)P≤0.015%的鋼種存在一定難度。適用于極寒地區(qū)，對低溫沖擊功要求較高的，優(yōu)質(zhì)風電法蘭用鋼Q345E/S355NL，通常要求成品P含量≤0.012%。
[0006]若使用電爐為初煉爐，選用優(yōu)質(zhì)廢鋼，雖然可以生產(chǎn)成品P含量≤0.012%的風電法蘭用鋼，但生產(chǎn)周期長、環(huán)境污染大、消耗能源多、工序生產(chǎn)成本翻倍，在碳達峰碳中和的大環(huán)境下，電爐生產(chǎn)工藝相對落后，不利于節(jié)能降耗。
[0007]2.Ti含量過高。Ti元素以固溶、沉淀等形式強化基體，但可降低材料的塑性和韌性，形成大塊TiN夾雜時，將嚴重惡化鋼的沖擊韌性，尤其是低溫沖擊韌性。Ti含量對風電法蘭用鋼低溫沖擊影響較大，高質(zhì)量風電法蘭用鋼，必須嚴格控制成品Ti含量。行業(yè)內(nèi)受到操作水平，物料控制，生產(chǎn)經(jīng)驗，質(zhì)量穩(wěn)定性等方面影響，風電法蘭用鋼Ti含量普遍偏高。
[0008]3.鋼水純凈度差，夾雜物含量高。D類夾雜物達到2.0級以上，夾雜物較多，將嚴重影響材料的低溫沖擊性能。受操作水平，產(chǎn)品質(zhì)量，控制細節(jié)，工藝流程等方面影響，更由于國家標準對夾雜物等級不做要求，因此行業(yè)內(nèi)企業(yè)普遍難以保證風電法蘭鋼水純凈度。
[0009]4.熱處理工藝不合理。正火工藝可細化晶粒，均勻組織，改善缺陷，成本相對較低，因此大部分廠家生產(chǎn)風電法蘭用鋼時熱處理僅采用正火工藝。但正火后的材料存在內(nèi)應力，影響材料低溫沖擊的穩(wěn)定性，需對正火后的材料進行回火處理，以消除內(nèi)應力，提高材料韌性。
[0010]因此，行業(yè)內(nèi)亟需開發(fā)一種成本低、可操作性強的風電法蘭用鋼生產(chǎn)工藝，進一步提高風電法蘭用鋼的低溫沖擊韌性，滿足市場需求。
發(fā)明內(nèi)容
[0011]本發(fā)明提供一種提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，本發(fā)明采用“BOF（100t）-LF（120t）-VD（120t）-CC”工藝流程，生產(chǎn)風電法蘭用低合金高強度鋼連鑄圓坯，鍛后產(chǎn)品-50沖擊功≥70J，保證風電法蘭用鋼良好的低溫沖擊性能。
[0012]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：一種提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法，所述方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、VD真空處理、連鑄、熱處理工序；所述轉(zhuǎn)爐冶煉工序，采用BOF轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐鐵水與廢鋼比例為：鐵水量85～90%，廢鋼量10～15%；所述轉(zhuǎn)爐鐵水成分含量控制：P≤0.110%、S≤0.030%、Si：0.30～0.70%，轉(zhuǎn)爐鐵水溫度1350～1450℃，出爐鋼水P含量≤0.012%；所述LF精煉工序，保證LF精煉時間≥55min，白渣保持時間≥25min，控制脫氧劑中Ti含量≤0.25%、精煉渣Ti含量≤0.10%；所述熱處理工序，鍛后產(chǎn)品正火溫度910～930℃，正火時間12～16小時，回火溫度450-470℃，回火時間15～20小時?？删鶆蚣毣F素體和珠光體組織，顯著提高風電法蘭用鋼的低溫沖擊性能。
[0013]本發(fā)明所述風電法蘭用鋼P含量≤0.012%，Ti≤0.0030%。
[0014]本發(fā)明所述風電法蘭用鋼-50℃低溫沖擊功≥70J，屈服強度≥370MPa，抗拉強度500-600MPa，斷后伸長率≥25%。
[0015]本發(fā)明所述風電法蘭用鋼夾雜物控制如下：A細≤1.0級，A粗≤0.5級，B細≤1.0級，B粗≤0.5級，C細≤0.5級，C粗≤0.5級，D細≤1.0級，D粗≤0.5級，Ds≤1.0級。
[0016]本發(fā)明所述轉(zhuǎn)爐冶煉工序，BOF轉(zhuǎn)爐前一爐冶煉結(jié)束后，轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)留鋼渣2～5t，底吹氮氣進行濺渣護爐，濺渣時間3～5min。
[0017]本發(fā)明所述轉(zhuǎn)爐冶煉工序，轉(zhuǎn)爐吹煉3～5分鐘需倒出前期渣，加入渣料進行二次造渣冶煉，出鋼過程嚴格禁止下渣。冶煉前將轉(zhuǎn)爐爐口、爐帽附近的轉(zhuǎn)爐渣清理干凈，如吹煉過程發(fā)生噴濺，必須對爐帽殘留的轉(zhuǎn)爐渣進行二次清理，保證爐帽清理干凈無殘渣才能出鋼；保證精煉到位P含量≤0.012%，必須嚴格控制成品P含量≤0.015%。
[0018]本發(fā)明所述LF精煉工序，精煉渣系控制范圍：CaO≥54%，SiO2≤7%，堿度R≥8，Al2O3：29～31%，TFe+MnO≤0.5%，MgO≤6%，保證良好的脫氧脫硫效果，以及良好的吸附夾雜物效果，控制較高的鋼水純凈度。
[0019]本發(fā)明所述LF精煉工序，LF到位后鋼包開雙透氣磚，保證精煉渣良好的流動性，LF精煉過程中不添加含Ti合金、不喂入鈦線，控制成品Ti含量≤0.0030%。
[0020]本發(fā)明所述VD真空處理工序，VD真空處理過程≤67Pa，高真空保持時間≥15min，保證鋼包良好的透氣性及氬氣攪拌效果，VD真空處理后軟吹時間≥15min，軟吹時氬氣流量≤17L/min，促進夾雜物充分上浮。VD真空處理后鋼水中O≤10ppm，N：60～80ppm，H≤1.2ppm。
[0021]本發(fā)明所述連鑄工序，所述連鑄工序，過熱度20～30℃，拉速0.26～0.28m/min。連鑄過程做好氬氣保護，避免鋼水二次氧化，保證鋼包自開不燒氧，控制鋼水純凈度。
[0022]本發(fā)明所述風電法蘭用鋼化學成分及質(zhì)量百分含量如下：C：0.13～0.15%，Si：0.22～0.26%，Mn：1.34～1.39%，P≤0.015%，S≤0.002%，Cu：0.02%，Cr：0.07～0.08%，Mo：0.01～0.02%，V：0.03～0.04%，Ti≤0.003%，Alt：0.025～0.035%，Nb：0.02～0.03%，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0023]采用上述技術方案所產(chǎn)生的有益效果在于：1、本發(fā)明通過轉(zhuǎn)爐操作，合金及物料成分控制，精煉時間，精煉渣系，VD操作工序合理控制，可生產(chǎn)成品Ti含量≤0.0030%、高低溫沖擊功的風電法蘭用鋼，達到國能領先水平。2、本發(fā)明涉及的熱處理工藝可保證鍛后產(chǎn)品得到均勻細化的鐵素體和珠光體組織，顯著提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能。3、本發(fā)明通過控制精煉時間、精煉渣系、VD操作等，可有效提高鋼水純凈度，保證成品鋼中夾雜物A細≤1.0級，A粗≤0.5級，B細≤1.0級，B粗≤0.5級，C細≤0.5級，C粗≤0.5級，D細≤1.0級，D粗≤0.5級，Ds≤1.0級。4、本發(fā)明產(chǎn)品質(zhì)量好，環(huán)境污染小，能源消耗少，工序成本低。
附圖說明
[0024]圖1為實施例1中風電法蘭用鋼的500倍金相組織圖；
圖2為實施例2中風電法蘭用鋼的500倍金相組織圖。
具體實施方式
[0025]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細地說明。
[0026]實施例1-8
本發(fā)明采用“BOF（100t）-LF（120t）-VD（120t）-CC”工藝流程，生產(chǎn)風電法蘭用低合金高強度鋼連鑄圓坯，最終獲得成品風電法蘭用鋼。實施例1-8風電法蘭用鋼化學成分及質(zhì)量百分含量見表1。
[0027]表1 實施例1-8風電法蘭用鋼化學成分及質(zhì)量百分含量（%）
生產(chǎn)方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉、VD真空處理、連鑄、熱處理工序；具體操作步驟如下：
（1）轉(zhuǎn)爐冶煉工序：BOF轉(zhuǎn)爐使用優(yōu)質(zhì)低P鐵水，要求P≤0.110%、S≤0.030%、Si0.30～0.70%、溫度1350～1450℃。前一爐冶煉結(jié)束后轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)留鋼渣2～5t，底吹氮氣進行濺渣護爐，濺渣時間3～5min。轉(zhuǎn)爐鐵水廢鋼比例為：鐵水量85～90%，廢鋼量10～15%，使用優(yōu)質(zhì)廢鋼。冶煉前將轉(zhuǎn)爐爐口、爐帽附近的轉(zhuǎn)爐渣清理干凈，如吹煉過程發(fā)生噴濺，必須對爐帽殘留的轉(zhuǎn)爐渣進行二次清理，保證爐帽清理干凈無殘渣才能出鋼。轉(zhuǎn)爐吹煉3～5分鐘需倒出前期渣，加入渣料進行二次造渣冶煉，出鋼過程嚴格禁止下渣，保證精煉到位P含量≤0.012%，必須嚴格控制成品P含量≤0.015%。實施例1-8轉(zhuǎn)爐冶煉工序控制參數(shù)見表2。
[0028]表2 實施例1-8轉(zhuǎn)爐冶煉工序控制參數(shù)
（2）LF精煉工序：LF到位后鋼包開雙透氣磚，保證精煉渣良好的流動性，保證LF精煉時間≥55min，白渣保持時間≥25min，不得添加含Ti合金、不得喂入鈦線，控制脫氧劑SiC的Ti含量≤0.25%、精煉渣Ti含量≤0.10%，可控制成品Ti含量≤0.0030%。
[0029]精煉渣系控制范圍：CaO≥54%，SiO2≤7%，堿度R≥8，Al2O3 29-31%，TFe+MnO≤0.5%，MgO≤6%，可保證良好的脫氧脫硫效果，以及良好的吸附夾雜物效果，控制較高的鋼水純凈度。實施例1-8的LF精煉工序控制參數(shù)見表3。
[0030]表3 實施例1-8LF精煉工序控制參數(shù)
（3）VD真空處理工序：VD真空處理過程≤67Pa，高真空保持時間≥15min，保證鋼包良好的透氣性及氬氣攪拌效果，保證VD后軟吹時間≥15min，軟吹時氬氣流量≤17L/min，促進夾雜物充分上浮。實施例1-8 VD真空處理工序控制參數(shù)見表4。VD真空處理后，實施例1-8鋼水中O、N、H含量見表5。
[0031]表4 實施例1-8 VD真空處理工序控制參數(shù)
表5 實施例1-8風電法蘭用鋼中氣體情況
（4）連鑄工序：過熱度20～30℃，拉速0.26～0.28m/min。過程做好氬氣保護，避免鋼水二次氧化，保證鋼包自開不燒氧，控制鋼水純凈度。
[0032]（5）熱處理工序：鍛后產(chǎn)品正火溫度910～930℃，正火時間12～16小時，回火溫度450-470℃，回火時間15～20小時。實施例1-8連鑄及熱處理工序控制參數(shù)見表6。
[0033]實施例1-8所得風電法蘭用鋼的性能、夾雜物檢測結(jié)果見表7、8。圖1、2分別是實施例1、2金相組織圖，通過圖1、2可看出，本發(fā)明方法所得風電法蘭用鋼純凈度較高，其余實施例附圖相同省略。
[0034]表6 實施例1-8 連鑄及熱處理工序控制參數(shù)
表7 實施例1-8風電法蘭用鋼夾雜物檢測結(jié)果
表8 實施例1-8風電法蘭用鋼性能測結(jié)果
以上所述僅為本發(fā)明較佳實例，不能以此限定本發(fā)明權利范圍，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域技術人員依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作任何修改、等同替換、改進等，均屬于本發(fā)明所涵蓋范圍。
聲明：
“提高風電法蘭用鋼低溫沖擊性能的方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
988
編輯：中冶有色技術網(wǎng)
來源：石鋼京誠裝備技術有限公司
分享 0
舉報 0
收藏 0
反對 0
點贊 0
中冶有色技術平臺
2025年03月25日 ~ 27日 
