[發明專利]一種耐超低溫沖擊風電高強螺栓用鋼制造方法

有效

• 申請號: 201710402329.4
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107299278B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 張明榮;劉發友;朱衛東;尚明;桑培宇;王德龍;劉勇;丁秀中;王超;劉世義;張艷福;張永安;楊子江
• 申請（專利權）人: 山東壽光巨能特鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44;C22C38/06;C22C33/04;C21C5/35;C21C7/06;C21C7/10;C21D8/06
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠

一種耐超低溫沖擊風電高強螺栓用鋼制造方法，包括如下步驟：頂底復吹堿性轉爐初煉、LF精煉爐精煉、VD真空爐脫氣、大圓坯弧形連鑄機連鑄、軋鋼加熱、除磷以及氧化鐵鱗片、軋制、入坑緩冷。本發明著眼強韌性、耐延遲斷裂性和冷變形性三個方面開發設計,其圓鋼整體熱處理后，性能指標達到Rm≥950Mpa，Re≥830Mpa，A≥20％，Z≥60％，KV2(?101℃)≥30J。

技術領域

本發明涉及煉鋼技術領域，尤其涉及一種耐超低溫沖擊風電高強螺栓用鋼制造方法。

背景技術

L43等級螺栓在大型風力發電機組中高強度螺栓被大量采用,為適應更大功率的風力發電機組的自主設計開發,保證整個風力發電機組的運行可靠性,滿足風電制造企業的需求。緊固件作為風電機組的基礎，在主機、葉片、塔架和減速箱的連接中，與風力發電機組一起承受著附加的軸向拉伸(交變)載荷、橫向剪切(交變)載荷或由此復合而成的彎曲載荷的作用，有時還有沖擊載荷和長期野外服役，環境惡劣的條件。需要有良好的冷墩性能，高的抗拉強度和塑性、韌性，較高的疲勞抗力和多次沖擊拉伸抗力，具有足夠低的延遲斷裂敏感性和低的韌脆轉化溫度。近二十年來，國內外基本采用35VB、35CrMo、42CrMo、美標B7和40CrNiMoA等鋼種生產,制造風電用高強度螺栓，其大規格材-101℃沖擊功很難穩定達到27J以上要求。進入二十一世紀，特別是近幾年來，隨著國內大功率風電發電機組陸續投產，為保證整個機組在運行過程中的穩定性和安全性，國內一些風電廠家嘗試使用L43大規格鋼材制造高強度、耐低溫螺栓，但-101℃低溫沖擊功不穩定現象一直困擾著產品的研發進程。

目前，42CrNi2Mo鋼材的市場前景較好，但是該鋼種生產技術難度非常大，而大規格材生產更難，長期困惑著風電高強螺栓用鋼生產企業。技術瓶頸表現為兩方面：一是大規格材-101℃沖擊功難以穩定保證；二是因該鋼含有較高的Ni元素，同時含有Cr元素，造成粗軋坯除磷困難，鋼材由此造成的鋼材表面質量問題突出。42CrNi2Mo鋼種化學成分較國標40CrNiMoA的Ni由1.25～1.65％提高到1.65～2.00％，其他元素均有調整。含Ni鋼中產生晶間的選擇性氧化，使FeO鐵橄欖石或其共晶沿晶間呈楔形浸入金屬基體，分散了氧化鐵皮與金屬界的應力，從而提高了含Ni鋼的氧化鐵皮粘附性，當Ni、Cr共存時，其厚度明顯增加，造成軋坯除磷困難，這也是本領域長期存在的技術難題。

因此，開發一種耐超低溫沖擊風電高強螺栓用鋼制造方法，不但具有迫切的研究價值，也具有良好的經濟效益和工業應用潛力，這正是本發明得以完成的動力所在和基礎。

發明內容

為了克服上述所指出的現有技術的缺陷，本發明人對此進行了深入研究，在付出了大量創造性勞動后，從而完成了本發明。

具體而言，本發明所要解決的技術問題是：提供一種耐超低溫沖擊風電高強螺栓用鋼制造方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種耐超低溫沖擊風電高強螺栓用鋼制造方法，包括如下步驟：頂底復吹堿性轉爐初煉、LF精煉爐精煉、VD真空爐脫氣、大圓坯弧形連鑄機連鑄、軋鋼加熱、除磷以及氧化鐵鱗片、軋制、入坑緩冷。

本發明中，作為一種優選的技術方案，所述頂底復吹堿性轉爐初煉的具體工藝為：

以優質鐵水為主原料，并配以生鐵組成煉鋼用主要原料，鐵水熱裝比達到80％，吹煉過程中采用“雙渣”法脫磷，終點控制(C+Mn)含量wt≥0.18％，出鋼P含量wt≤0.010％；出鋼15～20t時加SiCaBaAl 1.0kg/t鋼、鋼芯鋁2.0kg/t鋼脫氧，鐵合金料、增碳劑、渣料隨后加入包中，出鋼后期采用氬氣強攪拌，以均勻溫度和成分，并促進脫氧產物上浮。

鐵合金料包括硅錳鐵、鉻鐵、鎳板和鉬鐵。

其中，鎳板2/3數量在初煉爐內加入，1/3數量在出鋼過程中加入。