[發明專利]一種風電變槳軸承用鋼及其制備方法

在審

• 申請號: 202110823699.1
• 申請日: 2021-07-21
• 公開（公告）號: CN113549833A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 馬小亮;鞏飛;尹修剛;任立坤;李軍龍;楊磊;李剛
• 申請（專利權）人: 承德建龍特殊鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/20;C22C38/22;C22C38/42;C22C38/44;C21C1/02;C21C5/30;C21C7/076;C21C7/10;C22C33/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 趙穎

本發明提供了一種風電變槳軸承用鋼及其制備方法，所述風電變槳軸承用鋼的制備方法包括：鐵水依次經過預處理、轉爐冶煉、LF精煉及VD真空脫氣后得到處理后的鐵水，所述處理后的鐵水經連鑄后得到鋼坯，所述鋼坯經緩冷與精整后得到所述風電變槳軸承用鋼。本發明通過對所述風電變槳軸承用鋼的制備方法進行優化，使得鋼材中Ti含量≤0.0015％，Ca含量≤0.0005％；同時通過優化精煉中精煉渣的三元渣系組分，提高了精煉渣的流動性及吸鋼液中非金屬夾雜物的能力，使鋼中非金屬夾雜物水平達到：B類、D類、Ds類≤1級，提高了軸承的鍛造性能，延長了風電變槳軸承的使用壽命。

技術領域

本發明屬于煉鋼技術領域，涉及鋼鐵行業中的特種合金鋼，具體涉及一種風電變槳軸承用鋼及其制備方法。

背景技術

進入21世紀以來，世界范圍內出現了嚴重的能源危機和環境惡化狀況。世界各國積極尋求解決之道，并最終將目光放到了風能這一可再生綠色能源上。作為可再生能源之一的風力發電，我國擁有的儲量及開發量居世界首位，現已列入國家能源發展的國策。由于風力源處于高山、高原、海岸及近海，氣溫、環境差異很大，風電機組又安裝在幾十、幾百米高的塔架上，對與機組配套使用的變槳、偏航轉盤軸承，風電制造廠家提出了如下要求：20年內不得更換、大修；抗風沙，耐鹽堿氣候；滿足±45℃的環境要求，在-45℃下其沖擊功Akv不小于27J。

風力發電用軸承大致可以分為三類，即：變槳軸承、變槳軸承、傳動系統軸承(主軸和變速箱軸承)。變槳軸承安裝在每個葉片的根部與輪轂連接部位，工作時需要承受較大的傾覆力矩，同時風力發電機的設計壽命一般為20年,這就要求風電機組軸承的疲勞壽命也要達到20年。夾雜物作為風電軸承鍛件檢驗的重要指標，其級別的高低直接影響最終產品的使用壽命。

為了滿足用戶的要求，CN 101230441A公開了一種耐低溫沖擊的風電變槳、偏航軸承套圈用CrMoVNb鋼，所述CrMoVNb鋼的組成為C：0.42-0.45、Si：0.15-0.30、Mn：0.60-0.90、Cr：0.90-1.20、Mo：0.15-0.30、Ni：0.35-0.60、V、0.08-0.15、Nb：0.03-0.06、Cu：≤0.20、Al：≤0.05、S：≤0.015、P：≤0.015、As：≤0.015、Sn：≤0.012、[O]：≤20ppm、[H]：≤2.0ppm，其余為Fe和正常雜質。在現有的42CrMo鋼中增加釩以及鈮，細化鋼組織，提高了鋼在低溫下的抗沖擊能力，但是并沒有延長其使用壽命，在使用過程中需要頻繁更換，增大了風力發電的成本及操作難度。

CN 104988421A公開了一種大型風電軸承用鋼及其制備方法，所述風電軸承用鋼的化學成分重量百分比為：C：0.42-0.46、Mn：0.65-0.85、Mo：0.15-0.25、Ni：0.30-0.80、Cr：0.80-1.00、Si、0.65-0.85、Al_酸溶：≤0.05、Ti：≤0.003、S：≤0.01、P：≤0.01、O：≤0.0008、H：≤0.00012，其余為Fe和正常雜質。所述風電軸承用鋼的制備方法主要包括如下步驟：采用轉爐冶煉鋼水，將鋼水經過常規爐外精煉和常規真空脫氣處理，采用常規保護澆筑工藝獲得鋼坯，將鋼坯進行熱塑性加工、正火、熱碾環加工成大型風電軸承。所述風電軸承用鋼適用于制造5MW以上大功率風電偏航軸承和變槳軸承，所述風電軸承用鋼降低了貴金屬Ni元素的含量，進而降低了成產成本，但是其中含有B類非金屬夾雜物，影響的所述風電軸承用鋼的使用壽命。