[發明專利]一種六兆瓦以上海上大功率風電機組法蘭用鋼錠及其生產方法

在審

• 申請號: 202210412505.3
• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114921720A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 張龍龍;劉榮泉;鐘旭光;朱國宴;楊小林
• 申請（專利權）人: 常熟市龍騰特種鋼有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/12;C21C7/00;C21C7/072;C21C7/10;C22C33/04
• 代理公司: 蘇州根號專利代理事務所(普通合伙) 32276
• 代理人: 項麗

本發明提供了一種六兆瓦以上海上大功率風電機組法蘭用鋼錠及其生產方法，它包括以下質量百分含量的化學成分：C:0.13?0.18%、Si：0.15?0.35%、Mn：1.30?1.50%、P≤0.015%、S≤0.005%、V：0.02?0.06%、Al：0.020?0.050%、Nb：0.020?0.050%，H≤0.0002%、O≤0.0020%和N：60?110ppm，As+Pb+Sb+Bi+Sn≤0.025%、余量為Fe和不可避免的雜質。通過精確控制鋼錠的化學成分（即采用了特定質量百分比的化學元素），提高了鋼的純凈度，減小鋼錠成分偏析，使其有著優異的強度、焊接性能及低溫沖擊韌性。

技術領域

本發明涉及一種法蘭用鋼錠，具體涉及一種六兆瓦以上海上大功率風電機組法蘭用鋼錠及其生產方法。

背景技術

海上風力發電作為風力發電的重要組成部分，由于風力資源豐富、風源穩定、風速較陸上更大、信號主導方向穩定、年利用小時長、不占用土地資源以及接近沿海用電負荷中心等優點，已成為近年來改變國家能源結構、實現綠色低碳發展的重要手段。目前，可開發的陸上風電儲能約253GW，海上風電儲能約750GW。陸上風電裝機已經基本完成，而海上風電現有總裝機量13GW，存在50倍以上的上漲空間，市場前景巨大，是未來風電發展的核心。

海上風電機組裝機容量越來越高，風機越來越大型化。除了具有足夠的強度，較輕的重量外，還需具備優良的低溫韌性、耐候性等高端要求。作為風電塔筒連接用法蘭材料，除滿足上述要求外，對鋼材純凈度、低溫韌性提出了更苛刻的要求(甚至-40℃、-50℃環境下仍具有優異的沖擊韌性)。目前，風電法蘭主要采用連鑄圓坯或模鑄坯鍛造加工成型，鋼種國內牌號為Q345E、歐洲牌號S355NL，國內可以生產具備風電法蘭用鋼生產能力的達十數家，但產品質量參差不齊。超高功率(如六兆瓦及以上)海上風電對制造法蘭的用鋼提出了更加苛刻的要求，不僅材料要具有良好的焊接性能，而且材料的耐低溫性能標準大大提高，在滿足低溫沖擊性能的同時，材料的強度必須達到GB/T1591中Q345級別強度的要求。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種六兆瓦以上海上大功率風電機組法蘭用鋼錠。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種六兆瓦以上海上大功率風電機組法蘭用鋼錠，它包括以下質量百分含量的化學成分：

C:0.13-0.18％、Si：0.15-0.35％、Mn：1.30-1.50％、P≤0.015％、S≤0.005％、V：0.02-0.06％、 Al：0.020-0.050％、Nb：0.020-0.050％，H≤0.0002％、O≤0.0020％和N：60-110ppm， As+Pb+Sb+Bi+Sn≤0.025％、余量為Fe和不可避免的雜質。

優化地，它包括以下質量百分含量的化學成分：C:0.14-0.16％、Si：0.23-0.26％、Mn： 1.35-1.41％、P≤0.012％、S≤0.003％、V：0.028-0.032％、Al：0.028-0.035％、Nb：0.024-0.026％， H≤1.5ppm、O≤14.1％和N：65-74ppm，As+Pb+Sb+Bi+Sn≤0.014％、余量為Fe和不可避免的雜質。

優化地，它的屈服強度275-355Mpa、抗拉強度470-630Mpa、斷后伸長率≥25％、厚度方向性能滿足Z35級別且-50℃低溫沖擊≥50J。

本發明的又一目的在于提供一種上述六兆瓦以上海上大功率風電機組法蘭用鋼錠的生產方法，包括以下步驟：

(a)對鋼包進行預熱；

(b)以鐵水和廢鋼為原料煉制得鋼水，使用渣料進行脫P，至鋼水中C的質量百分含量為0.06～0.08wt％、P的質量百分含量≤0.012wt％；于溫度為1620～1650℃時出鋼，出鋼時隨鋼流水加入1.5～2kg/t的鋁塊對鋼水進行預脫氧；