[发明专利]一种风电变桨轴承用钢及其制备方法

说明书

本发明提供了一种风电变桨轴承用钢及其制备方法，所述风电变桨轴承用钢的制备方法包括：铁水依次经过预处理、转炉冶炼、LF精炼及VD真空脱气后得到处理后的铁水，所述处理后的铁水经连铸后得到钢坯，所述钢坯经缓冷与精整后得到所述风电变桨轴承用钢。本发明通过对所述风电变桨轴承用钢的制备方法进行优化，使得钢材中Ti含量≤0.0015％，Ca含量≤0.0005％；同时通过优化精炼中精炼渣的三元渣系组分，提高了精炼渣的流动性及吸钢液中非金属夹杂物的能力，使钢中非金属夹杂物水平达到：B类、D类、Ds类≤1级，提高了轴承的锻造性能，延长了风电变桨轴承的使用寿命。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，涉及钢铁行业中的特种合金钢，具体涉及一种风电变桨轴承用钢及其制备方法。

背景技术

进入21世纪以来，世界范围内出现了严重的能源危机和环境恶化状况。世界各国积极寻求解决之道，并最终将目光放到了风能这一可再生绿色能源上。作为可再生能源之一的风力发电，我国拥有的储量及开发量居世界首位，现已列入国家能源发展的国策。由于风力源处于高山、高原、海岸及近海，气温、环境差异很大，风电机组又安装在几十、几百米高的塔架上，对与机组配套使用的变桨、偏航转盘轴承，风电制造厂家提出了如下要求：20年内不得更换、大修；抗风沙，耐盐碱气候；满足±45℃的环境要求，在-45℃下其冲击功Akv不小于27J。

风力发电用轴承大致可以分为三类，即：变桨轴承、变桨轴承、传动系统轴承(主轴和变速箱轴承)。变桨轴承安装在每个叶片的根部与轮毂连接部位，工作时需要承受较大的倾覆力矩，同时风力发电机的设计寿命一般为20年,这就要求风电机组轴承的疲劳寿命也要达到20年。夹杂物作为风电轴承锻件检验的重要指标，其级别的高低直接影响最终产品的使用寿命。

为了满足用户的要求，CN 101230441A公开了一种耐低温冲击的风电变桨、偏航轴承套圈用CrMoVNb钢，所述CrMoVNb钢的组成为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，其余为Fe和正常杂质。在现有的42CrMo钢中增加钒以及铌，细化钢组织，提高了钢在低温下的抗冲击能力，但是并没有延长其使用寿命，在使用过程中需要频繁更换，增大了风力发电的成本及操作难度。

CN 104988421A公开了一种大型风电轴承用钢及其制备方法，所述风电轴承用钢的化学成分重量百分比为：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，其余为Fe和正常杂质。所述风电轴承用钢的制备方法主要包括如下步骤：采用转炉冶炼钢水，将钢水经过常规炉外精炼和常规真空脱气处理，采用常规保护浇筑工艺获得钢坯，将钢坯进行热塑性加工、正火、热碾环加工成大型风电轴承。所述风电轴承用钢适用于制造5MW以上大功率风电偏航轴承和变桨轴承，所述风电轴承用钢降低了贵金属Ni元素的含量，进而降低了成产成本，但是其中含有B类非金属夹杂物，影响的所述风电轴承用钢的使用寿命。