[发明专利]一种特厚低温风塔用钢S355NL的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁产品领域，尤其涉及一种特厚低温风塔用钢S355NL的生产方法。

背景技术

S355NL属于欧标范围的可焊接细晶粒结构钢，此钢种的特殊性是要求钢材在-50℃低温时仍保持良好的冲击性能，主要用于极寒环境下风电塔筒等结构件。

近年随着国际风电行业对80~100mm特厚板S355NL的需求，国内各厚板生产厂也在加速研发。但由于此钢种对冲击性能要求的苛刻性以及各厂家技术水平的限制，制约了此钢种向厚度方面扩展的延续性。

国内已有厚板生产企业生产80~100mm特厚S355NL的先例，但都是使用300以上厚度的连铸坯。目前，国内外还未有使用250mm厚度连铸坯进行80~100mm特厚S355NL生产的相关资料记载。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特厚低温风塔用钢S355NL的生产方法，采用250mm厚度连铸坯生产，满足该钢种对力学性能及冲击性能的标准要求，缩短生产流程，降低生产成本。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种特厚低温风塔用钢S355NL的生产方法，其工艺流程包括冶炼、连铸、加热、除磷、控制轧制、控制冷却、热矫、堆垛缓冷、火切至成品，针对三个关键点加以控制：冶炼成分设计、低温控制轧制及终轧后的控制冷却，其具体控制如下：

1）冶炼成分设计：C 0.15~0.18%、Si 0.25~0.45%、Mn 1.4~1.8%、Nb 0.20~0.40%、V 0.30~0.50%、Ti 0.40~0.50%、Ni 0.20~0.40%、P≤0.02%、S≤0.004%，其余为铁及不可避免微量杂质；

2）低温控制轧制：连铸坯在加热炉加热至1200~1280℃，使合金元素充分固溶至奥氏体晶体内；按两阶段控制轧制，第一阶段采用大压下，各道次变形量控制在15~25%，终轧温度控制在950℃以上；第二阶段开轧温度控制在900~940℃、终轧温度890~850℃、变形率控制在50%-60%；

3）终轧后的控制冷却：轧制结束后，直接进入加速冷却装置，以15~20℃/S的速度冷却至500~550℃，进入热矫机后堆垛缓冷，堆垛温度不低于400℃，时间不小于16小时，最终得到的产品微观组织为铁素体和珠光体的混合组织。

所述连铸坯的厚度为250~300mm，可使生产流程缩短、生产成本降低。

本钢种添加了0.25%~0.45%的Si，目的之一是与Mn一起提高钢的淬透性，使钢获得珠光体的能力增强。同时Si在铁素体中的固溶度较大，能显著强化铁素体，其固溶强化效果强于Mn，非调质钢中加入一定的Si还可以改善钢的韧性。

Mn在钢中主要作用是固溶强化，提高强度及淬透性。但是Mn含量增加将降低钢的韧性，同时对材料的焊接性能不利。综合以上两点，将Mn的范围设定在1.4%~1.8%。

Ni显著提高钢的韧性，尤其是低温韧性，同时与Si、Mn等元素配合能够推迟珠光体转变，使钢更容易获得珠光体。

Nb、Ti、V是最常用的微合金化元素，以上三种元素对晶界的作用是依次降低的。在钢中，复合微合金化的作用大于单独加入某种元素的总和。Nb、Ti、V这三种元素都可以在奥氏体或铁素体中沉淀，因为在奥氏体中溶解度大而扩散率小，故在奥氏体中沉淀比在铁素体中缓慢，形变可以加速沉淀过程。一般地，应使在奥氏体中沉淀减至最小，在固溶体中保持较多的合金元素而留待在铁素体中沉淀，这可依靠合金化增加微合元素在奥氏体中的溶解度。

由于Nb、V、Ti三种合金元素中Ti的价格最低，采用高Ti低Nb微合金化生产成本较低，既可达到细晶强化的效果，又可达到降低成本的目的。综合考虑以上各种因素。将Nb、V、Ti三种合金元素范围控制在合理范围内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过合理地控制钢中各合金成分的比例以及后续加热轧制过程，经现场实践，本发明方法生产的80~100mm厚度S355NL的力学性能及冲击性能均能满足标准要求，取得了良好的效果，且此发明具有生产流程短、生产成本低、适合大批量生产等优点，可以广泛适用于各厚板生产厂家。

附图说明

图1是本发明实施例一产品的金相组织图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明：

实施例1

一种特厚低温风塔用钢S355NL的生产方法，其工艺流程包括冶炼、连铸坯、加热、除磷、控制轧制、控制冷却、热矫、堆垛缓冷、火切至成品，其具体工艺控制如下：