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1、(10)申请公布号 CN 103343283 A (43)申请公布日 2013.10.09 CN 103343283 A *CN103343283A* (21)申请号 201310291217.8 (22)申请日 2013.07.12 C22C 38/14(2006.01) B21B 37/16(2006.01) B21B 37/74(2006.01) C21D 1/84(2006.01) (71)申请人 鞍钢股份有限公司 地址 114000 辽宁省鞍山市铁西区环钢路 1 号 (72)发明人 刘源 王若钢 李新玲 陈华 张健 应传涛 张紫茵 刘立强 陈付振 刘浩岩 (74)专利代理机构 鞍山嘉。
2、讯科技专利事务所 21224 代理人 张群 (54) 发明名称 一种特厚低温风塔用钢 S355NL 的生产方法 (57) 摘要 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， 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， 其特征在于， 针 对三个关键点加以控制 ： 冶炼成分设计、 低温控 制轧制及终轧后的冷却。所述连铸坯的厚度为 250300mm。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 80100m。
3、m 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厂家。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103343283 A CN 103343283 A *CN103343283A* 1/1 页 2 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、 加热、 除 磷、 控制轧制、 控制。
4、冷却、 热矫、 堆垛缓冷、 火切至成品， 其特征在于， 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 0.150.18%、 Si 0.250.45%、 Mn 1.41.8%、 Nb 0.200.40%、 V 0.300.50%、 Ti 0.400.50%、 Ni 0.200.40%、 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 12001280 ； 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 1525%， 终轧温度控制在。
5、 950以上 ； 第二阶段开轧温度 控制在 900940、 终轧温度 890850、 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 1520 /S 的速度冷却 至500550， 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。 2. 根据权利要求 1 所述的一种特厚低温风塔用钢 S355NL 的生产方法， 其特征在于， 所 述连铸坯的厚度为 250300mm。 权 利 要 求 书 CN 103343283 A 2 1/4 页 3 一种特厚低温风塔用钢 S355NL。
6、 的生产方法 技术领域 0001 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 0002 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。 0003 近年随着国际风电行业对 80100mm 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。 0004 国内已有厚板生产企业生产 80100mm 特厚 S355NL 的先例， 但都是使用。
7、 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 80100mm 特厚 S355NL 生 产的相关资料记载。 发明内容 0005 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。 0006 为实现上述目的， 本发明的技术方案是 ： 0007 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。
8、计、 低温控制轧制及终轧后的控制冷却， 其具体控制如下 ： 0008 1） 冶炼成分设计 ： C 0.150.18%、 Si 0.250.45%、 Mn 1.41.8%、 Nb 0.200.40%、 V 0.300.50%、 Ti 0.400.50%、 Ni 0.200.40%、 P 0.02%、 S 0.004%， 其余为铁及不可 避免微量杂质 ； 0009 2） 低温控制轧制 ： 连铸坯在加热炉加热至 12001280， 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 1525%， 终 轧温度控制在 950以上 ； 第二阶段开轧温度控制。
9、在 900940、 终轧温度 890850、 变形 率控制在 50%-60% ； 0010 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 1520 /S 的速度 冷却至500550， 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。 0011 所述连铸坯的厚度为 250300mm， 可使生产流程缩短、 生产成本降低。 0012 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。
10、， 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。 0013 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 说 明 书 CN 103343283 A 3 2/4 页 4 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%。 0014 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。 0015 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。
11、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。 0016 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。 0017 与现有技术相比，。
12、 本发明的有益效果是 ： 0018 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 80100mm 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 0019 图 1 是本发明实施例一产品的金相组织图。 具体实施方式 0020 下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明 ： 0021 实施例 1 0022 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、 。
13、控制冷却、 热矫、 堆垛缓冷、 火切至成品， 其具体工艺控制如下 ： 0023 1）冶 炼 成 分 设 计 （wt%） ： C:0.17%、 Si ： 0.30%、 Mn ： 1.60%、 Nb ： 0.3%、 V:0.40%、 Ti:0.45%、 Ni:0.30%、 P 0.01%、 S 0.005%， 其余为铁及不可避免微量杂质 ； 0024 冶炼时， 钢水先经电炉冶炼后， 送入 LF 精炼炉精炼， 精炼过程加强造白渣， 加强吹 Ar 气促进钢水与渣的混合搅拌， 经 VD 处理， 将 S 控制在 0.005% 以下， 同时进行 Ca 处理， 改 善夹杂物形态 ； 0025 2） 浇铸 ： 。
14、保真空破坏后， 在 15451550温度范围内浇铸连铸坯， 连铸坯厚度在 250mm ； 0026 3） 加热， 考虑到 Nb(CN) 完全固溶温度为 11001200， 同时为降低变形抗力和确 保后续控制轧制的效果， 将钢坯加热温度确定在 11501250 ； 0027 4） 除磷， 高压水水压控制在 18-22Mpa， 一次除鳞即可除净表面氧化铁皮 ； 0028 5） 低温控制轧制 ： 连铸坯在加热炉加热至 1250， 轧制成品厚度为 80mm， 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 1525%， 终轧温度控制在 960。 第二阶段开轧温度控制在 920、 终轧温。
15、度 870、 变形率控制在 60% ； 说 明 书 CN 103343283 A 4 3/4 页 5 0029 6） 终轧后的冷却 ： 轧制结束后， 直接进入加速冷却装置， 以 18 /S 冷却至 550， 进入热矫机后堆垛缓冷， 堆垛温度 420， 时间 16 小时， 最终得到的产品微观组织为铁素体 + 珠光体组织的混合组织， 见图 1 ； 0030 7） 火焰切割至成品。 0031 实施例 2 0032 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 ： 0033。
16、 1）冶 炼 成 分 设 计 （wt%） ： C:0.15%、 Si ： 0.45%、 Mn ： 1.40%、 Nb ： 0.3%、 V:0.40%、 Ti:0.45%、 Ni:0.30%、 P 0.01%、 S 0.003%， 其余为铁及不可避免微量杂质 ； 0034 冶炼时， 钢水先经电炉冶炼后， 送入LF精炼炉精炼， 送入LF精炼炉精炼， 精炼过程 加强造白渣， 加强吹 Ar 气促进钢水与渣的混合搅拌， 经 VD 处理， 将 S 控制在 0.003% 以下， 同时进行 Ca 处理， 改善夹杂物形态 ； 0035 2） 浇铸 ： 保真空破坏后， 在 15451550温度范围内浇铸连铸坯， 。
17、连铸坯厚度在 255mm ； 0036 3） 加热， 考虑到 Nb(CN) 完全固溶温度为 11001200， 同时为降低变形抗力和确 保后续控制轧制的效果， 将钢坯加热温度确定在 11501250 ； 0037 4） 除磷， 高压水水压控制在 1822Mpa， 一次除鳞即可除净表面氧化铁皮 ； 0038 5） 低温控制轧制 ： 连铸坯在加热炉加热至 1260， 轧制成品厚度为 90mm， 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 1525%， 终轧温度控制在 960以 上 ； 第二阶段开轧温度控制在 940、 终轧温度 850、 变形率控制在 55% ； 0039 6）。
18、 终轧后的冷却 ： 轧制结束后， 直接进入加速冷却装置， 以 20 /S 冷却至 530， 进入热矫机后堆垛缓冷， 堆垛温度 450， 时间 17 小时， 最终得到的产品微观组织为铁素体 + 珠光体的混合组织 ； 0040 7） 火焰切割至成品。 0041 实施例 3 0042 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 ： 0043 1）冶 炼 成 分 设 计 （wt%） ： C:0.18%、 Si ： 0.40%、 Mn ： 1.80%、 Nb ： 0.4%、。
19、 V:0.30%、 Ti:0.40%、 Ni:0.40%、 P 0.01%、 S 0.003%， 其余为铁及不可避免微量杂质 ； 0044 冶炼时， 钢水先经电炉冶炼后， 送入 LF 精炼炉精炼， 精炼过程加强造白渣， 加强吹 Ar 气促进钢水与渣的混合搅拌， 经 VD 处理， 将 S 控制在 0.003% 以下， 同时进行 Ca 处理， 改 善夹杂物形态。 0045 2） 浇铸 ： 保真空破坏后， 在 15451550温度范围内浇铸连铸坯， 连铸坯厚度在 300mm ； 0046 3） 加热， 考虑到 Nb(CN) 完全固溶温度为 11001200， 同时为降低变形抗力和确 保后续控制轧制的。
20、效果， 将钢坯加热温度确定在 11501250 ； 0047 4） 除磷， 高压水水压控制在 1822Mpa， 一次除鳞即可除净表面氧化铁皮。 0048 5） 低温控制轧制 ： 连铸坯在加热炉加热至 1280， 轧制成品厚度为 100mm， 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 1525%， 终轧温度控制在 955以 说 明 书 CN 103343283 A 5 4/4 页 6 上 ； 第二阶段开轧温度控制在 930、 终轧温度 860、 变形率控制在 50% ； 0049 6） 终轧后的冷却 ： 轧制结束后， 直接进入加速冷却装置， 以 15 /S 冷却至 520， 进入热矫机后堆垛缓冷， 堆垛温度 400， 时间 16 小时， 最终得到的产品微观组织为铁素体 + 珠光体的混合组织 ； 0050 7） 火焰切割至成品。 0051 上述三个实施例生产的产品实物性能如下表 1 所示 ： 0052 表 1 0053 说 明 书 CN 103343283 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103343283 A 7 。