風(fēng)塔用鋼板的研制與開發(fā)

 　　風(fēng)能是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的清潔能源和新能源之一，是我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向。制造風(fēng)力發(fā)電塔對(duì)鋼板強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能提出了更高的要求。天津鋼鐵集團(tuán)有限公司通過控軋控冷工藝，保證了鋼板的力學(xué)性能和表面質(zhì)量要求，獲得用戶的廣泛贊譽(yù)。

　　風(fēng)塔用鋼板主要用于制造風(fēng)力發(fā)電塔的結(jié)構(gòu)，要求鋼板具有高強(qiáng)度、低溫韌性強(qiáng)、抗斷裂能力強(qiáng)、良好的焊接性能和表面質(zhì)量。
　　為了達(dá)到風(fēng)塔用鋼性能的特殊要求，天津鋼鐵集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱天鋼）進(jìn)行了風(fēng)塔用鋼板的研制與開發(fā)。在化學(xué)成分上采用去除Nb微合金元素的減量化成分設(shè)計(jì)，通過控軋控冷工藝，保證鋼材的力學(xué)性能，降低了生產(chǎn)成本；通過對(duì)鑄坯表面氧化鐵皮的研究和實(shí)踐，開發(fā)出了低Si含量和新高壓水除鱗工藝，并申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利，解決了行業(yè)內(nèi)普遍存在的因氧化鐵皮壓入造成的“麻坑”問題，保證了風(fēng)塔用鋼板的表面質(zhì)量要求。
　　1 主要研制內(nèi)容
　　1.1 風(fēng)塔鋼化學(xué)成分的減量化設(shè)計(jì)
　　天鋼風(fēng)塔鋼的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，是以天鋼低合金高強(qiáng)度鋼Q345D/E鋼種為基礎(chǔ)，結(jié)合風(fēng)塔鋼的高強(qiáng)度、低溫韌性強(qiáng)等力學(xué)性能和表面質(zhì)量要求，進(jìn)行的減量化成分設(shè)計(jì)。
　　1.1.1 力學(xué)性能要求
　　天鋼風(fēng)塔鋼是參考天鋼現(xiàn)有的Q345D/E鋼種的力學(xué)性能進(jìn)行的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，風(fēng)塔鋼Q345D/E力學(xué)性能要求，天鋼低合金高強(qiáng)度鋼Q345D/E力學(xué)性能。
　　通天鋼低合金高強(qiáng)度鋼Q345D/E力學(xué)性能指標(biāo)與風(fēng)塔鋼標(biāo)準(zhǔn)要求相比有較大余量，其中屈服強(qiáng)度有90-110MPa余量，抗拉強(qiáng)度有80-100MPa余量，低溫沖擊功余量也在55-97J左右。因此，風(fēng)塔鋼Q345D/E在成分設(shè)計(jì)上采用減量化，去除Nb的加入，通過優(yōu)化軋制工藝，降低二階段軋制的開軋溫度和ACC終冷溫度，保證產(chǎn)品的力學(xué)性能要求是可行的。
　　1.1.2 表面質(zhì)量的要求
　　對(duì)風(fēng)塔鋼的表面質(zhì)量要求較高，而其表面質(zhì)量目前普遍存在不同程度的因氧化鐵皮壓入造成的“麻坑”問題，這種現(xiàn)狀不能滿足其表面質(zhì)量的要求。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)介紹，鋼坯在加熱的過程中，鋼中Si含量較高時(shí)，其表層擴(kuò)散性較強(qiáng)，與氧化鐵皮中的FeO層在鋼坯基體中生成鐵橄欖石, 鐵橄欖石熔點(diǎn)在1170℃左右，鐵橄欖石的生成降低了高壓水除鱗的剝離效果，一旦形成較大量的鐵橄欖石，在后續(xù)的除鱗中極難去除。為此，在成分設(shè)計(jì)中降低了Si含量，目標(biāo)值控制在0.25%左右。
　　1.2 重點(diǎn)工藝控制
　　1.2.1 冶煉、連鑄工藝控制
　　以提高鋼坯質(zhì)量為重點(diǎn)，轉(zhuǎn)爐采取精料方針，控制入爐鐵水的成分和溫度，提高終點(diǎn)冶煉命中率，嚴(yán)格控制鋼種脫氧產(chǎn)物。精煉強(qiáng)化快速造還原渣的工藝操作，進(jìn)行深脫硫，降低鋼中有害元素含量。連鑄控制合理匹配的注溫注速，以及二冷區(qū)的比水量，減少鑄坯缺陷，提高鑄坯實(shí)物質(zhì)量。
　　1.2.2 加熱工藝的控制
　　研究碳鋼的氧化鐵皮生成量與溫度及時(shí)間的函數(shù)關(guān)系發(fā)現(xiàn)，板坯的氧化程度隨著溫度的增加和加熱時(shí)間的延長(zhǎng)而加劇。經(jīng)驗(yàn)公式如式（1）所示。
　　α=6.2τ1/2e-900/T （1）
　　其中， α：氧化鐵皮生成量，g/cm2；