風塔用鋼板的研制與開發

 　　風能是我國重點發展的清潔能源和新能源之一，是我國能源結構調整的方向。制造風力發電塔對鋼板強度、韌性等力學性能提出了更高的要求。天津鋼鐵集團有限公司通過控軋控冷工藝，保證了鋼板的力學性能和表面質量要求，獲得用戶的廣泛贊譽。

　　風塔用鋼板主要用于制造風力發電塔的結構，要求鋼板具有高強度、低溫韌性強、抗斷裂能力強、良好的焊接性能和表面質量。
　　為了達到風塔用鋼性能的特殊要求，天津鋼鐵集團有限公司（以下簡稱天鋼）進行了風塔用鋼板的研制與開發。在化學成分上采用去除Nb微合金元素的減量化成分設計，通過控軋控冷工藝，保證鋼材的力學性能，降低了生產成本；通過對鑄坯表面氧化鐵皮的研究和實踐，開發出了低Si含量和新高壓水除鱗工藝，并申請了國家發明專利，解決了行業內普遍存在的因氧化鐵皮壓入造成的“麻坑”問題，保證了風塔用鋼板的表面質量要求。
　　1 主要研制內容
　　1.1 風塔鋼化學成分的減量化設計
　　天鋼風塔鋼的化學成分設計，是以天鋼低合金高強度鋼Q345D/E鋼種為基礎，結合風塔鋼的高強度、低溫韌性強等力學性能和表面質量要求，進行的減量化成分設計。
　　1.1.1 力學性能要求
　　天鋼風塔鋼是參考天鋼現有的Q345D/E鋼種的力學性能進行的化學成分設計，風塔鋼Q345D/E力學性能要求，天鋼低合金高強度鋼Q345D/E力學性能。
　　通天鋼低合金高強度鋼Q345D/E力學性能指標與風塔鋼標準要求相比有較大余量，其中屈服強度有90-110MPa余量，抗拉強度有80-100MPa余量，低溫沖擊功余量也在55-97J左右。因此，風塔鋼Q345D/E在成分設計上采用減量化，去除Nb的加入，通過優化軋制工藝，降低二階段軋制的開軋溫度和ACC終冷溫度，保證產品的力學性能要求是可行的。
　　1.1.2 表面質量的要求
　　對風塔鋼的表面質量要求較高，而其表面質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，這種現狀不能滿足其表面質量的要求。根據相關文獻介紹，鋼坯在加熱的過程中，鋼中Si含量較高時，其表層擴散性較強，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，在后續的除鱗中極難去除。為此，在成分設計中降低了Si含量，目標值控制在0.25%左右。
　　1.2 重點工藝控制
　　1.2.1 冶煉、連鑄工藝控制
　　以提高鋼坯質量為重點，轉爐采取精料方針，控制入爐鐵水的成分和溫度，提高終點冶煉命中率，嚴格控制鋼種脫氧產物。精煉強化快速造還原渣的工藝操作，進行深脫硫，降低鋼中有害元素含量。連鑄控制合理匹配的注溫注速，以及二冷區的比水量，減少鑄坯缺陷，提高鑄坯實物質量。
　　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間的函數關系發現，板坯的氧化程度隨著溫度的增加和加熱時間的延長而加劇。經驗公式如式（1）所示。
　　α=6.2τ1/2e-900/T （1）
　　其中， α：氧化鐵皮生成量，g/cm2；