一种风电法兰合金钢及工件的制造工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102433503A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102433503A(43)申请公布日2012.05.02(21)申请号201110420808.1(22)申请日2011.12.16(71)申请人江阴同庆机械制造有限公司地址214423江苏省江阴市周庄镇伞墩东路18号(72)发明人刘侠胡协兴刘芳刘勇飚陈燕娟陆忠益(51)Int.Cl.C22C38/24(2006.01)C22C33/04(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种风电法兰合金钢及工件的制造工艺(57)摘要本发明公开了一种风电法兰合金钢及工件的制造工艺，该合金钢含有下列化学成分：碳、硅、的锰、磷、硫、铬、钼、钒、镍、铜、氮、氧、氢和稀土，余量为铁及不可避免的杂质；其工件的制造工艺为铁水预处理、转炉冶炼、炉外精炼、浇铸钢锭、火焰清理、加热、锻造、缓冷、热处理、机械加工、探伤、检验、包装入库。该合金钢与目前国内外风力发电所用的合金钢相比，抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、断面收缩率均有所提高、特别是低温冲击韧性显著提高。耐大气及耐海洋大气腐蚀率提高两个等级。CN102435ACCNN110243350302433507A权利要求书1/2页1.一种风电法兰合金钢，其特征在于，所述的合金钢含有下列化学成分：0.25～0.60wt％的碳、0.15～0.18wt％的硅、0.15～1.20wt％的锰、≤0.015wt％的磷、≤0.012wt％的硫、0.80～1.00wt％的铬、0.30～0.50wt％钼、0.15～0.30wt％的钒、≤0.25wt％的镍、≤0.15wt％的铜、0.05～0.12wt％的氮、≤15ppm的氧、≤1.5ppm的氢和0.15～0.05wt％的稀土，余量为铁及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的风电法兰合金钢，其特征在于，所述的合金钢内包含有≤0.15wt％的铌和/或钛。3.如权利要求2所述的风电法兰合金钢，其特征在于，在所述化学成分中钒/氮的质量比为1.5～3；或钒+铌/氮质量比为3～4.5。4.如权利要求3所述的风电法兰合金钢，其特征在于，在所述化学成分中稀土/硫的质量比为1～2.5。5.一种风电法兰合金钢工件的制造工艺，其特征在于，所述制造工艺包括如下工艺步骤：S1、将铁水预处理后用转炉炼钢，或将废钢用电炉炼钢；S2、将S1步骤得到的钢水用精炼炉进一步精炼成权1至4任意一项所述的合金钢；S3、将S2步骤得到的合金钢连铸成φ300～φ600mm坯料；S4、将冷却后的坯料采用喷砂工艺进行清理；S5、再将清理后的坯料加热、锻造；S6、将锻造后的坯料自然冷却至环境温度；S7、将自然冷却后的锻件再进行热处理；S8、将热处理后的锻件通过机加工，制成风电法兰工件；S9、对机加工后的工件进行探伤、检验；S10、将探伤、检验后的工件包装入库。6.如权利要求5所述的风电法兰合金钢工件的制造工艺，其特征在于，在所述S2步骤中当钢水温度达到1680℃～1690℃时，进入还原期冶炼，先向钢水内喷吹硅钙合金粉或电石粉，然后先加入硅锰铁合金、铬铁合金、钒铁合金和稀土合金，同时向钢水中吹氮气，再加入稀土合金应控制在稀土与硫之比为1～2.5；钒与氮之比控制在1.5～3。7.如权利要求5所述的风电法兰合金钢工件的制造工艺，其特征在于，在所述S3工艺中需采用如下技术措施：1)保护浇铸，为了减少钢水被二次氧化和外来杂质夹杂带入钢水中，采用中间包钢水覆盖剂和结晶器保护渣，钢包与中间包之间采用长水口连接，中间包钢水通过浸入式水口进入结晶器，水口均采用氦气保护以及石棉密封圈密封；钢锭浇铸过程也采用氦气保护；2)实施动态压实，在连铸时对钢坯进行动态压实；3)采用机械搅拌，在连铸时，用搅拌器对钢水进行机械搅拌；4)两次冷却，连铸时采用三次冷却，三次冷却强度为，冷却水量一般为0.5～1.0L/kg，可分区进行自动调节。8.如权利要求5所述的风电法兰合金钢工件的制造工艺，其特征在于，在所述S6自然冷处理步骤中还需对工件进行去氢气的处理，对于尺寸较小的锻件去氢气处理，只要锻后放入自然冷却坑内，自然冷却至40℃以下出坑即可；对于大锻件去氢气的处理工艺为：将2CCNN110243350302433507A权利要求书2/2页终锻后的工件快速冷却至180～260℃，保温2.5～4小时，使过冷奥氏体快速分解，再加热到620～650℃保温，使钢中氢气快速逸出，保温时间可依据工件大小而定，一般为15～30小时。9.如权利要求5所述的用风电法兰合金钢工件的制造工艺，其特征在于，在所述S7步骤中采用二步热处理法进行，先正火热处理锻件，然后再进行调质热处理；将锻件毛坯先进入热处理炉加热到870℃±5，保温2.5小时后，出炉空冷或吹风加速