一种700MPa级高强轻型光伏支架用热轧卷板及其制造方法

技术领域

本发明属于冶金生产技术领域，具体涉及一种700MPa级高强轻型光伏支架用热轧卷板及其制造方法。

背景技术

太阳能光伏支架，是指太阳能光伏电站用支架，为了使整个光伏发电系统得到全功率输出，结合建设地点的气候、地理及太阳能资源条件，将太阳能组件以一定的朝向，排列方式及间距固定住的支撑结构，通常为钢结构和铝合金结构，或者两者混合。

高强轻型光伏支架用钢主要用来制造光伏支架的主承重部分。高强轻型光伏支架用钢的制造过程及服役条件不仅要求其具有较高的强度，还需具有良好的塑韧性、冷成型性及优良的耐腐蚀能。

发明内容

本发明的目的是提供一种700MPa级高强轻型光伏支架用热轧卷板及其制造方法，以实现光伏支架结构减重，降低生产成本，提高光伏支架使用寿命和可靠性。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

本发明一方面提供一种700MPa级高强轻型光伏支架用热轧卷板，所述热轧卷板的化学成分及质量百分比为：C：0.055％-0.09％、Si：0.10％-0.35％、Mn：1.30％-1.7％、S：≤0.002％、P：≤0.03％、Al：0.015％-0.060％、Nb：0.020-0.050％，Ti：0.045-0.070％、Cr：0.2％-0.5％、N≤0.007％，V：≤0.020％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。

上述技术方案中，进一步地，所述热轧卷板的厚度为2.5-6.0mm。

上述技术方案中，进一步地，所述热轧卷板力学性能：抗拉强度≥750MPa，屈服强度≥700MPa，延伸率≥14％。

本发明另一方面提供一种上述700MPa级高强轻型光伏支架用热轧卷板的制造方法，所述方法包括以下步骤：

(1)铁水预处理入炉，经转炉复吹、LF精炼和板坯连铸工序后，形成板坯；

(2)板坯入加热炉，加热炉出炉温度1200-1290℃，在炉时间为170-240min；控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀；

(3)粗轧道次采用3+3模式，即R1来回轧制3次，R2来回轧制3次，粗轧中间坯厚度35-45mm；

(4)精轧开轧温度980-1060℃，终轧温度为840-900，精轧至厚度2.5-6.0mm；

(5)采用间断冷却方式，冷却至卷取温度；

(6)冷却后进行卷取，控制卷取温度为600-650℃。

上述技术方案中，进一步地，粗轧工序中，R1来回轧制3次，每道次压下率≤20％，R2来回轧制3次，每道次压下率20％-40％，总压下率＞80％。

上述技术方案中，进一步地，精轧工序中，F1、F2道次压下率≥40％，F3-F7压下率8％-40％，总压下率＞85％。

上述技术方案中，进一步地，粗轧工序中，每道次轧制后均进行除磷，水压＞210bar。

炼钢过程要求：

a.原料铁水预处理，P质量百分比≤0.090％，S质量百分比≤0.030％，扒净渣，采用精料废钢；

b.红罐受钢，确保钢包透气性、自浇性，钢包清洁无残钢、残渣，钢包使用要考虑喂钙；

c.转炉拉碳一次达到设计范围、复吹转炉冶炼，转炉底吹采用全程吹氩模式，终点氧控制400-700ppm，出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、钛铁，出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按0.015-0.060％控制，要求钢包N≤25ppm，挡渣出钢，严格控制进入钢包中的渣量；

d.精炼要求LF处理过程保持微正压，严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm，LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，严格控制吹氩强度，尽量避免钢液裸露，RH处理后进行钙质处理，确保精炼钙含量大于20PPm，产品钙含量大于15PPm。增加软吹时间，严格控制钢水中夹杂物；精炼前后取气体样做N、O含量分析；

e.连铸全程进行保护浇注，取气体样分析N、O，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程做到无钢液裸露，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm，采用高碱度中包渣，以便钢中夹杂物的去除，浇钢过程投入软压下功能；浇钢过程保持恒拉速，保持恒拉速1.0-1.1m/min，中包按过热度≤25℃控制，铸坯全部下线，采用堆冷，保证铸坯缓慢降温，72小时后过轧制。

本发明的有益效果为：

(1)本发明卷板化学成分采用Cr元素强化，在提高力学性能的同时提高成品耐腐蚀性，加入Ti元素强化，利用Ti元素的析出强化作用，进一步提高钢的力学性能，同时降低成本。

(2)本发明采用提高终轧温度，合理分配轧制力等工艺，降低卷取温度，提高钢材力学性能。

通过本发明实现了光伏支架的整体减重，极大降低了运输成本，相比于普通钢材，本发明的可靠性和耐腐蚀性也具有明显优势。

附图说明

图1为本发明热轧卷板制造工艺流程图；

图2为本发明实施例1BGSP700卷板金相组织照片图；

图3为本发明实施例2BGSP700卷板金相组织照片图；

图4为本发明实施例3BGSP700卷板金相组织照片图。

具体实施方式

以下实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

本实施例用本钢板材股份有限公司生产的高强轻型光伏支架用钢BGSP700为例，对本发明进行进一步说明，产品规格为3.0mm*1300mm。

本实施例的高强轻型光伏支架用钢按以下重量百分比配比：C:0.068％，Si：0.17％，Mn：1.46％，P：0.012％，S：0.002％，Al：0.035％，Nb：0.027％，Ti:0.048％，Cr:0.23％，N:0.0011％，V:0.0013％，余量为Fe和不可避免杂质。

本实施例的高强轻型光伏支架用钢的生产路线包括：转炉复吹、LF精炼、板坯连铸、热轧、间断冷却、卷取。

加热炉出炉温度1271℃，在炉时间167min；粗轧采用“3+3”模式，粗轧R1出口温度1049℃，R2出口温度1130℃，R1来回轧制3次，每道次压下率15％、19％、20％，R2来回轧制3次，每道次压下率29％、34％、39％，中间坯厚度35mm，总压下率84.8％；精轧F1入口温度1053℃，终轧温度869℃，精轧至厚度3.0mm，F1、F2道次压下率43％、42％，F3-F7压下率37％、27％、20％、14％、10％，总压下率91.4％，粗轧和精轧每道次均进行除磷，水压231bar；精轧结束后，采用间断冷却模式，温度622℃，冷却后进行卷取。

按本实施例步骤生产的热轧卷板，其性能指标见表，金相组织见图2。

表1

由上表可以看出，本实施例生产出来的高强轻型光伏支架用热轧卷板，满足强度，塑性，韧性等力学性能要求，由图2可知，本实施例金相组织主要为珠光体和铁素体。

实施例2

本实施例用本钢板材股份有限公司生产的高强轻型光伏支架用钢BGSP700为例，对本发明进行进一步说明，产品规格为3.5mm*1250mm。本实施例的用钢按以下重量百分比配比：C:0.074％，Si：0.20％，Mn：1.51％，P：0.011％，S：0.002％，Al：0.047％，Nb：0.035％，Ti:0.055％，Cr:0.30％，N:0.0023％，V:0.0014％，余量为Fe和不可避免杂质。

本实施例的高强轻型光伏支架用钢的生产路线包括转炉复吹、LF精炼、板坯连铸、热轧、间断冷却、卷取。

加热炉出炉温度1269℃，在炉时间170min，粗轧采用“3+3”模式，粗轧R1出口温度1055℃，R2出口温度1125℃，R1来回轧制3次，每道次压下率14％、18％、20％，R2来回轧制3次，每道次压下率27％、32％、38％，中间坯厚度40mm，总压下率82.6％；精轧F1入口温度1050℃，终轧温度874℃，F1、F2道次压下率42％、40％，F3-F7压下率35％、26％、18％、14％、9％；精轧至厚度3.5mm，总压下率91.3％；粗轧和精轧每道次均进行除磷，水压232bar；精轧结束后，采用间断冷却模式，温度630℃，冷却后进行卷取。

按本实施例步骤生产的热轧卷板，其性能指标见表2，金相组织见图3。

表2

由上表可以看出，本实施例生产出来的高强轻型光伏支架用热轧卷板，满足强度，塑性，韧性等力学性能要求，右图3可知，本实施例金相组织主要为珠光体和铁素体。

实施例3

本实施例用本钢板材股份有限公司生产的高强轻型光伏支架用钢BGSP700为例，对本发明进行进一步说明，产品规格为4.0mm*1200mm。

本实施例的高强轻型光伏支架用钢按以下重量百分比配比：C:0.077％，Si：0.20％，Mn：1.60％，P：0.010％，S：0.002％，Al：0.055％，Nb：0.045％，Ti:0.056％，Cr:0.35％，N:0.0020％，V:0.0013％，余量为Fe和不可避免杂质。

本实施例的高强轻型光伏支架用钢的生产路线包括转炉复吹、LF精炼、板坯连铸、热轧、间断冷却、卷取。

加热炉出炉温度1274℃，在炉时间173min，粗轧采用“3+3”模式，粗轧R1出口温度1060℃，R2出口温度1128℃，R1来回轧制3次，每道次压下率13％、16％、18％，R2来回轧制3次，每道次压下25％、30％、34％，中间坯厚度45mm，总压下率80.4％；精轧F1入口温度1055℃，终轧温度881℃，F1、F2道次压下率41％、40％，F3-F7压下率33％、25％、16％、13％、11％，精轧至厚度4.0mm，总压下率91.1％；粗轧和精轧每道次均进行除磷，水压231bar；精轧结束后，采用间断冷却模式，温度634℃，冷却后进行卷取。

按本实施例步骤生产的钢带，其性能指标见表3，金相组织见图4。

表3

由上表可以看出，本实施例生产出来的高强轻型光伏支架用卷板，满足强度，塑性，韧性等力学性能要求，金相组织主要为珠光体和铁素体。

以上实施例仅仅是本发明的优选施例，并非对于实施方式的限定。本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。