本發(fā)明屬于煉鋼,具體涉及一種355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板及其制備方法。
背景技術(shù):
1、為實現(xiàn)“雙碳”目標,光伏等非化石能源將加速從補充能源轉(zhuǎn)向替代能源。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會發(fā)布的《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖(2023-2024年)》,2023年全國新增光伏并網(wǎng)裝機容量216.88gw,累計光伏并網(wǎng)裝機容量超過600gw,新增和累計裝機容量均為全球第一,因此光伏行業(yè)用鋼具有廣闊的發(fā)展空間。
2、光伏支架是光伏發(fā)電裝置的重要支撐保護結(jié)構(gòu),支架材料的選擇直接影響著光伏組件的運行安全、破損率、建設(shè)投資及后期養(yǎng)護成本。光伏電站一般建在沿海灘涂、沙漠、戈壁和水面等環(huán)境惡劣的區(qū)域,可能遭受大風、冰雹、大雪等極端天氣條件,而根據(jù)《光伏支架結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》(nb/t?10115-2018)要求,光伏電站的光伏支架設(shè)計使用年限應(yīng)不少于25年,因此對光伏支架的承載能力和耐腐蝕性能提出了非常高的要求。光伏支架用材普遍采用鋁合金、不銹鋼、熱鍍鋅鋼件等,普遍存在成本高、回收難度大、鍍鋅工藝對環(huán)境污染嚴重等問題。
3、為了滿足光伏行業(yè)對低成本、綠色化、高耐蝕性光伏支架的新要求,實現(xiàn)光伏支架在惡劣環(huán)境下的可靠性服役,高耐蝕性耐候鋼進入了光伏用戶的視野。耐候鋼經(jīng)過長時間地暴露于大氣中,表面將生成一層保護性良好的氧化產(chǎn)物使鋼基體與外界腐蝕性物質(zhì)隔絕,從而顯著提高耐候鋼的耐腐蝕性能,因此,耐候鋼在光伏支架中的應(yīng)用可以根據(jù)實際服役環(huán)境進行裸露或減涂裝使用,從而減少涂裝工序、施工周期、維護工序以及環(huán)境污染,延長光伏支架使用壽命。
4、cn114438411a公開了一種光伏支架用耐候鋼及其生產(chǎn)方法,鋼中添加了貴重金屬元素ni(0.05~0.30%)和nb(0.01~0.05%)、mn元素含量較高(0.3~1.20%)且添加了ti元素(0.010~0.030%);根據(jù)實施例,產(chǎn)品的耐大氣腐蝕性指數(shù)為6.37~6.6,耐腐蝕性能難以滿足在光伏支架中裸露使用的要求。
5、cn115747644a公開了一種光伏支架用稀土耐候鋼及其生產(chǎn)方法,鋼中添加了貴重金屬元素ni(0.05~0.15%)、mn元素含量較高(0.8~1.0%)、且添加了ti元素(0.020~0.030%)和la元素(15~25ppm);根據(jù)產(chǎn)品的化學成分,其耐腐蝕性能難以滿足在光伏支架中裸露使用的要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提高光伏支架用鋼板的耐腐蝕性能,保證其力學性能,并降低生產(chǎn)成本。
2、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明首先提供了一種355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,該355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板按重量百分比計包括以下成分:c?0.06~0.09%、si?0.35~0.45%、mn?0.45~0.55%、p?0.070~0.080%、s≤0.008%、cr?1.10~1.20%、cu?0.25~0.35%、als?0.020~0.060%,余量為fe及不可避免的雜質(zhì);
3、其制備方法包括以下步驟:將成分要求冶煉成板坯,再將所述板坯依次進行加熱、粗軋、精軋、層流冷卻和卷取,即得。
4、其中,上述355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法中,所述355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的厚度為1.5~6.0mm。
5、其中,上述355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,加熱步驟中,板坯采用熱送熱裝,加熱溫度為1220~1260℃,加熱時間為130~230min。
6、其中,上述355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,粗軋步驟中,經(jīng)過6道次粗軋,每道次變形量≥18%;當成品熱軋耐候鋼板的厚度為1.5mm≤厚度<2.5mm時,控制中間坯厚度為30~34mm;當成品熱軋耐候鋼板的厚度為2.5mm≤厚度<4.0mm時,控制中間坯厚度為32~36mm;當成品熱軋耐候鋼板的厚度為4.0~6.0mm時,控制中間坯厚度為40~44mm。
7、其中,上述355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,精軋步驟中,經(jīng)過7道次精軋,后三機架壓下率分別為≥15%、≥13%和≥10%,終軋溫度為860~900℃。
8、其中,上述355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,層流冷卻步驟中,采用前段冷卻模式,冷卻速度≥40℃/s。
9、其中,上述355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,卷取步驟中,卷取溫度為580~620℃。
10、本發(fā)明還提供了一種355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板,其采用上述制備方法制備得到。
11、其中,上述355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板中,其屈服強度≥355mpa,抗拉強度≥490mpa,斷后伸長率≥25%,180°彎曲試驗d=a。
12、其中,上述355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板中,其耐大氣腐蝕性指數(shù)i≥7.5,相對q355b腐蝕率≤35%,在c1-c3環(huán)境下裸用25年使用周期內(nèi)雙面均勻腐蝕減薄量不超過0.2mm。
13、本發(fā)明中,未特殊說明的步驟,均采用本領(lǐng)域常規(guī)操作。
14、本發(fā)明的有益效果:
15、本發(fā)明通過添加一定量的si、p、cr、cu等元素,使耐大氣腐蝕性指數(shù)i≥7.5,顯著提高了產(chǎn)品的耐大氣腐蝕性能,且與傳統(tǒng)耐候鋼相比,由于不添加ni元素,有效降低了合金成本;通過發(fā)揮si、p等元素的固溶強化效果,不添加nb、ti等元素,且降低了mn元素含量,使合金成本進一步降低;通過合理的加熱溫度和加熱時間設(shè)定,保證了性能且避免了“銅脆”缺陷的產(chǎn)生;通過合理的生產(chǎn)工藝設(shè)計,保證了薄規(guī)格產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)和組織性能控制。
16、采用本發(fā)明的成分及其制備方法制備的光伏支架用熱軋耐候鋼板屈服強度≥355mpa,抗拉強度≥490mpa,斷后伸長率≥25%,180°彎曲試驗d=a,相對q355b腐蝕率≤35%,在《金屬和合金的腐蝕大氣腐蝕性第1部分:分類、測定和評估》(gb/t?19292.1-2018)規(guī)定的c1-c3環(huán)境下裸用25年使用周期內(nèi)雙面均勻腐蝕減薄量不超過0.2mm,應(yīng)用于光伏支架可有效減少運輸成本、施工周期、以及涂裝和維護成本,實現(xiàn)綠色化應(yīng)用。
1.355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,其特征在于:所述355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板按重量百分比計包括以下成分:c?0.06~0.09%、si?0.35~0.45%、mn0.45~0.55%、p?0.070~0.080%、s≤0.008%、cr?1.10~1.20%、cu?0.25~0.35%、als?0.020~0.060%,余量為fe及不可避免的雜質(zhì);
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,其特征在于:所述355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的厚度為1.5~6.0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,其特征在于:加熱步驟中,板坯采用熱送熱裝,加熱溫度為1220~1260℃,加熱時間為130~230min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,其特征在于:粗軋步驟中,經(jīng)過6道次粗軋,每道次變形量≥18%;當成品熱軋耐候鋼板的厚度為1.5mm≤厚度<2.5mm時,控制中間坯厚度為30~34mm;當成品熱軋耐候鋼板的厚度為2.5mm≤厚度<4.0mm時,控制中間坯厚度為32~36mm;當成品熱軋耐候鋼板的厚度為4.0~6.0mm時,控制中間坯厚度為40~44mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,其特征在于:精軋步驟中,經(jīng)過7道次精軋,后三機架壓下率分別為≥15%、≥13%和≥10%,終軋溫度為860~900℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,其特征在于:層流冷卻步驟中,采用前段冷卻模式,冷卻速度≥40℃/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6任一項所述的355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法,其特征在于:卷取步驟中,卷取溫度為580~620℃。
8.355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板,其特征在于:采用權(quán)利要求1~7任一項所述的制備方法制備得到。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板,其特征在于:其屈服強度≥355mpa,抗拉強度≥490mpa,斷后伸長率≥25%,180°彎曲試驗d=a。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的355mpa級光伏支架用熱軋耐候鋼板,其特征在于:其耐大氣腐蝕性指數(shù)i≥7.5,相對q355b腐蝕率≤35%,在c1-c3環(huán)境下裸用25年使用周期內(nèi)雙面均勻腐蝕減薄量不超過0.2mm。