本發(fā)明屬于煉鋼，具體涉及一種420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、光伏支架是光伏發(fā)電裝置的重要支撐保護(hù)結(jié)構(gòu)，支架材料的選擇直接影響著光伏組件的運(yùn)行安全、破損率、建設(shè)投資及后期養(yǎng)護(hù)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(fēng)、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(jì)規(guī)程》(nb/t?10115—2018)要求，光伏電站的光伏支架設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)不少于25年，因此對(duì)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、承載力低、回收難度大、鍍鋅工藝對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題。

2、為了滿足光伏行業(yè)對(duì)低成本、輕量化、綠色化、高耐蝕性光伏支架的新要求，實(shí)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(jìn)入了光伏用戶的視野。耐候鋼經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間地暴露于大氣中，表面將生成一層保護(hù)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(shí)際服役環(huán)境進(jìn)行裸露或減涂裝使用，從而減少涂裝工序、施工周期、維護(hù)工序以及環(huán)境污染，延長(zhǎng)光伏支架使用壽命。

3、cn118166290a公開(kāi)了一種光伏支架用免噴砂處理耐候鋼及其制備方法和應(yīng)用，鋼中添加了貴重金屬元素ni(0.10～0.20％)，且mn元素含量較高(0.50～0.80％)；產(chǎn)品相對(duì)普碳鋼(q345b)耐蝕性能提高50％，即相對(duì)q345b腐蝕率≤50％，耐腐蝕性能相對(duì)較差。

4、cn118527481a公開(kāi)了一種用于光伏支架的耐候鋼q450nh及其制備方法，鋼中添加了貴重金屬元素ni(0.12～0.30％)；添加的ti元素含量高(0.045～0.070％)且未控制n元素含量，容易生成大尺寸tin第二相粒子使產(chǎn)品成形性能等惡化；根據(jù)實(shí)施例，產(chǎn)品的耐大氣腐蝕性指數(shù)為6.287～6.337，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(shí)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(xué)性能，并降低生產(chǎn)成本。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供了一種420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法，該420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板按重量百分比計(jì)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％、ti?0.015～0.025％、als?0.020～0.060％、n≤0.0050％，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(jìn)行加熱、粗軋、精軋、層流冷卻和卷取后，即得。

4、其中，上述420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法中，所述420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板的厚度為1.5～6.0mm。

5、其中，上述420mpa級(jí)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1240～1280℃，加熱時(shí)間為130～230min。

6、其中，上述420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法，粗軋步驟中，經(jīng)過(guò)6道次粗軋，每道次變形量≥18％；當(dāng)成品熱軋耐候鋼板的厚度為1.5mm≤厚度＜2.5mm時(shí)，控制中間坯厚度為30～34mm；當(dāng)成品熱軋耐候鋼板的厚度為2.5mm≤厚度＜4.0mm時(shí)，控制中間坯厚度為32～36mm；當(dāng)成品熱軋耐候鋼板的厚度為4.0～6.0mm時(shí)，控制中間坯厚度為40～44mm。

7、其中，上述420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法，精軋步驟中，經(jīng)過(guò)7道次精軋，后三機(jī)架壓下率分別為≥15％、≥13％和≥10％，終軋溫度為860～900℃。

8、其中，上述420mpa級(jí)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420mpa級(jí)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420mpa級(jí)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420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板中，其屈服強(qiáng)度≥420mpa，抗拉強(qiáng)度≥530mpa，斷后伸長(zhǎng)率≥30％，180°彎曲試驗(yàn)d＝a。

12、其中，上述420mpa級(jí)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(duì)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(guò)0.2mm。

13、本發(fā)明中，未特殊說(shuō)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(guò)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(guò)發(fā)揮si、p等元素的固溶強(qiáng)化效果以及ti元素的細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化效果，不添加nb等貴重金屬元素，且降低了mn元素含量，使合金成本進(jìn)一步降低；通過(guò)合理的加熱溫度和加熱時(shí)間設(shè)定，保證了性能且避免了“銅脆”缺陷的產(chǎn)生；通過(guò)合理的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，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(qiáng)度≥420mpa，抗拉強(qiáng)度≥530mpa，斷后伸長(zhǎng)率≥30％，180°彎曲試驗(yàn)d＝a，相對(duì)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(cè)定和評(píng)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(guò)0.2mm，應(yīng)用于光伏支架可有效減少材料使用量、運(yùn)輸成本、施工周期、以及涂裝和維護(hù)成本，實(shí)現(xiàn)綠色化和輕量化應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法，其特征在于：所述420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板按重量百分比計(jì)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％、ti0.015～0.025％、als?0.020～0.060％、n≤0.0050％，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420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板的制備方法，其特征在于：所述420mpa級(jí)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420mpa級(jí)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1240～1280℃，加熱時(shí)間為130～230min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的420mpa級(jí)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(guò)6道次粗軋，每道次變形量≥18％；當(dāng)成品熱軋耐候鋼板的厚度為1.5mm≤厚度＜2.5mm時(shí)，控制中間坯厚度為30～34mm；當(dāng)成品熱軋耐候鋼板的厚度為2.5mm≤厚度＜4.0mm時(shí)，控制中間坯厚度為32～36mm；當(dāng)成品熱軋耐候鋼板的厚度為4.0～6.0mm時(shí)，控制中間坯厚度為40～44mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的420mpa級(jí)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(guò)7道次精軋，后三機(jī)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420mpa級(jí)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(xiàng)所述的420mpa級(jí)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℃。

8.420mpa級(jí)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(xiàng)所述的制備方法制備得到。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的420mpa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板，其特征在于：其屈服強(qiáng)度≥420mpa，抗拉強(qiáng)度≥530mpa，斷后伸長(zhǎng)率≥30％，180°彎曲試驗(yàn)d＝a。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的420mpa級(jí)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(duì)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(guò)0.2mm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種420MPa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板及其制備方法，屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域。為提高耐腐蝕性能，本發(fā)明提供了一種420MPa級(jí)光伏支架用熱軋耐候鋼板及制備方法，成分為C0.06～0.09％、Si0.35～0.45％、Mn0.45～0.55％、P0.07～0.08％、S≤0.008％、Cr1.1～1.2％、Cu0.25～0.35％、Ti0.015～0.025％、Als0.02～0.06％、N≤0.005％；將成分冶煉成板坯，再依次進(jìn)行加熱、粗軋、精軋、層流冷卻和卷取，即得。本發(fā)明對(duì)鋼板成分進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)對(duì)軋制等工藝進(jìn)行改進(jìn)，所得鋼板具有優(yōu)異的力學(xué)性能，耐腐蝕性能顯著提高，生產(chǎn)成本顯著降低。

技術(shù)研發(fā)人員：崔凱禹,李正榮,劉勇,周偉,李朝未,邱濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9