CN115261703A - 一种高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法。该方法采用酸镀连续工艺，所用的镀锌基板的化学成分按重量百分数计为C：0.050～0.080％，Si：0.10～0.20％，Mn：0.9～1.25％，P：≤0.019％，S：≤0.003％，Als：0.020～0.040％，Ti：0.010～0.040％，Nb：0.015～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质；镀锌所用锌液的化学成分按重量百分数计为Al：5～6.5％，Mg：2.5～2.8％，Fe：≤0.03％，余量为锌和不可避免的杂质。采用该制造方法生产的钢板能够实现光伏支架“高强减薄”、“厚锌层”应用替代，在保证光伏支架可靠稳定、延长使用寿命同时，降低生产光伏支架的材料用量和材料成本。
Description
技术领域
本发明涉及耐蚀钢制造技术领域，具体涉及一种高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法。
背景技术
光伏支架是新能源行业领域光伏发电重要配件之一，光伏支架对制作材料的要求为：钢结构牢固可靠，能承受恶劣环境如风、雪载荷和其他外部效应；需要耐腐蚀性强，且至少保证25年的使用寿命。因此，材料成本及使用效果最优化、几乎免维护，是做光伏支架方案时需要考虑的重要因素。
现有的光伏支架用钢常采用的方法为采用Q235+热镀锌钢件，为确保支架承载力，材料厚度通常需达到3.5mm以上，且为保证耐蚀性，镀锌层重量通常需达到550g/m2以上。此外，光伏支架用钢的镀锌工艺多采用热浸锌工艺或连续镀锌工艺，热浸锌工艺污染较重，对环境不利，厚规格连续镀锌工艺控制难度大及切边后断面防腐受到制约。
发明内容
针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法。采用该制造方法生产的钢板能够实现光伏支架“高强减薄”、“厚锌层”应用替代，在保证光伏支架可靠稳定、延长使用寿命同时，降低生产光伏支架的材料用量和材料成本。
为了达到上述目的，本发明公开了一种高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，采用酸镀连续工艺，所用的镀锌基板的化学成分按重量百分数计为C： 0.050～0.080％，Si：0.10～0.20％，Mn：0.9～1.25％，P：≤0.019％，S≤ 0.003％，A1s：0.020～0.0405％，Ti：0.010～0.040％，Nb：0.015～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质；镀锌所用锌液的化学成分按重量百分数计为 Al：5～6.5％，Mg：2.5～2.8％，Fe≤0.03％，余量为锌和不可避免的杂质。
作为优选，所述制造方法包括将所述镀锌基板通过酸镀连续工艺进行酸洗、平整、加热、镀锌、镀后冷却、表面处理，获得涂镀板，即为所述高耐蚀光伏支架用钢板。
作为优选，所述酸洗工艺中，酸槽自由酸度80～90g/L，总酸度 220～230g/L，酸洗温度85～95℃，漂洗水温45～55℃，电导率30～50 (ms/cm)。
作为优选，平整工艺中，镀前、镀后采用大压下率平整工艺。
作为优选，所述大压下率平整工艺的工艺参数设置为：破鳞机延伸率 0.5％，平整机延伸率2.0～2.8％，镀后光整机延伸率2.5～3.5％，拉矫机延伸率 0.3％。
作为优选，加热工艺中，钢板在炉时间20～40s左右，感应加热炉露点＜-35℃，炉压0.4～1.0mbar，氢氮比例6～11％，加热段出口510～550℃，均热段出口板温510～530℃，快冷出口板温450～470℃。
作为优选，镀锌工艺中，锌锅中锌液温度控制在450～460℃。
作为优选，镀后冷却工艺中，第一组风机带钢温度370～390℃，冷却塔塔顶温度≤200℃，水淬冷却采用浸没式冷却，水淬出口温度≤45℃。
作为优选，表面处理工艺包括铬酸钝化和/或涂油。
作为优选，所述高耐蚀光伏支架用钢板厚度为1.5～3.0mm，镀层重量 275g/m2，屈服强度400～600MPa。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：提供了一种高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法。该制造方法基于连续酸洗镀锌工艺技术配置，通过优化基料成分体系设计，改善平整、加热工艺，优化锌液成分及镀后冷却模式，可批量生产厚度1.5～3.0mm，屈服强度400～600MPa、镀层重量275g/m2的高强度、高耐蚀的光伏支架用钢板，从而实现光伏支架“高强减薄”、“厚锌层”应用替代，在确保光伏支架可靠稳定、延长使用寿命同时，降低生产光伏支架的材料用量和材料成本。具体而言：
1)该制造方法可稳定生产1.5～3.0mm规格，产品表面质量良好、镀层结合力优异，镀层重量275g/m2的耐蚀性、高强度钢板，经中性盐雾试验22周出现红锈面积＜10％，耐蚀性是普通镀锌产品4～5倍，产品组织及性能可满足满足光伏支架用材料的标准要求。
2)采用该方法制造的钢材制造光伏支架，可实现光伏支架“高强减薄”、“厚锌层”应用替代，能够节约材料用量，生产相同高强度级别钢板可节约基板合金成本，表面镀层Al、Mg元素的加入可提高钢板的耐蚀性，本发明的275g/m2镀层可替代550g/m2及以上纯锌层，可有效降低光伏支架用钢的生产成本。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
一种高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，采用酸镀连续工艺，所用的镀锌基板的化学成分按重量百分数计为C：0.050～0.080％，Si：0.10～0.20％， Mn：0.9～1.25％，P：≤0.019％，S≤0.003％，Als：0.020～0.0405％，Ti： 0.010～0.040％，Nb：0.015～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质；镀锌所用锌液的化学成分按重量百分数计为Al：5～6.5％，Mg：2.5～2.8％，Fe≤ 0.03％，余量为锌和不可避免的杂质。该制造方法包括将镀锌基板通过酸镀连续工艺将镀锌基板进行酸洗、平整、加热、镀锌、镀后冷却、表面处理，获得涂镀板，即为高耐蚀光伏支架用钢板。
上述制造方法优化了基板治炼成分设计，降低相同强度级别合金加入量，并通过酸镀双平整位错强化及加热烘烤硬化机制提高钢板强度。锌液中添加Al、Mg元素，并通过镀后冷却控制，使镀层组织均匀，提高镀层耐蚀性。经测试，该方法可批量生产厚度1.5～3.0mm，屈服强度400～600MPa、275g/m2的高强度、高耐蚀的光伏支架用钢板，从而实现光伏支架“高强减薄”、“厚锌层”应用替代，在提高支架可靠稳定及延长使用寿命同时，降低生产光伏支架的材料用量和材料成本。
其中，酸洗工艺中，酸槽自由酸度80～90g/L，总酸度220～230g/L，酸洗温度85～95℃，漂洗水温45～55℃，电导率30～50(ms/cm)。通过优化酸洗温度及浓度，提高镀前钢板温度，可使钢板表面充分还原。
其中，平整工艺中，镀前、镀后采用大压下率平整工艺。具体的，大压下率平整工艺的工艺参数设置为：破鳞机延伸率0.5％，平整机延伸率 2.0～2.8％，镀后光整机延伸率2.5～3.5％，拉矫机延伸率0.3％。
其中，加热工艺中，钢板在炉时间20～40s左右，感应加热炉露点＜- 35℃，炉压0.4～1.0mbar，氢氮比例6～11％，加热段出口510～550℃，均热段出口板温510～530℃，快冷出口板温450～470℃。
其中，镀锌工艺中，锌锅中锌液温度控制在450～460℃。
其中，为保证钢板表面充分还原，镀后冷却工艺中，第一组风机带钢温度370～390℃，冷却塔塔顶温度≤200℃，水淬冷却采用浸没式冷却，水淬出口温度≤45℃。
其中，表面处理工艺包括铬酸钝化和/或涂油。
实施例1
一种高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，包括将镀锌基板通过酸镀连续工艺进行酸洗、平整、加热、镀锌、镀后冷却、表面处理，获得涂镀板，即为高耐蚀光伏支架用钢板。所用的镀锌基板的化学成分按重量百分数计为 C：0.050％，Si：0.10％，Mn：0.9％，P：0.019％，S：0.003％，A1s： 0.020％，Ti：0.010％，Nb：0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质；镀锌所用锌液的化学成分按重量百分数计为Al：5％，Mg：2.5％，Fe：0.03％，余量为锌和不可避免的杂质。其中，酸洗工艺中，酸槽自由酸度80g/L，总酸度220g/L，酸洗温度85℃，漂洗水温45℃，电导率30ms/cm；平整工艺中，镀前、镀后采用大压下率平整工艺，具体工艺参数设置为：破鳞机延伸率0.5％，平整机延伸率2.0％，镀后光整机延伸率2.5％，拉矫机延伸率 0.3％；加热工艺中，钢板在炉时间20s左右，感应加热炉露点＜-35℃，炉压 0.4mbar，氢氮比例6％，加热段出口510℃，均热段出口板温510℃，快冷出口板温450℃；镀锌工艺中，锌锅中锌液温度控制在450℃；镀后冷却工艺中，第一组风机带钢温度370℃，冷却塔塔顶温度200℃，水淬冷却采用浸没式冷却，水淬出口温度45℃；表面处理工艺为铬酸钝化和涂油。经测试，该方法制得的钢板厚度1.5mm，屈服强度400MPa，镀层重量275g/m2。
实施例2
一种高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，包括将镀锌基板通过酸镀连续工艺进行酸洗、平整、加热、镀锌、镀后冷却、表面处理，获得涂镀板，即为高耐蚀光伏支架用钢板。所用的镀锌基板的化学成分按重量百分数计为C ：0.080％，Si：0.20％，Mn：1.25％，P：0.01％，S：0.002％，Als：0.040％，Ti：0.040％，Nb：0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质；镀锌所用锌液的化学成分按重量百分数计为A1：6.5％，Mg：2.8％，Fe：0.02％，余量为锌和不可避免的杂质。其中，酸洗工艺中，酸槽自由酸度90g/L，总酸度230g/L，酸洗温度95℃，漂洗水温55℃，电导率50ms/cm；平整工艺中，镀前、镀后采用大压下率平整工艺，具体工艺参数设置为：破鳞机延伸率0.5％，平整机延伸率2.8％，镀后光整机延伸率3.5％，拉矫机延伸率0.3％；加热工艺中，钢板在炉时间40s左右，感应加热炉露点＜-35℃，炉压1.0mbar，氢氮比例11％，加热段出口550℃，均热段出口板温530℃，快冷出口板温470℃；镀锌工艺中，锌锅中锌液温度控制在460℃；镀后冷却工艺中，第一组风机带钢温度390℃，冷却塔塔顶温度180℃，水淬冷却采用浸没式冷却，水淬出口温度 40℃；表面处理工艺为铬酸钝化和涂油。经测试，该方法制得的钢板厚度 2.5mm，屈服强度530MPa，镀层重量275g/m2。
实施例3
一种高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，包括将镀锌基板通过酸镀连续工艺进行酸洗、平整、加热、镀锌、镀后冷却、表面处理，获得涂镀板，即为高耐蚀光伏支架用钢板。所用的镀锌基板的化学成分按重量百分数计为C ：0.065％，Si：0.15％，Mn：1.1％，P：0.015％，S：0.002％，Als：0.03％， Ti：0.025％，Nb：0.02％，余量为Fe和不可避免的杂质；镀锌所用锌液的化学成分按重量百分数计为Al：6％，Mg：2.6％，Fe：0.02％，余量为锌和不可避免的杂质。其中，酸洗工艺中，酸槽自由酸度85g/L，总酸度225g/L，酸洗温度90℃，漂洗水温50℃，电导率40ms/cm；平整工艺中，镀前、镀后采用大压下率平整工艺，具体工艺参数设置为：破鳞机延伸率0.5％，平整机延伸率2.5％，镀后光整机延伸率3％，拉矫机延伸率0.3％；加热工艺中，钢板在炉时间30s左右，感应加热炉露点＜-35℃，炉压0.7mbar，氢氮比例8％，加热段出口525℃，均热段出口板温520℃，快冷出口板温460℃；镀锌工艺中，锌锅中锌液温度控制在455℃；镀后冷却工艺中，第一组风机带钢温度380℃，冷却塔塔顶温度170℃，水淬冷却采用浸没式冷却，水淬出口温度35℃：表面处理工艺为铬酸钝化和涂油。经测试，该方法制得的钢板厚度3mm，屈服强度600MPa，镀层重量275g/m2。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，其特征在于，采用酸镀连续工艺，所用的镀锌基板的化学成分按重量百分数计为C：0.050～0.080％，Si：0.10～0.20％，Mn：0.9～1.25％，P：≤0.019％，S：≤0.003％，Als：0.020～0.040％，Ti：0.010～0.040％，Nb：0.015～0.030％，余量为Fe和不可避免的杂质；镀锌所用锌液的化学成分按重量百分数计为Al：5～6.5％，Mg：2.5～2.8％，Fe：≤0.03％，余量为锌和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，其特征在于，包括将所述镀锌基板通过酸镀连续工艺进行酸洗、平整、加热、镀锌、镀后冷却、表面处理，获得涂镀板，即为所述高耐蚀光伏支架用钢板。
3.根据权利要求2所述的高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，其特征在于，所述酸洗工艺中，酸槽自由酸度80～90g/L，总酸度220～230g/L，酸洗温度85～95℃，漂洗水温45～55℃，电导率30～50(ms/cm)。
4.根据权利要求2所述的高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，其特征在于，平整工艺中，镀前、镀后采用大压下率平整工艺。
5.根据权利要求4所述的高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，其特征在于，所述大压下率平整工艺的工艺参数设置为：破鳞机延伸率0.5％，平整机延伸率2.0～2.8％，镀后光整机延伸率2.5～3.5％，拉矫机延伸率0.3％。
6.根据权利要求2所述的高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，其特征在于，加热工艺中，钢板在炉时间20～40s，感应加热炉露点＜-35℃，炉压0.4～1.0mbar，氢氮比例6～11％，加热段出口510～550℃，均热段出口板温510～530℃，快冷出口板温450～470℃。
7.根据权利要求2所述的高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，其特征在于，镀锌工艺中，锌液温度控制在450～460℃。
8.根据权利要求2所述的高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，其特征在于，镀后冷却工艺中，第一组风机带钢温度370～390℃，冷却塔塔顶温度≤200℃，水淬冷却采用浸没式冷却，水淬出口温度≤45℃。
9.根据权利要求2所述的高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，其特征在于，表面处理工艺包括铬酸钝化或涂油中的一种或多种。
10.根据权利要求2所述的高耐蚀光伏支架用钢板的制造方法，其特征在于，所述高耐蚀光伏支架用钢板厚度为1.5～3.0mm，镀层重量275g/m2，屈服强度400～600MPa。
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