CN102059271A - 超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其特征是包括:采用电弧炉初次冶炼,经钢包加热炉精炼,再经中间包处理除掉高硫还原渣,最后在真空吹氧钢包炉中精炼的工艺进行冶炼;出钢后在1520~1530℃的温度及Ar气保护下浇注成钢锭;钢锭经管坯轧制、荒管轧制、半成品管高温软化、以及成品固溶制得产品;半成品管高温软化是荒管轧制为半成品管、经脱脂处理后,在高温箱式炉中于1200~1260℃保温30~90分钟后,快速水冷。采用本发明,制造的钢管的晶粒度均匀,钢管的力学性能、晶腐、扩口、压扁、超声波/涡流探伤等技术指标良好,特别适用于生产火力发电的超(超)临界锅炉的再热器和过热器。
Description
技术领域
本发明属于铁基合金钢产品的制造方法,涉及一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法。本发明特别适用于10Cr18Ni9NbCu3NB无缝钢管的制造,采用本发明制造的10Cr18Ni9NbCu3NB无缝钢管产品主要用于生产火力发电的超(超)临界锅炉的再热器和过热器。
背景技术
10Cr18Ni9NbCu3NB是GB/T5310的牌号(即日本的SUPER304H),是日本住友金属和三菱重工在上世纪80年代中期,为适应超(超)临界锅炉机组的需要而开发的一种具有较一般18-8型不锈钢更高的高温持久强度的新型材料;它是在ASME SA-213TP304H的基础上,通过降低Mn含量上限,加入质量百分比含量约3%的Cu、约0.45%的Nb和一定量的N,使该钢在服役时产生微细弥散沉淀于奥氏体内的富Cu相(与基体相共格),并与Nb(C、N)、NbCrN和M23C6沉淀相一起产生极佳的沉淀强化作用,其650~700℃的105h持久强度较ASME SA-213TP347H高出30~50%,许用应力至少可提高20%。
根据对我国电力工业发展态势的调查和了解,以及在国家节能和环保生产的方针、政策指导下,今后我国电站锅炉将主要发展600MW及以上容量的超(超)临界机组,这些机组锅炉的过热器和再热器管道所采用的材料10Cr18Ni9NbCu3NB将是难以用其它材料代替的。由于技术方面的原因,全世界能供应的钢厂极少,主要从日本进口。因供需严重失衡,国际市场上,此钢管的进口价最高达到每吨20多万元,约为TP347H钢管的2倍。该材料不仅进口价格高,而且订货周期长,并不能保证交货期,已严重制约了我国大容量、高效率火电机组的发展。
现有技术中,超(超)临界锅炉用10Cr18Ni9NbCu3NB无缝钢管的生产工艺过程一般包括:冶炼工艺、管坯轧制工艺、荒管轧制工艺、半成品管软化工艺、以及成品固溶工艺。采用现有技术工艺,存在下列缺点:(1)钢管晶间腐蚀不合:在10Cr18Ni9NbCu3NB钢熔炼成品成分中,由于碳和铌均控制中线,铌与碳的比值仅为4-5,而防止此钢晶间腐蚀铌碳比要求大于8,从而导致钢的晶间腐蚀不合,达不到使用要求;(2)钢管混晶:由于10Cr18Ni9NbCu3NB半成品管采用低温软化工艺(例如:1050-1100℃保温40-90分钟后,快速水冷),钢中的一次粗大碳氮化物(直径约为0.50μm,是钢锭在凝固过程中选分结晶形成的)溶解不充分,导致成品固溶期间,析出的细小碳氮化物(直径约为0.10μm)与软化时未完全溶解的较大颗粒碳氮化物在钢中分布不均匀,大颗粒碳氮化物在钢中不能起到细化晶粒的作用,使钢中局部位置的晶粒度粗大,从而导致钢管混晶。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足,提供一种产品质量良好的超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,特别是用于超(超)临界锅炉的10Cr18Ni9NbCu3NB无缝钢管的制造方法。
本发明的内容是:一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其特征是包括下列步骤:
a、冶炼:采用电弧炉(EF)初次冶炼,经钢包加热炉(LF)精炼,再经中间包处理除掉高硫还原渣,最后在真空吹氧钢包精炼炉(VOD)中精炼的工艺进行冶炼;获得的钢的组成和质量百分比例为C0.07~0.13%、Mn≤1.00%、Si≤0.30%、P≤0.030%、S≤0.010%、Cr17.0~19.0%、Ni7.50~10.50%、Cu2.50~3.50%、Nb0.20~0.60%、N0.05~0.12%、Al0.003~0.03%、B0.001~0.01%、余量为铁;出钢后在1520~1530℃的温度及Ar气保护下浇注成3~3.5t方锭;钢锭红送到初轧车间的温度为≥500℃;
b、管坯轧制:在1180~1260℃的温度下,将3~3.5t方锭经初轧机轧制成规格为外径Φ110mm~Φ220mm的管坯;
c、荒管轧制:将管坯表面车光至粗糙度Ra3.2~4.5um后,在1050~1150℃的温度下、采用斜轧穿孔机组将管坯热穿轧制成外径Φ108mm×壁厚7~16mm的荒管,轧后温度800~1000℃直接水冷,制得荒管;
d、半成品管高温软化:荒管经矫直、酸洗、精整检查、润滑、表面缺陷修磨后,轧制为半成品管,半成品管规格为外径Φ76~Φ89×壁厚4~14mm,再经脱脂处理后,在高温箱式炉中于1200~1260℃保温30~90分钟后(即进行高温软化处理),快速水冷,制得半成品管;
e、成品固溶:半成品管经矫直、酸洗、喷丸、精整检查、润滑后,再轧制为成品管,成品管经脱脂处理后进行成品固溶:即在1100~1150℃保温2~10分钟,再经矫直、酸洗、精整检验、制得超(超)临界锅炉用无缝钢管成品,包装入库。
2、按权利要求1所述的超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其特征是:步骤a冶炼所述获得的钢的组成和质量百分比例为C0.07~0.09%、Mn≤0.90%、Si≤0.30%、P≤0.025%、S≤0.005%、Cr18.4~18.8%、Ni9.00~9.50%、Cu2.70~3.00%、Nb0.50~0.60%、N0.08~0.11%、Al0.005~0.015%、B0.003~0.006%、余量为铁。
本发明的内容中:步骤b所述初轧机可以为825初精轧机组。
本发明的内容中:步骤c所述穿孔机组轧制可以是采用Φ100斜轧穿孔机组轧制。
本发明的内容中:步骤d所述轧制可以是采用HTP160冷轧管机轧制。
本发明的内容中:步骤e所述轧制可以是采用SKW75、SKW25、LG80、或LG90冷轧机轧制。
本发明的内容中:步骤e所述超(超)临界锅炉用无缝钢管成品的规格可以为Φ50.8×6.2、Φ50.8×3.5、或Φ44.5×9。
本发明的内容中:所述钢的质量百分比例组成中,C较好的为0.07~0.08%、Nb较好的为0.56~0.60%。
本发明的内容中:所述电弧炉(EF)可以是40t电弧炉(EF),所述钢包加热炉(LF)可以是40t钢包加热炉(LF),所述真空吹氧钢包精炼炉(VOD)可以是40t真空吹氧钢包精炼炉(VOD)。
与现有技术相比,本发明具有下列特点和有益效果:
(1)采用本发明,钢管晶间腐蚀合格,在10Cr18Ni9NbCu3NB钢熔炼成品成分中,由于碳控制下线,铌控制中上线,铌与碳的比值达到了此钢防止晶间腐蚀铌碳比大于8的要求,从而使钢的晶间腐蚀合格,达到使用要求;晶间腐蚀合格的10Cr18Ni9NbCu3NB钢管在火力发电的超(超)临界锅炉的使用过程中,不会因晶间腐蚀而报废,延长了钢管的使用寿命;
(2)采用本发明,消除了钢管的混晶、晶粒度合格;10Cr18Ni9NbCu3NB半成品管在高温长时软化处理时(其工艺为1200~1260℃保温30~90分钟后快速水冷),让钢锭凝固过程中的一次大颗粒碳氮化物(直径约为0.50μm)充分溶解,快速水冷后,固溶于钢中,在成品固溶时(其工艺为1110~1150℃保温2~10分钟后喷水冷却),在奥氏体晶内和晶界析出细小的碳氮化铌;晶内析出大量弥散分布的碳氮化铌粒子(直径约为0.10μm),能够作为晶粒再结晶的形核,形成新的奥氏体界面,碳氮化铌粒子越细小越弥散,这种界面的形核几率越大,为晶内奥氏体的形核创造了有利的条件,奥氏体结晶后,晶粒越细小、均匀,其成品管的晶粒度为7-8.5级;消除了钢管的混晶,钢管的晶粒度细小、均匀,从而使钢管在650~700℃的105h持久强度、许用应力、钢管抗蒸汽氧化能力较现有技术生产的钢管有所提高;
(3)本发明钢管的晶粒度均匀,并控制在7-10级,钢管的力学性能、晶腐、扩口、压扁、超声波/涡流探伤等主要技术指标良好,可为超(超)临界火电机组的快速发展作出贡献;
(4)本发明产品制备工艺简单,实用性强。
具体实施方式
下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明,但不能理解为是对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
实施例1:
一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,包括下列步骤:
a、冶炼:采用电弧炉(EF)初次冶炼,经钢包加热炉(LF)精炼,再经中间包处理除掉高硫还原渣,最后在真空吹氧钢包精炼炉(VOD)中精炼的工艺进行冶炼;获得的钢的组成和质量百分比例为C0.09%、Mn0.78%、Si0.22%、P0.023%、S≤0.004%、Cr18.0%、Ni9.50%、Cu3.00%、Nb0.50%、N0.08%、Al0.01%、B0.005%、余量为铁;出钢后在1520~1530℃的温度及Ar气保护下浇注成3.2t方锭;钢锭红送到初轧车间的温度为≥500℃;
b、管坯轧制:在1180~1260℃的温度下,将3.2t方锭经初轧机轧制成规格为外径Φ110mm~Φ220mm的管坯;
c、荒管轧制:将管坯表面车光至粗糙度Ra3.2~4.5um后,在1050~1150℃的温度下、采用斜轧穿孔机组将管坯热穿轧制成外径Φ108mm×壁厚7~16mm的荒管,轧后温度800~1000℃直接水冷,制得荒管;
d、半成品管高温软化:荒管经矫直、酸洗、精整检查、润滑、表面缺陷修磨后,轧制为半成品管,半成品管规格为外径Φ76~Φ89×壁厚4~14mm,再经脱脂处理后,在高温箱式炉中于1200~1260℃保温50分钟后(即进行高温软化处理),快速水冷,制得半成品管;
e、成品固溶:半成品管经矫直、酸洗、喷丸、精整检查、润滑后,再轧制为成品管,成品管经脱脂处理后进行成品固溶:即在1100~1150℃保温6分钟,再经矫直、酸洗、精整检验、制得超(超)临界锅炉用无缝钢管成品,包装入库。
实施例2:
一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,包括下列步骤:
a、冶炼:采用电弧炉(EF)初次冶炼,经钢包加热炉(LF)精炼,再经中间包处理除掉高硫还原渣,最后在真空吹氧钢包精炼炉(VOD)中精炼的工艺进行冶炼;获得的钢的组成和质量百分比例为C0.075%、Mn0.75%、Si0.26%、P0.027%、S0.003%、Cr17.0%、Ni7.50%、Cu2.50%、Nb0.52%、N0.05%、Al0.003%、B0.001%、余量为铁;出钢后在1520~1530℃的温度及Ar气保护下浇注成3t方锭;钢锭红送到初轧车间的温度为≥500℃;
b、管坯轧制:在1180~1260℃的温度下,将3t方锭经初轧机轧制成规格为外径Φ110mm~Φ220mm的管坯;
c、荒管轧制:将管坯表面车光至粗糙度Ra3.2~4.5um后,在1050~1150℃的温度下、采用斜轧穿孔机组将管坯热穿轧制成外径Φ108mm×壁厚7~16mm的荒管,轧后温度800~1000℃直接水冷,制得荒管;
d、半成品管高温软化:荒管经矫直、酸洗、精整检查、润滑、表面缺陷修磨后,轧制为半成品管,半成品管规格为外径Φ76~Φ89×壁厚4~14mm,再经脱脂处理后,在高温箱式炉中于1200~1260℃保温30分钟后(即进行高温软化处理),快速水冷,制得半成品管;
e、成品固溶:半成品管经矫直、酸洗、喷丸、精整检查、润滑后,再轧制为成品管,成品管经脱脂处理后进行成品固溶:即在1100~1150℃保温2分钟,再经矫直、酸洗、精整检验、制得超(超)临界锅炉用无缝钢管成品,包装入库。
实施例3:
一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,包括下列步骤:
a、冶炼:采用电弧炉(EF)初次冶炼,经钢包加热炉(LF)精炼,再经中间包处理除掉高硫还原渣,最后在真空吹氧钢包精炼炉(VOD)中精炼的工艺进行冶炼;获得的钢的组成和质量百分比例为C0.085%、Mn0.82%、Si0.24%、P0.022%、S≤0.005%、Cr19.0%、Ni10.50%、Cu3.50%、Nb0.60%、N0.12%、Al0.03%、B0.01%、余量为铁;出钢后在1520~1530℃的温度及Ar气保护下浇注成3.5t方锭;钢锭红送到初轧车间的温度为≥500℃;
b、管坯轧制:在1180~1260℃的温度下,将3.5t方锭经初轧机轧制成规格为外径Φ110mm~Φ220mm的管坯;
c、荒管轧制:将管坯表面车光至粗糙度Ra3.2~4.5um后,在1050~1150℃的温度下、采用斜轧穿孔机组将管坯热穿轧制成外径Φ108mm×壁厚7~16mm的荒管,轧后温度800~1000℃直接水冷,制得荒管;
d、半成品管高温软化:荒管经矫直、酸洗、精整检查、润滑、表面缺陷修磨后,轧制为半成品管,半成品管规格为外径Φ76~Φ89×壁厚4~14mm,再经脱脂处理后,在高温箱式炉中于1200~1260℃保温90分钟后(即进行高温软化处理),快速水冷,制得半成品管;
e、成品固溶:半成品管经矫直、酸洗、喷丸、精整检查、润滑后,再轧制为成品管,成品管经脱脂处理后进行成品固溶:即在1100~1150℃保温10分钟,再经矫直、酸洗、精整检验、制得超(超)临界锅炉用无缝钢管成品,包装入库。
实施例4:
一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,包括下列步骤:
a、冶炼:采用电弧炉(EF)初次冶炼,经钢包加热炉(LF)精炼,再经中间包处理除掉高硫还原渣,最后在真空吹氧钢包精炼炉(VOD)中精炼的工艺进行冶炼;获得的钢的组成和质量百分比例为C0.078%、Mn0.85%、Si0.20%、P0.025%、S0.005%、Cr18.6%、Ni9.30%、Cu2.85%、Nb0.55%、N0.10%、Al0.010%、B0.004%、余量为铁;出钢后在1520~1530℃的温度及Ar气保护下浇注成3~3.5t方锭;钢锭红送到初轧车间的温度为≥500℃;
b、管坯轧制:在1180~1260℃的温度下,将3~3.5t方锭经初轧机轧制成规格为外径Φ110mm~Φ220mm的管坯;
c、荒管轧制:将管坯表面车光至粗糙度Ra3.2~4.5um后,在1050~1150℃的温度下、采用斜轧穿孔机组将管坯热穿轧制成外径Φ108mm×壁厚7~16mm的荒管,轧后温度800~1000℃直接水冷,制得荒管;
d、半成品管高温软化:荒管经矫直、酸洗、精整检查、润滑、表面缺陷修磨后,轧制为半成品管,半成品管规格为外径Φ76~Φ89×壁厚4~14mm,再经脱脂处理后,在高温箱式炉中于1200~1260℃保温60分钟后(即进行高温软化处理),快速水冷,制得半成品管;
e、成品固溶:半成品管经矫直、酸洗、喷丸、精整检查、润滑后,再轧制为成品管,成品管经脱脂处理后进行成品固溶:即在1100~1150℃保温6分钟,再经矫直、酸洗、精整检验、制得超(超)临界锅炉用无缝钢管成品,包装入库。
实施例5-11:
一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,包括下列步骤:
a、冶炼:采用电弧炉(EF)初次冶炼,经钢包加热炉(LF)精炼,再经中间包处理除掉高硫还原渣,最后在真空吹氧钢包精炼炉(VOD)中精炼的工艺进行冶炼;获得的钢的组成和质量百分比例见表1;
b、管坯轧制:在1180~1260℃的温度下,将3~3.5t方锭经初轧机轧制成规格为外径Φ110mm~Φ220mm的管坯;
c、荒管轧制:将管坯表面车光至粗糙度Ra3.2~4.5um后,在1050~1150℃的温度下、采用斜轧穿孔机组将管坯热穿轧制成外径Φ108mm×壁厚7~16mm的荒管,轧后温度800~1000℃直接水冷,制得荒管;
d、半成品管高温软化:荒管经矫直、酸洗、精整检查、润滑、表面缺陷修磨后,轧制为半成品管,半成品管规格为外径Φ76~Φ89×壁厚4~14mm,再经脱脂处理后,在高温箱式炉中于1200~1260℃保温30~90分钟后(即进行高温软化处理),快速水冷,制得半成品管;
e、成品固溶:半成品管经矫直、酸洗、喷丸、精整检查、润滑后,再轧制为成品管,成品管经脱脂处理后进行成品固溶:即在1100~1150℃保温2~10分钟,再经矫直、酸洗、精整检验、制得超(超)临界锅炉用无缝钢管成品,包装入库。
表1:钢的组成和质量百分比例
实施例12:
一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,包括下列步骤:
a、冶炼:采用电弧炉(EF)初次冶炼,经钢包加热炉(LF)精炼,再经中间包处理除掉高硫还原渣,最后在真空吹氧钢包精炼炉(VOD)中精炼的工艺进行冶炼;获得的钢的组成和质量百分比例为C0.072%、Mn0.78%、Si0.24%、P0.026%、S0.002%、Cr18.8%、Ni9.50%、Cu3.00%、Nb0.58%、N0.08%、Al0.015%、B0.004%、余量为铁;出钢后在1520~1530℃的温度及Ar气保护下浇注成3~3.5t方锭;钢锭红送到初轧车间的温度为≥500℃;
b、管坯轧制:在1180~1260℃的温度下,将3~3.5t方锭经初轧机轧制成规格为外径Φ110mm~Φ220mm的管坯;
c、荒管轧制:将管坯表面车光至粗糙度Ra3.2~4.5um后,在1050~1150℃的温度下、采用斜轧穿孔机组将管坯热穿轧制成外径Φ108mm×壁厚7~16mm的荒管,轧后温度800~1000℃直接水冷,制得荒管;
d、半成品管高温软化:荒管经矫直、酸洗、精整检查、润滑、表面缺陷修磨后,轧制为半成品管,半成品管规格为外径Φ76~Φ89×壁厚4~14mm,再经脱脂处理后,在高温箱式炉中于1200~1260℃保温70分钟后(即进行高温软化处理),快速水冷,制得半成品管;
e、成品固溶:半成品管经矫直、酸洗、喷丸、精整检查、润滑后,再轧制为成品管,成品管经脱脂处理后进行成品固溶:即在1100~1150℃保温7分钟,再经矫直、酸洗、精整检验、制得超(超)临界锅炉用无缝钢管成品,包装入库。
实施例13:
一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其工艺流程为:
40t电炉(EF)+40t钢包加热炉(LF)+中间包→40t真空吹氧钢包精炼炉(VOD)→Ar气保护浇注→钢锭红送→钢锭加热→825初精轧机组轧Φ110mm的管坯→管坯加工→Φ100斜轧穿孔机组轧制荒管→在线淬水→矫直→酸洗→精整检查→润滑→HTP160冷轧机轧制半成品管→高温软化处理→酸洗→喷丸→润滑→SKW75(或LG60H)冷轧机轧制成品管→酸洗→热处理(成品固溶)→酸洗→探伤→取样检测→精整检查→包装入库。
超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造包括下列步骤:
(1)40tEF+40tLF+中间包→40tVOD工艺冶炼
配料:采用本钢返回料、攀钢IF钢及低P、S合金等;配料成分:P≤0.020%,S≤0.020%,Cr 17.50%,Ni 9.50%,Cu 3.0%;
电炉中炉料全熔,温度≥1590℃,可吹氧脱C去Si,终点C:±0.50%;予还原彻底,渣子活跃、温度合适,扒全部渣;还原充分,炉渣活跃,C粉、Si粉烧透,化学成分合适,强搅拌后流渣部分,温度1620--1640℃出钢;出钢过程要加强钢渣的混冲,包中加Si-Ca 80kg/炉;
在LF炉中,取入罐样后,调整渣系,视渣况,补加C粉、少量Al(块)粉、脱氧脱硫;当S≤0.003%,成分合适,温度≥1650℃吊包,走中间包去渣;
VOD精炼过程中,终点C控制:0.02~0.03%(吹氧至废温出现拐点停氧,停氧后碳脱氧);真空碳脱氧:极限真空度≤600Pa保持时间≥8分钟;加入适当渣料和脱氧剂;化渣时间≥10min,取样全分析,调整成分;视炉中Si含量,若炉中Si<0.25%,则按调Si至0.25%计算喂Si-Ca线,渣况良好,按0.0055%插B,吹氩镇静时间≥10min,吊包温度:1540~1550℃;浇注:氩气保护,3.0t锭型。拔模后红送至轧钢厂初轧车间。
(2)825初精轧机组轧制管坯
钢锭在规定时间内红送到轧钢厂初轧车间,进行管坯轧制。红装的装炉温度不限,温装的装炉温度≤700℃,最高加热温度1180~1260℃,保温4-6小时,压下制度按三类钢规定执行,轧制规格Φ110mm。
(3)Φ100斜轧穿孔机组轧制荒管
热穿孔试验用管坯规格:Φ110mm,将热轧管坯采取剥皮方式清除表面缺陷后落料,落料长度1300~1600mm。剥皮后的光坯表面质量良好,热穿孔试验时,剥皮管坯,在三段斜底式天然气连续加热炉内加热,最高加热温度为1050~1150℃,保温时间40-60分钟。荒管在线固溶。
(4)HTP160冷轧管机轧制半成品管及其软化处理
10Cr18Ni9NbCu3NB荒管矫直、酸洗、精整检查、润滑后,HTP160冷轧管机轧制为半成品管,脱脂处理后,在高温箱式炉中进行高温软化处理,其工艺为:1200~1260℃保温30~90分钟后,快速水冷。
(5)SKW75冷轧机轧制成品管及其成品固溶处理
经高温软化处理后的半成品管矫直、酸洗、喷丸、精整检查、润滑后,SKW75冷轧机轧制成品管,脱脂处理后进行成品固溶,其工艺为:1100~1150℃保温2~10分钟,矫直、酸洗、精整检验、包装入库。
实施例14:
一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,包括下列步骤:
a、冶炼:采用”40tEF+40tLF+中间包→40tVOD→Ar气保护浇注3.0T方锭”工艺冶炼了1炉10Cr18Ni9NbCu3NB钢(炉号1),获得的钢的组成和质量百分比例为C0.08%、Mn0.76%、Si0.24%、P0.023%、S0.0035%、Cr18.42%、Ni9.16%、Cu3.09%、Nb0.59%、N0.10%、Al0.011%、B0.0050%、余量为铁;出钢后在1520~1530℃的温度及Ar气保护下浇注成3.0t方锭;钢锭红送到初轧车间的温度为≥500℃;
b、管坯轧制:3.0T方锭红送到825初精轧机组轧制为外径Φ110mm管坯,在管坯上取2个试样,检验夹杂物,其结果如下表:
c、管坯加工,采用Φ100斜轧穿孔机组将管坯轧制成外径Φ108×壁厚15mm荒管,在线固溶;
d、半成品管高温软化:荒管矫直、酸洗、润滑,HTP160冷轧机冷轧为半成品管外径Φ76×壁厚14mm,经脱脂后,在高温箱式炉中进行软化处理,其工艺为1250℃保温60分钟后,快速水冷;
e、成品固溶:经高温软化处理的半成品管矫直、酸洗、喷丸、润滑后,SKW75冷轧机轧轧制成品管外径Φ44.5×壁厚9mm,经脱脂后,在辊底炉中进行成品固溶处理,其工艺为1130℃保温4分钟后,喷水冷却;矫直、酸洗后取2个试样检验力学性能、晶粒度,其检验结果如下表:
成品管取样晶腐、扩口、压扁,其结果均合格;对钢管进行超声波/涡流探伤,其结果均合格。
实施例15:
一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,包括下列步骤:
a、冶炼:采用”40tEF+40tLF+中间包→40tVOD→Ar气保护浇注3.0T方锭”工艺冶炼了1炉10Cr18Ni9NbCu3NB钢(炉号2);获得的钢的组成和质量百分比例为C0.075%、Mn0.81%、Si0.26%、P0.021%、S0.002%、Cr18.12%、Ni9.25%、Cu3.05%、Nb0.56%、N0.099%、Al0.015%、B0.0030%、余量为铁;出钢后在1520~1530℃的温度及Ar气保护下浇注成3.0t方锭;
b、管坯轧制:3.0T方锭红送到825初精轧机组轧制为外径Φ110mm管坯,在管坯上取2个试样,检验夹杂物,其结果如下表:
c、管坯加工,采用1000吨斜轧穿孔机组将管坯轧制成外径Φ108×10mm荒管,在线固溶;
d、半成品管高温软化:荒管矫直、酸洗、润滑,HTP160冷轧机冷轧为半成品管外径Φ89×壁厚7mm,经脱脂后,在高温箱式炉中进行软化处理,其工艺为1250℃保温40分钟后,快速水冷;
e、成品固溶:经高温软化处理的半成品管矫直、酸洗、喷丸、润滑后,SKW75冷轧机轧轧制成品管外径Φ50.8×壁厚3.5mm,经脱脂后,在辊底炉中进行成品固溶处理,其工艺为1100℃保温3分钟后,喷水冷却;矫直、酸洗后取2个试样检验力学性能、晶粒度,其检验结果如下表:
成品管取样晶腐、扩口、压扁,其结果均合格;对钢管进行超声波/涡流探伤,其结果均合格。
实施例13-15中未具体叙述的技术内容同实施例1-12中任一。
上述实施例1-12中:所述电弧炉(EF)可以是40t电弧炉(EF),所述钢包加热炉(LF)可以是40t钢包加热炉(LF),所述真空吹氧钢包精炼炉(VOD)可以是40t真空吹氧钢包精炼炉(VOD)。
上述实施例1-12中:步骤b所述初轧机可以为825初精轧机组。
上述实施1-12中:步骤c所述穿孔机组轧制可以是采用Φ100斜轧穿孔机组轧制。
上述实施例1-12中:步骤d所述轧制可以是采用HTP160冷轧管机轧制。
上述实施例1-12中:步骤e所述轧制可以是采用SKW75、SKW25、LG80、或LG90冷轧机轧制。
上述实施例1-12中:步骤e所述超(超)临界锅炉用无缝钢管成品的规格可以为Φ50.8×6.2、Φ50.8×3.5、或Φ44.5×9。
上述实施例中:各步骤的工艺参数为范围的,任一点均可适用。
采用本发明和上述实施例冶炼的10Cr18Ni9NbCu3NB钢管能达到如下指标:
(1)管坯的非金属夹杂物
每炉批取二只试样进行非金属夹杂物检验,管坯的非金属夹杂物按GB/T10561中规定的方法评级,结果符合下表规定。
各类夹杂物合格,钢的纯净度符合要求。
(2)力学性能
(3)晶粒度、晶腐、扩口、压扁及无损探伤
成品管晶粒度控制在7-10级,钢管的高温强度、许用应力和抗蒸汽氧化能力得到提高;钢管的晶腐合格,钢管在使用过程中不会发生晶间腐蚀;扩口、压扁合格,钢管表面无缺陷;无损探伤(超声波/涡流探险伤)合格,钢管内部无缺陷。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例,本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
Claims (8)
1.一种超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其特征是包括下列步骤:
a、冶炼:采用电弧炉初次冶炼,经钢包加热炉精炼,再经中间包处理除掉高硫还原渣,最后在真空吹氧钢包精炼炉中精炼的工艺进行冶炼;获得的钢的组成和质量百分比例为C0.07~0.13%、Mn≤1.00%、Si≤0.30%、P≤0.030%、S≤0.010%、Cr17.0~19.0%、Ni7.50~10.50%、Cu2.50~3.50%、Nb0.20~0.60%、N0.05~0.12%、Al0.003~0.03%、B0.001~0.01%、余量为铁;出钢后在1520~1530℃的温度及Ar气保护下浇注成3~3.5t方锭;钢锭红送到初轧车间的温度为≥500℃;
b、管坯轧制:在1180~1260℃的温度下,将3~3.5t方锭经初轧机轧制成规格为外径Φ110mm~Φ220mm的管坯;
c、荒管轧制:将管坯表面车光至粗糙度Ra3.2~4.5um后,在1050~1150℃的温度下、采用斜轧穿孔机组将管坯热穿轧制成外径Φ108mm×壁厚7~16mm的荒管,轧后温度800~1000℃直接水冷,制得荒管;
d、半成品管高温软化:荒管经矫直、酸洗、精整检查、润滑、表面缺陷修磨后,轧制为半成品管,半成品管规格为外径Φ76~Φ89×壁厚4~14mm,再经脱脂处理后,在高温箱式炉中于1200~1260℃保温30~90分钟后,快速水冷,制得半成品管;
e、成品固溶:半成品管经矫直、酸洗、喷丸、精整检查、润滑后,再轧制为成品管,成品管经脱脂处理后进行成品固溶:即在1100~1150℃保温2~10分钟,再经矫直、酸洗、精整检验、制得超(超)临界锅炉用无缝钢管成品,包装入库。
2.按权利要求1所述的超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其特征是:步骤a冶炼所述获得的钢的组成和质量百分比例为C0.07~0.09%、Mn≤0.90%、Si≤0.30%、P≤0.025%、S≤0.005%、Cr18.4~18.8%、Ni9.00~9.50%、Cu2.70~3.00%、Nb0.50~0.60%、N0.08~0.11%、A10.005~0.015%、B0.003~0.006%、余量为铁。
3.按权利要求1或2所述的超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其特征是:步骤b所述初轧机为825初精轧机组。
4.按权利要求1或2所述的超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其特征是:步骤c所述穿孔机组轧制是采用Φ100斜轧穿孔机组轧制。
5.按权利要求1或2所述的超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其特征是:步骤d所述轧制是采用HTP160冷轧管机轧制。
6.按权利要求1或2所述的超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其特征是:步骤e所述轧制是采用SKW75、SKW25、LG80、或LG90冷轧机轧制。
7.按权利要求1或2所述的超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其特征是:步骤e所述超(超)临界锅炉用无缝钢管成品的规格为Φ50.8×6.2、Φ50.8×3.5、或Φ44.5×9。
8.按权利要求1或2所述的超(超)临界锅炉用无缝钢管的制造方法,其特征是:所述钢的质量百分比例组成中,C为0.07~0.08%、Nb为0.56~0.60%。
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