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电站锅炉用TP347H不锈钢无缝管

电站锅炉用TP347H不锈钢无缝管

摘要：太钢采用铁水预处理+30t电弧炉熔化合金钢水-75 t K—OBM-S吹炼-VOD处理-LF精炼-5．6 t铸锭开坯(或220 mm ×220 mm铸坯)-Φ100 mm管坯穿孔一冷轧(冷拔)流程生产了Φ38 mm ×6．6 mm TF347H(1Crl9Nil1Nb)钢无缝管。结果表明，通过控制[O]≤30×10～、[H]≤3×10～、As≤0．003 0％、Pb、Sn、Sb、Bi分别≤0．001 0％以及钢中C含量0．06％～0．08％、Nb含量0．6％～0．8％，钢管具有优良的冷、热加工性能，其各项性能均满足ASME和GB标准的使用要求。

　　
　　1 生产工艺开发

　　超(超)临界电站锅炉中过热器和再热器实际使用压力在25．4—30．0 MPa，使用温度是540—605℃ 和569—605℃ 。超(超)临界电站锅炉用不锈钢TP347H(1Crl9Nil1Nb)中的Nb作为合金元素加人到钢中，与c生成的碳化物可产生沉淀硬化弥散作用。

　　1．1 生产工艺流程及主要技术参数

　　太钢生产1Crl9Nil 1 Nb不锈钢无缝钢管的工艺流程为：预处理铁水+电弧炉(表1)熔化合金液-75tK—OBM—S冶炼(表2)-VOD处理60 min(66．7Pa) LF-模注5．6 t方锭红送开坯、轧制-穿孔L-连铸220 mm x 220 mm--↑-冷轧(拔)-热处理。
　
　　1．2 生产过程中采取的主要工艺措施

　　(1)1Crl9Nil1Nb化学成分内控范围见表3。

　　选用合适的K—OBM—S冶炼不锈钢数学模型进行主成分控制，碳含量模型计算结果与实际冶炼结果的**误差，满足误差范围(±0．03％)的命中率为95．6％，铬含量满足误差范围(±0．03％)的命中率为85．2％。

　　(2)VOD精炼时按照“VOD高碳区高真空度脱氮工艺模型”冶炼，要求VOD真空度~<300 Pa下保持10 min以上，使钢中N、H含量分别控制在150X10 和3X10以下。

　　(3)原料采用预处理铁水(P≤0．010％)和熔融合金(Pb、Sn、Sb、As、Bi各≤30 X 10～，五害元素总量≤120×10)进行冶炼，精炼过程采用Si—Al复合脱氧，LF深脱氧技术、深脱硫技术和钙处理技术，实现了洁净钢的生产和对夹杂物形态的控制。

　　(4)钢锭开坯和连铸坯均热温度限定在1260—1280℃之间，时间I>3 h，以保证直接由熔体大量生成的NbN和结晶过程中形成的Nb(CN)和NbC充分溶解。开坯和轧制时，采用大压缩比(单道次变形量>-30％)进行开坯。圆坯穿孔时，开轧温度控制在1120—1150℃。

　　(5)荒管进行软化处理和酸洗检验，并及时**表面缺陷，初始道次间的变形量控制在55％
以上。

　　(6)成品热处理温度≥1150℃，以保证成品钢管具有高的持久强度和蠕变极限。

　　2 实物质量和性能

　　2．1 钢厂检验结果

　　对试制 38 mm×6．6 mm 1Crl9Nil1Nb钢管化学成分进行分析，各元素含量控制在标准要求范围内(表3)。

　　显微特征符合ASME SA一213M、CB5310，检验后A、B、c、D类非金属夹杂物<1级，晶粒度控制在4—6级。As≤0．003 0％，Pb、Sn、Sb、Bi单一元素均≤ 0．00l0％按ASME SA一213M标准要求检验，钢管的常温力学性能、工艺性能和耐晶间腐蚀性能，一次检验合格率100％。室温力学性能和硬度测试结果见表4。

　
　　2．2 用户检验结果

　　开发的1 Crl9Ni11 Nb不锈钢无缝钢管管坯及钢管，已经全部送往哈尔滨锅炉厂和东方锅炉厂材料研究所进行性能评定，分别按照ASME SA一213M、GB／T53l0—1995和各锅炉厂各自企业的材料采购标准要求，分别进行表面质量、几何尺寸、化学成分、高低倍组织、晶粒度、夹杂物、室温力学性能、压扁实验、扩口实验、硬度实验、晶间腐蚀性能等项目的测试，经测试各项性能均能满足标准要求，产品应用于哈尔滨锅炉厂和东方锅炉厂制造的电站锅炉上。目前，太钢已经批量生产lCrl9Nil1Nb不锈钢管，其销售量已超过1000t。

　　３结论

　　根据TP347H(1Crl9Nil1Nb)不锈钢在电站锅炉使用环境中的特点，通过合理的成分设计，选择恰当的Nb含量和C／N比，选择并优化试制过程中的冶炼工艺、连铸工艺、轧制工艺和热处理工艺，成功开发了1Crl9Nil1Nb(TP347H)不锈钢无缝钢管。该钢管成分组织均匀，冷、热加工性能良好，其综合性能完全能够满足超(超)临界电站锅炉用钢的技术要求。

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