專利名稱：高合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高壓鍋爐、能源工業(yè)以及化工設(shè)備等所使用的蒸汽管、過熱器管、再熱器管類的耐熱、耐腐蝕的無縫鋼管，尤其涉及一種高合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
高壓鍋爐、火力發(fā)電站、核能發(fā)電站、石油裂化裝置以及化工工業(yè)等領(lǐng)域廣泛使用高合金鋼無縫鋼管，是這些領(lǐng)域急需的產(chǎn)品之一，高合金鋼無縫鋼管也是高附加值、高經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品。在動力鍋爐中作為過熱器、再熱器及主蒸氣管道使用，在石化工業(yè)的裂化、抗硫、加氫等工藝裝置中也廣泛應(yīng)用。目前，我國的高合金鋼無縫鋼管主要依賴進(jìn)口，其制造的難點(diǎn)是由于材料化學(xué)成份的偏差產(chǎn)生的耐熱和耐腐蝕性能低下，穿孔、連續(xù)軋制、定減徑軋制、熱處理及矯直等制造高合金鋼無縫鋼管工藝問題使高合金鋼無縫鋼管出現(xiàn)變形不均、裂紋、折迭、離層及表面氧化等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于解決上述高合金鋼無縫鋼管的問題，提供一種熱穩(wěn)定性好，具有良好的沖擊韌性、穩(wěn)定的持久塑性、高的熱強(qiáng)性能及耐腐蝕性能的高合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成分組成(重量％)為C 0.08-0.12，Si 0.20-0.50，Mn 0.30-0.60，Cr 8-9.5，Mo 0.85-1.05，Al 0.01-0.04，Ni 0-0.4，Cb 0.06-0.10，P＜0.02，S＜0.010，V 0.18-0.25，N 0.03-0.07，余量為Fe。
適用于高壓鍋爐、石油裂化以及化工設(shè)備等所使用的耐熱、耐腐蝕高合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法，以滿足火力電站和核電站的鍋爐、石油裂化設(shè)備的管道以及化工壓力容器等的蒸汽管、過熱器管、再熱器管的耐高溫和高壓的需要。高合金鋼無縫鋼管為T91鋼級無縫鋼管，生產(chǎn)和檢驗(yàn)執(zhí)行美國的ASTM標(biāo)準(zhǔn)。
高合金鋼無縫鋼管的生產(chǎn)方法包括采用海綿鐵和廢鋼做煉鋼原料，用電弧爐熔化成鋼水，經(jīng)爐外精煉和真空脫氣后，連鑄成圓形管坯，將冷卻后的連鑄管坯在環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱，熱定心，熱穿孔，連續(xù)延伸軋制，經(jīng)定減徑軋制、冷卻、定長鋸切、矯直、探傷后，進(jìn)行正火熱處理，回火，熱定徑，熱矯直，最后探傷。
本發(fā)明是在電弧爐內(nèi)投入由廢鋼65-75份和海綿鐵25-35份的煉鋼原料，通電加熱，爐料逐漸熔化成鋼水，采用底吹攪拌技術(shù)，加速鋼的熔化和加熱的均勻化，最終電弧爐的爐溫到達(dá)1550～1650℃，并造好熔化期的爐渣。
由于廢鋼中的金屬成份略有區(qū)別，為調(diào)整其成份，海綿鐵和廢鋼的投放比例不同，一般廢鋼大致70±5％，其余為海綿鐵。廢鋼和海棉鐵投入電弧爐后，采用底吹攪拌技術(shù)，加速鋼的熔化和加熱的均勻化，使廢鋼熔點(diǎn)降低，加速熔化，從而獲得降低能耗、縮短冶煉時(shí)間等效果。在爐底部開始吹氧，起到助熔、化渣的目的，節(jié)約電能。同時(shí)，在熔化期的吹氧助熔，因?yàn)樘枷扔阼F氧化、從而減少了鐵的燒損。
在電弧爐內(nèi)投入活性石灰石0.2375-0.2625份，設(shè)置在電弧爐底部的噴嘴向爐內(nèi)熔池吹入氧氣和氬氣，鋼水的上面產(chǎn)生熔渣，實(shí)時(shí)檢測鋼水的化學(xué)成份，按需要的化學(xué)成份比例要求，向電弧爐內(nèi)投入海綿鐵或其它鐵合金。
在爐內(nèi)溫度達(dá)到1550～1650℃以后，向電弧爐內(nèi)投入活性石灰石，從爐底部向爐內(nèi)吹氧氣和吹氬氣，攪動鋼水熔池及在鋼水中形成泡沫，能夠使鋼水沸騰，氣體和夾雜上浮。高純度氧氣能快速可控地脫碳，有利于鋼中氣體和夾雜物的排除在鋼水表面形成泡沫熔渣，隔絕鋼水與氣體的接觸。同時(shí)，生成一定堿度的爐渣，并脫除鋼中夾雜物和有害元素，如磷、硫等。脫磷率達(dá)到80％，脫硫率達(dá)到50％，冶煉后的磷含量＜0.02％。
吹氧能夠使碳和氧反應(yīng)造成熔池?cái)噭?、促進(jìn)鋼渣反應(yīng)，有利于早期脫磷。在還原冶煉期，活躍的碳氧反應(yīng)，擴(kuò)大了鋼一渣界面，有利于進(jìn)一步脫磷，有利于鋼液成分和溫度的均勻化和氣體、夾雜物的上浮，活躍的碳氧反應(yīng)有助于泡沫渣的形成。采用底吹工藝可縮短冶煉時(shí)間，降低電耗，改善脫磷、脫硫操作，使鋼水成分、溫度更均勻，從而改善鋼質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率。對熔化的鋼水進(jìn)行吹氧，氧化鋼液中的碳、磷；去除氣體及夾雜物，使鋼液均勻加熱升溫。使電弧爐中的金屬液和熔渣產(chǎn)生運(yùn)動，以改善冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件。要經(jīng)過熔化期、氧化和脫炭期、精煉期、還原期等四個(gè)階段。
本發(fā)明高合金鋼無縫鋼管的化學(xué)組分按重量比為C 0.08-0.12，Si0.20-0.50，Mn 0.30-0.60，Cr 8-9.5，Mo 0.85-1.05，Al 0.01-0.04，Ni 0-0.4，Cb0.06-0.10，P＜0.02，S＜0.010，V 0.18-0.25，N 0.03-0.07，余量為Fe。
采用偏心爐底部出鋼，這一出鋼操作使?fàn)t內(nèi)留有一部分(10％～15％)鋼水和全部爐渣(在倒出的鋼水中不合有爐渣)，這為下一爐加速熔化、早期脫磷創(chuàng)造了條件；同時(shí)，改善了控制并減小了對供電系統(tǒng)的干擾。
LF澆鑄精煉包內(nèi)倒入CaO-Al2O3基精煉渣0.304-0.336份，將電弧爐中經(jīng)過初煉后成份合格的鋼液注入LF澆鑄精煉包中，包料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、保溫、脫磷、脫碳和主合金化，同時(shí)攪拌鋼液。
將電弧爐中初煉過的成份合格的鋼液移到LF精煉包中，首先包料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化(保溫)、脫磷、脫碳和主合金化(這要伴隨鋼液的攪拌)，然后，先向包內(nèi)吹惰性氣體，進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫(這要伴隨向鋼液內(nèi)投入純金屬粉、絲)的攪拌，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)等，其次，將包內(nèi)抽真空，減少鋼中的氫氣。這階段要保證成品鋼的成份全部符合標(biāo)準(zhǔn)要求，把鋼的成份精確地控制在一個(gè)狹窄的范圍內(nèi)。LF精練鋼包內(nèi)襯所用的耐火材料，除渣線部位的工作襯以外，用70％～80％ Al2O3的高鋁磚，渣線部位使用鎂鉻磚或鎂碳磚。
再向澆鑄精煉包內(nèi)吹氬氣，以110L/(min·t)的強(qiáng)攪拌條件吹入氬氣，進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，同時(shí)邊攪拌邊向鋼液內(nèi)投入純金屬粉、絲，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)。
按要求的成分、比例將CaO-Al2O3基精煉渣(每噸加入3.2±5％kg)倒入澆注精煉鋼包中，然后吊到電弧爐出鋼(煉鋼爐渣不隨鋼液流出)，電弧爐的鋼倒入精煉鋼包中，靠出鋼鋼流的沖擊使合成渣乳化，渣和鋼充分混合，接著鎮(zhèn)靜，乳化的渣滴上浮，同時(shí)，以110L/(min·t)的強(qiáng)攪拌條件吹入氬氣，該流程總共十多分鐘，其脫硫、脫氧(部分完成)、去除非金屬夾雜等精煉任務(wù)就在這短時(shí)間內(nèi)完成。
再將澆鑄精煉包內(nèi)抽真空，減少鋼中的氫氣。在真空的條件下向鋼水內(nèi)投入硅(Si)進(jìn)行脫氧，鋼水立即發(fā)生沸騰現(xiàn)象，鋼內(nèi)氣體逸出，夾雜物也隨著沸騰攪拌面上浮進(jìn)入爐渣，進(jìn)行脫氫、脫氮等作業(yè)。
澆鑄精煉包抽真空、爐底向包內(nèi)吹惰性氣體，保持一定的真空度。向鋼水內(nèi)投入硅(Si)進(jìn)行脫氧，進(jìn)而，在真空的條件下，鋼水立即發(fā)生沸騰現(xiàn)象，鋼內(nèi)氣體逸出，夾雜物也隨著沸騰攪拌面上浮進(jìn)入爐渣，進(jìn)行脫氫、脫氮等作業(yè)。結(jié)果能使鋼質(zhì)純凈。真空脫氣的目的主要是為了減少鋼中的有害氣體，特別是氫氣。本發(fā)明使用的是芬克爾法，在我國通常稱為VD法。在真空條件下，可以有效地對鋼液進(jìn)行脫氣。在真空度為65Pa(0.5mmHg)的條件下，能將鋼中的氫氣到1ppm左右，同時(shí)真空脫碳的能力顯著提高，利用這一特點(diǎn)，真空精煉可以獲得很純凈的鋼，精煉時(shí)間為40min。
爐外精煉也稱為二次精煉。在整個(gè)煉鋼過程中，除將原材料熔化成液態(tài)外，還要求在不同程度上完成脫碳、脫磷、脫包、脫硫、去除氣體、去除夾雜、調(diào)整溫度和調(diào)整成分等冶金任務(wù)。因此，利用超高功率電孤爐熔化廢鋼的優(yōu)勢，將其他的冶煉任務(wù)在二次精煉過程中完成。這樣分步進(jìn)行，以創(chuàng)造最佳冶金條件，提高效率。
目的是調(diào)造較好的冶金反應(yīng)的動力學(xué)條件。對于常規(guī)的煉鋼爐，在氧化性條件下進(jìn)行脫碳時(shí)，由于一氧化碳排出而引起的熔池掀動，可使反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物有較大的傳遞速率。但是，在電弧爐冶煉工藝中，由于爐池的反應(yīng)界面積小，使一些冶金反應(yīng)的速率相當(dāng)緩慢，電弧爐冶煉還原期的優(yōu)越性不能充分發(fā)揮。為解決這個(gè)問題，一是提高渣鋼接觸界面積，二是在鋼包的底部安裝透氣磚吹入氬氣，依靠在鋼液中上浮的氬氣泡粘附乳化的渣滴，以及上浮氣泡所引起的鋼液的攪動，促進(jìn)渣滴的碰撞合并而加速上浮，三是采用吹氬攪拌方法，加速渣鋼間的傳質(zhì)過程。吹氬強(qiáng)度為109～218l/min·t。
本發(fā)明的連鑄是采用固定式結(jié)晶器，即使用水冷的、底部敞口的固定式結(jié)晶器。主要由鋼包、中間包、結(jié)晶器、結(jié)晶器振動裝量、二次冷卻和鑄坯導(dǎo)向裝量、拉坯矯直裝置、切割裝置、出坯裝置等部分組成。
將澆鑄精煉包從加熱爐的上部移至連鑄機(jī)的上方，鋼水通過鋼包底部的鋼水出口注入到中間包內(nèi)，預(yù)先調(diào)整中間包水口的位置，對準(zhǔn)連鑄機(jī)的結(jié)晶器，打開中間包滑動水口后，鋼水流入下口由引錠桿頭封堵的水冷結(jié)晶器內(nèi)。
將盛滿成份和溫度都達(dá)到所規(guī)定要求的鋼水的LF精煉包從加熱爐的上部移動到連鑄機(jī)的上方，鋼水通過鋼包底部的鋼水出口注入到中間包內(nèi)(中間包水口的位置被預(yù)先調(diào)好以對準(zhǔn)下面的連鑄機(jī)的結(jié)晶器)打開中間包滑動水口后，鋼水流入下口由引錠桿頭封堵的水冷結(jié)晶器內(nèi)。
從電弧煉鋼爐出來的鋼水注入到鋼包內(nèi)，經(jīng)二次精煉處理后被運(yùn)到連鑄機(jī)的上方，鋼水通過鋼包底部的水口再注入到中間包內(nèi)。中間包水口的位置被預(yù)先調(diào)好以對準(zhǔn)下面的結(jié)晶器。打開中間包滑動水口后，鋼水流入下口由引錠桿頭封堵的水冷結(jié)晶器內(nèi)。
在結(jié)晶器內(nèi)，鋼水沿其周邊逐漸冷凝成鋼殼，當(dāng)結(jié)晶器下端出口處的鑄坯的坯殼厚度達(dá)到20mm以上時(shí)，啟動拉坯機(jī)和結(jié)晶器振動裝置，把帶有液心的鑄坯進(jìn)入弧形導(dǎo)向段，鑄坯在弧形導(dǎo)向段內(nèi)一邊下行一邊用霧化水進(jìn)行強(qiáng)制冷卻繼續(xù)凝固。
在結(jié)晶器內(nèi)，鋼水沿其周邊逐漸冷凝成鋼殼。當(dāng)結(jié)晶器下端出口處坯殼有一定厚度時(shí)，同時(shí)啟動拉坯機(jī)和結(jié)晶器振動裝置，使帶有液心的鑄坯進(jìn)入由若干夾輥組成的弧形導(dǎo)向段。在這里鑄坯一邊下行，一邊經(jīng)受二次冷卻區(qū)中許多按一定規(guī)律布置的噴嘴噴出的霧化水的強(qiáng)制冷卻繼續(xù)凝固。當(dāng)引錠桿出拉坯矯直機(jī)后將其與鑄坯脫開。待鑄坯被矯直且完全凝固后，由切割裝置將其切成定尺鑄坯，最后由出坯裝置特定尺鑄坯運(yùn)到指定地點(diǎn)。
拉坯后進(jìn)入矯直機(jī)，待鑄坯矯直且完全凝固后，由切割裝置切割成定尺的連鑄管坯。將冷卻到600℃以下的連鑄管坯送入環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱，使管坯的溫度均勻達(dá)到1260～1280℃，在1250～1260℃時(shí)對連鑄管坯進(jìn)行熱定心，在1160～1260℃時(shí)對連鑄管坯進(jìn)行熱穿孔，在1080～1140℃時(shí)對連鑄管坯進(jìn)行連續(xù)延伸軋制。
經(jīng)定減徑軋制、冷卻、定長鋸切、矯直、探傷后，進(jìn)行熱處理，在1040～1060℃時(shí)用光亮正火爐正火，防止鋼管表面氧化。
在770～790℃時(shí)用退火爐進(jìn)行回火，然后在580～610℃時(shí)進(jìn)行熱定徑，在500～550℃時(shí)進(jìn)行熱矯直，最后進(jìn)行探傷，制作成圓形管坯。
采用海綿鐵和廢鋼做煉鋼原料，用電弧爐中熔化成鋼水，經(jīng)爐外精煉和真空脫氣后，獲得如上所述化學(xué)成份，連鑄成圓坯。將冷卻后的連鑄坯在環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱，爐溫為1260～1280℃，在1250～1260℃熱定心，在1200～1240℃熱穿孔，在1000～1150℃連續(xù)延伸軋制，經(jīng)定減徑軋制、冷卻、定長鋸切、矯直、探傷后，進(jìn)行熱處理在850～930℃用光亮熱處理爐正火(防止鋼管表面氧化)，在770～790℃回火，然后在580～610℃熱定徑，在500～550℃熱矯直，最后探傷。
本發(fā)明的高合金鋼無縫鋼管的機(jī)械性能按美國的ASTM標(biāo)準(zhǔn)要求取樣和制樣，其力學(xué)性能達(dá)到的指標(biāo)如下屈服強(qiáng)度(σS)415MPa；抗拉強(qiáng)度(σb)≥580MPa；
延伸率≥20％；硬度≤200HB；沖擊韌性最小值按美國的ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算；壁厚偏差≤±8.5t％(t為無縫鋼管的壁厚)；外徑偏差≤±0.5d％(d為無縫鋼管的直徑)。
本發(fā)明是高合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法。高合金鋼無縫鋼管材料的熱穩(wěn)定性好，具有良好的沖擊韌性、穩(wěn)定的持久塑性、高的熱強(qiáng)性能及耐腐蝕性能，其屈服強(qiáng)度不低于450MPa。通過熱處理(1040～1060℃的光亮熱處理爐正火和770～790℃的回火)及矯直工藝(熱矯直，矯直溫度控制在500℃以上)，使高合金鋼無縫鋼管體的機(jī)械性能、抗蠕變強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度及耐腐蝕性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所要求的水平，在其運(yùn)行的壓力與溫度范圍內(nèi)，有充足的安全裕度，同時(shí)能滿足管體的抗氧化與抗腐蝕的要求。通過控制管體的幾何尺寸、殘余應(yīng)力、形狀偏差以及化學(xué)成份，能夠保證管體的機(jī)械性能、耐高溫和耐腐蝕性能。適用于高壓鍋爐、石油裂化以及化工設(shè)備等所使用的耐熱、耐腐蝕高合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法，可以滿足火力電站和核電站的鍋爐、石油裂化設(shè)備的管道以及化工壓力容器等的蒸汽管、過熱器管、再熱器管的耐高溫和高壓的需要。
本發(fā)明的高合金鋼無縫鋼管的管體的機(jī)械性能和耐熱強(qiáng)度均達(dá)到美國機(jī)械工程師協(xié)會ASTM鍋爐及壓力容器材料委員會標(biāo)準(zhǔn)所要求的高合金鋼無縫鋼管的水平。
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(高劑量)高合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成分組成(重量％)為C 0.12，Si 0.50，Mn 0.60，Cr 9.5，Mo 1.05，Al 0.04，Ni 0.4，Cb 0.10，P＜0.02，S＜0.010，V 0.25，N 0.07，余量為Fe。
實(shí)施例2(低劑量)高合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成分組成(重量％)為C 0.08，Si 0.20，Mn 0.30，Cr 8，Mo 0.85，Al 0.01，Ni 0.1，Cb 0.06，P＜0.02，S＜0.010，V 0.18，N 0.03，余量為Fe。
實(shí)施例3(中等劑量)高合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成分組成(重量％)為C 0.1，Si 0.35，Mn 0.45，Cr 8-9.5，Mo 0.95，Al 0.025，Ni 0.2，Cb 0.08，P＜0.02，S＜0.010，V 0.215，N 0.05，余量為Fe。
實(shí)施例4(高劑量)在電弧爐內(nèi)投入(重量計(jì)每份1.5t)由廢鋼112.5t和海綿鐵37.5t的煉鋼原料，通電加熱，爐料逐漸熔化成鋼水，采用底吹攪拌技術(shù)，加速鋼的熔化和加熱的均勻化，最終電弧爐的爐溫到達(dá)1550～1650℃，并造好熔化期的爐渣。
在電弧爐內(nèi)投入活性石灰石393.75kg，設(shè)置在電弧爐底部的噴嘴向爐內(nèi)熔池吹入氧氣和氬氣，鋼水的上面產(chǎn)生熔渣，實(shí)時(shí)檢測鋼水的化學(xué)成份，按需要的化學(xué)成份比例要求，向電弧爐內(nèi)投入海綿鐵或其它合金。
本發(fā)明高合金鋼無縫鋼管的化學(xué)組分按重量比為C 0.08-0.12，Si0.20-0.50，Mn 0.30-0.60，Cr 8-9.5，Mo 0.85-1.05，Al 0.01-0.04，Ni 0-0.4，Cb0.06-0.10，P＜0.02，S＜0.010，V 0.18-0.25，N 0.03-0.07，余量為Fe。
實(shí)施例5(低劑量)在電弧爐內(nèi)投入(重量計(jì)每份1.5t)由廢鋼97.5t和海綿鐵52.5t的煉鋼原料，通電加熱，爐料逐漸熔化成鋼水，采用底吹攪拌技術(shù)，加速鋼的熔化和加熱的均勻化，最終電弧爐的爐溫到達(dá)1550～1650℃，并造好熔化期的爐渣。
在電弧爐內(nèi)投入活性石灰石356.25kg，設(shè)置在電弧爐底部的噴嘴向爐內(nèi)熔池吹入氧氣和氬氣，鋼水的上面產(chǎn)生熔渣，實(shí)時(shí)檢測鋼水的化學(xué)成份，按需要的化學(xué)成份比例要求，向電弧爐內(nèi)投入海綿鐵或其它合金。
本發(fā)明高合金鋼無縫鋼管的化學(xué)組分按重量比為C 0.08-0.12，Si0.20-0.50，Mn 0.30-0.60，Cr 8-9.5，Mo 0.85-1.05，Al 0.01-0.04，Ni 0-0.4，Cb0.06-0.10，P＜0.02，S＜0.010，V 0.18-0.25，N 0.03-0.07，余量為Fe。
實(shí)施例6(中等劑量)在電弧爐內(nèi)投入(重量計(jì)每份1.5t)由廢鋼105t和海綿鐵45t的煉鋼原料，通電加熱，爐料逐漸熔化成鋼水，采用底吹攪拌技術(shù)，加速鋼的熔化和加熱的均勻化，最終電弧爐的爐溫到達(dá)1550～1650℃，并造好熔化期的爐渣。
在電弧爐內(nèi)投入活性石灰石375kg，設(shè)置在電弧爐底部的噴嘴向爐內(nèi)熔池吹入氧氣和氬氣，鋼水的上面產(chǎn)生熔渣，實(shí)時(shí)檢測鋼水的化學(xué)成份，按需要的化學(xué)成份比例要求，向電弧爐內(nèi)投入海綿鐵或其它合金。
本發(fā)明高合金鋼無縫鋼管的化學(xué)組分按重量比為C 0.08-0.12，Si0.20-0.50，Mn 0.30-0.60，Cr 8-9.5，Mo 0.85-1.05，Al 0.01-0.04，Ni 0-0.4，Cb0.06-0.10，P＜0.02，S＜0.010，V 0.18-0.25，N 0.03-0.07，余量為Fe。
實(shí)施例7(高劑量)LF澆鑄精煉包內(nèi)倒入(重量計(jì)每份1.5t)CaO-Al2O3基精煉渣504kg，將電弧爐中經(jīng)過初煉后成份合格的鋼液注入LF澆鑄精煉包中，包料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、保溫、脫磷、脫碳和主合金化，同時(shí)攪拌鋼液。
再向澆鑄精煉包內(nèi)吹氬氣，以110L/(min·t)的強(qiáng)攪拌條件吹入氬氣，進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，同時(shí)邊攪拌邊向鋼液內(nèi)投入純金屬粉、絲，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)。
再將澆鑄精煉包內(nèi)抽真空，減少鋼中的氫氣。在真空的條件下向鋼水內(nèi)投入硅(Si)進(jìn)行脫氧，鋼水立即發(fā)生沸騰現(xiàn)象，鋼內(nèi)氣體選出，夾雜物也隨著沸騰攪拌面上浮進(jìn)入爐渣，進(jìn)行脫氫、脫氮等作業(yè)。
實(shí)施例8(低劑量)LF澆鑄精煉包內(nèi)倒入(重量計(jì)每份1.5t)CaO-Al2O3基精煉渣456kg，將電弧爐中經(jīng)過初煉后成份合格的鋼液注入LF澆鑄精煉包中，包料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、保溫、脫磷、脫碳和主合金化，同時(shí)攪拌鋼液。
再向澆鑄精煉包內(nèi)吹氬氣，以110L/(min·t)的強(qiáng)攪拌條件吹入氬氣，進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，同時(shí)邊攪拌邊向鋼液內(nèi)投入純金屬粉、絲，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)。
再將澆鑄精煉包內(nèi)抽真空，減少鋼中的氫氣。在真空的條件下向鋼水內(nèi)投入硅(Si)進(jìn)行脫氧，鋼水立即發(fā)生沸騰現(xiàn)象，鋼內(nèi)氣體逸出，夾雜物也隨著沸騰攪拌面上浮進(jìn)入爐渣，進(jìn)行脫氫、脫氮等作業(yè)。
實(shí)施例9(中等劑量)LF澆鑄精煉包內(nèi)倒入(重量計(jì)每份1.5t)CaO-Al2O3基精煉渣480kg，將電弧爐中經(jīng)過初煉后成份合格的鋼液注入LF澆鑄精煉包中，包料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、保溫、脫磷、脫碳和主合金化，同時(shí)攪拌鋼液。
再向澆鑄精煉包內(nèi)吹氬氣，以110L/(min·t)的強(qiáng)攪拌條件吹入氬氣，進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，同時(shí)邊攪拌邊向鋼液內(nèi)投入純金屬粉、絲，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)。
再將澆鑄精煉包內(nèi)抽真空，減少鋼中的氫氣。在真空的條件下向鋼水內(nèi)投入硅(Si)進(jìn)行脫氧，鋼水立即發(fā)生沸騰現(xiàn)象，鋼內(nèi)氣體逸出，夾雜物也隨著沸騰攪拌面上浮進(jìn)入爐渣，進(jìn)行脫氫、脫氮等作業(yè)。
實(shí)施例10將澆鑄精煉包從加熱爐的上部移至連鑄機(jī)的上方，鋼水通過鋼包底部的鋼水出口注入到中間包內(nèi)，預(yù)先調(diào)整中間包水口的位置，對準(zhǔn)連鑄機(jī)的結(jié)晶器，打開中間包滑動水口后，鋼水流入下口由引錠桿頭封堵的水冷結(jié)晶器內(nèi)。
在結(jié)晶器內(nèi)，鋼水沿其周邊逐漸冷凝成鋼殼，當(dāng)結(jié)晶器下端出口處的鑄坯的坯殼厚度達(dá)到20mm以上時(shí)，啟動拉坯機(jī)和結(jié)晶器振動裝置，把帶有液心的鑄坯進(jìn)入弧形導(dǎo)向段，鑄坯在弧形導(dǎo)向段內(nèi)一邊下行一邊用霧化水進(jìn)行強(qiáng)制冷卻繼續(xù)凝固。
拉坯后進(jìn)入矯直機(jī)，待鑄坯矯直且完全凝固后，由切割裝置切割成定尺的連鑄管坯。將冷卻到600℃以下的連鑄管坯送入環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱，使管坯的溫度均勻達(dá)到1260～1280℃，在1250～1260℃時(shí)對連鑄管坯進(jìn)行熱定心，在1160～1260℃時(shí)對連鑄管坯進(jìn)行熱穿孔，在1080～1140℃時(shí)對連鑄管坯進(jìn)行連續(xù)延伸軋制。
經(jīng)定減徑軋制、冷卻、定長鋸切、矯直、探傷后，進(jìn)行熱處理，在1040～1060℃時(shí)用光亮正火爐正火，防止鋼管表面氧化。
在770～790℃時(shí)用退火爐進(jìn)行回火，然后在580～610℃時(shí)進(jìn)行熱定徑，在500～550℃時(shí)進(jìn)行熱矯直，最后進(jìn)行探傷，制作成圓形管坯。
權(quán)利要求
1.一種高合金鋼無縫鋼管，其特征在于該鋼的化學(xué)成分組成(重量％)為C 0.08-0.12，Si 0.20-0.50，Mn 0.30-0.60，Cr 8-9.5，Mo 0.85-1.05，Al0.01-0.04，Ni 0-0.4，Cb 0.06-0.10，P＜0.02，S＜0.010，V 0.18-0.25，N0.03-0.07，余量為Fe。
2.一種高合金鋼無縫鋼管的生產(chǎn)方法，包括采用海綿鐵和廢鋼做煉鋼原料，用電弧爐熔化成鋼水，經(jīng)爐外精煉和真空脫氣后，連鑄成圓形管坯，將冷卻后的連鑄管坯在環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱，熱定心，熱穿孔，連續(xù)延伸軋制，經(jīng)定減徑軋制、冷卻、定長鋸切、矯直、探傷后，進(jìn)行熱處理，熱定徑，熱矯直，最后探傷；其特征在于在電弧爐內(nèi)投入由廢鋼65-75份和海綿鐵25-35份的煉鋼原料，通電加熱，爐料逐漸熔化成鋼水，采用底吹攪拌技術(shù)，加速鋼的熔化和加熱的均勻化，最終電弧爐的爐溫到達(dá)1550～1650℃，并造好熔化期的爐渣；在電弧爐內(nèi)投入活性石灰石0.2375-0.2625份，設(shè)置在電弧爐底部的噴嘴向爐內(nèi)熔池吹入氧氣和氬氣，鋼水的上面產(chǎn)生熔渣，實(shí)時(shí)檢測鋼水的化學(xué)成份，按需要的化學(xué)成份比例要求，向電弧爐內(nèi)投入海綿鐵或其它鐵合金；其化學(xué)組分按重量比為C 0.08-0.12，Si 0.20-0.50，Mn 0.30-0.60，Cr8-9.5，Mo 0.85-1.05，Al 0.01-0.04，Ni 0-0.4，Cb 0.06-0.10，P＜0.02，S＜0.010，V 0.18-0.25，N 0.03-0.07，余量為Fe；LF澆注精煉包內(nèi)倒入CaO-Al2O3基精煉渣0.304-0.336份，將電弧爐中經(jīng)過初煉后成份合格的鋼液注入LF澆注精煉包中，包料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、保溫、脫磷、脫碳和主合金化，同時(shí)攪拌鋼液；再向澆注精煉包內(nèi)吹氬氣，以110L/(min·t)的強(qiáng)攪拌條件吹入氬氣，進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫，同時(shí)邊攪拌邊向鋼液內(nèi)投入純金屬粉、絲，去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)；再將澆注精煉包內(nèi)抽真空，減少鋼中的氫氣；在真空的條件下向鋼水內(nèi)投入硅(Si)進(jìn)行脫氧，鋼水立即發(fā)生沸騰現(xiàn)象，鋼內(nèi)氣體選出，夾雜物也隨著沸騰攪拌面上浮進(jìn)入爐渣，進(jìn)行脫氫、脫氮的作業(yè)；將精煉包從加熱爐的上部移至連鑄機(jī)的上方，鋼水通過鋼包底部的鋼水出口注入到中間包內(nèi)，預(yù)先調(diào)整中間包水口的位置，對準(zhǔn)連鑄機(jī)的結(jié)晶器，打開中間包滑動水口后，鋼水流入下口由引錠桿頭封堵的水冷結(jié)晶器內(nèi)；在結(jié)晶器內(nèi)，鋼水沿其周邊逐漸冷凝成鋼殼，當(dāng)結(jié)晶器下端出口處的鑄坯的坯殼厚度達(dá)到20mm以上時(shí)，啟動拉坯機(jī)和結(jié)晶器振動裝置，把帶有液心的鑄坯進(jìn)入弧形導(dǎo)向段，鑄坯在弧形導(dǎo)向段內(nèi)一邊下行一邊用霧化水進(jìn)行強(qiáng)制冷卻繼續(xù)凝固；拉坯后進(jìn)入矯直機(jī)，待鑄坯矯直且完全凝固后，由切割裝置切割成定尺的連鑄管坯；將冷卻到600℃以下的連鑄管坯送入環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱，使管坯的溫度均勻達(dá)到1260～1280℃，在1250～1260℃時(shí)對連鑄管坯進(jìn)行熱定心，在1160～1260℃時(shí)對連鑄管坯進(jìn)行熱穿孔，在1080～1140℃時(shí)對連鑄管坯進(jìn)行連續(xù)延伸軋制；經(jīng)定減徑軋制、冷卻、定長鋸切、矯直、探傷后，進(jìn)行熱處理，在1040～1060℃時(shí)用光亮正火爐正火，防止鋼管表面氧化；在770～790℃時(shí)用退火爐進(jìn)行回火，然后在580～610℃時(shí)進(jìn)行熱定徑，在500～550℃時(shí)進(jìn)行熱矯直，最后進(jìn)行探傷，制作成圓形管坯。
全文摘要
本發(fā)明是高合金鋼無縫鋼管及其生產(chǎn)方法。高合金鋼無縫鋼管的化學(xué)成分組成(重量％)為C 0.08－0.12，Si 0.20－0.50，Mn 0.30－0.60，Cr 8－9.5，Mo 0.85－1.05，Al 0.01－0.04，Ni 0－0.4，Cb 0.06－0.10，P＜0.02，S＜0.010，V 0.18－0.25，N 0.03－0.07，余量為Fe。生產(chǎn)方法包括采用海綿鐵和廢鋼做煉鋼原料，用電弧爐熔化成鋼水，經(jīng)爐外精煉和真空脫氣后，連鑄成圓形管坯，將冷卻后的連鑄管坯在環(huán)形加熱爐內(nèi)加熱，熱定心，熱穿孔，連續(xù)延伸軋制，進(jìn)行熱處理，最后探傷。本發(fā)明熱穩(wěn)定性好，具有良好的沖擊韌性、穩(wěn)定的持久塑性、高的熱強(qiáng)性能及耐腐蝕性能，適用于火力電站和核電站的鍋爐、石油裂化設(shè)備的管道以及化工壓力容器等的蒸汽管、過熱器管、再熱器管的耐高溫和高壓的需要。
文檔編號B22D27/04GK1807955SQ20061001308
公開日2006年7月26日 申請日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月20日
發(fā)明者李連進(jìn) 申請人:天津商學(xué)院