[发明专利]超超临界机组高品质P92大口径厚壁无缝钢管制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超超临界机组高品质P92大口径厚壁无缝钢管及制造方法，属于耐热钢管材制造领域。

背景技术

发展大容量高参数机组，特别是超超临界（USC）机组将是我国火力发电“提高发电效率，节约一次能源，改善环境，降低发电成本”的必然趋势。为了提高火电机组效率，降低煤耗，保护环境，减少CO₂的排放，今后新建火电机组以大容量的高效率机组为主。目前，我国已经成为世界上拥有超超临界机组最多的国家。一台1000MW机组(包括超超临界蒸汽锅炉和电站四大管道)需大口径厚壁P92无缝钢管1300多吨，年需求量2万吨左右。

但是我国长期以来供货被瓦卢瑞克·曼内斯曼钢管公司〈法、德联合〉、美国威 曼高登锻造有限公司、日本住友商事株式会社、特纳集团有限公司〈意大利达尔明公司〉等国外厂商垄断。进口材料价格昂贵，供货周期难以保证，致使锅炉及电站制造成本增高，电厂建设周期延长，严重制约了国家的电力建设。特别是国内外文献表明“当加热温度超过1200℃，成品钢中δ-铁素体含量会大量增加，影响钢管力学性能”，这进一步增加了P92钢管的制造难度。

 我公司在国内最先研发成功了超超临界机组高品质P92大口径厚壁无缝钢管，并应用于超超临界锅炉、电站四大管道以及石化等不同领域，填补了国家空白，为我国电力事业的发展做出了重要的贡献。

发明内容

本发明的目的是提供一种超超临界机组高品质P92大口径厚壁无缝钢管制备方法，该方法通过精控钢的化学成分、提升钢的纯净度、浇铸INTECO型钢锭、闭式镦粗+反挤压冲孔、挤压成型、喷淋淬火有机结合，制备出满足ASME SA335、 EN10216-2和 GB5310标准要求的同时，显微组织为完全的回火马氏体，在400×视场下马氏体板条位向清晰；δ-铁素体含量不超过1%，最严重视场不得超过3%。

技术解决方案：

本发明将钢锭进行闭式镦粗+反挤压冲孔、挤压成型、喷淋淬火有机结合，制备的钢管满足ASME SA335、 EN10216-2和 GB5310标准要求；显微组织为完全的回火马氏体，在400×视场下马氏体板条位向清晰；δ-铁素体含量不超过1%，最严重视场不得超过3%。

P92钢精控的化学成分按质量百分比计包括：C-0.10～0.11%,Mn-0.40～0.50%, Si-0.24～0.29%,Cr-8.6～8.9%,Mo-0.50～0.55%,V-0.18～0.20%, W-1.70～1.85%,Ni-0.23～0.28%,Altot-0.006～0.012%,Nb-0.06～0.07%,N-0.04～0.05%, Cu≤0.20%,Ti≤0.01%,Zr≤0.01%,B-0.003～0.004%。

超超临界机组P92大口径厚壁无缝钢管制造方法，包括如下步骤：

1）钢的纯净度

采用真空碳脱氧结合沉淀脱氧、扩散脱氧工艺，将钢中全氧含量控制为≤15PPm，按GB10561评级各类夹杂物≤1.5级；

（1）真空碳脱氧：在精炼前首先将钢水温度加热到1680～1700℃，随后在67MPa真空度下，采用大强度吹氩法，吹氩强度控制为22～25Nm³/h，进行15～20分钟的真空碳脱氧；

（2）沉淀脱氧：真空碳脱氧结束后，在真空状态下，每吨钢中加入0.4～0.6kg硅铝钙钡复合脱氧剂进行脱氧；

（3）扩善脱氧：调氮过程中，每隔10～20分钟向熔渣表面中加电石、硅铁粉、或铝粉进行扩散脱氧，每吨钢加入量：电石0.6～0.8kg、硅铁粉0.4～0.6kg，铝粉0.8～1.0kg；

2 ）浇铸钢锭

采用大锥度矮锭型：钢锭锥度为13～15﹪，高径比为1.2～1.4； 

3）钢锭加热

将钢锭加热至1270～1290℃,均热；

4）闭式镦粗+反挤压冲孔

对钢锭去除表面氧化皮，喷涂玻璃润滑剂后在制坯压机进行闭式镦粗，镦粗比1.3～2.0，反挤压冲孔，穿孔比达到1.2～1.8，制成空心坯料；

5）挤压成型

将坯料加热至1270～1290℃，去除空心坯表面氧化皮，喷涂玻璃润滑剂后在挤压机上将空心坯挤压成管坯，挤压速度40～60mm/s,挤压比≥5；

6）喷淋淬火

热处理淬火采用内、外喷淋淬火方式，钢管旋转速度：20～30r/min、喷水压力：4～6bar、流量：200～250m3/h，冷却时间为10～30min。