本發(fā)明專利技術(shù)提供一種P92鐵素體耐熱鋼無縫鋼管的穿孔熱軋生產(chǎn)方法，該方法是采用穿孔機(jī)進(jìn)行斜軋穿孔的方法生產(chǎn)P92無縫鋼管，該方法控制P92無縫鋼管中的δ鐵素體含量不大于3％，Cr當(dāng)量應(yīng)控制在8.6-8.95，穿孔機(jī)軋輥外徑為150mm，穿孔機(jī)軋輥的周向速度控制在5.2-5.4m/s之間，穿孔頂頭的直徑為356mm，鋼坯一次咬入后的壓下率為6.2-6.6％，穿孔咬入角為11°；采用五機(jī)架連軋機(jī)組進(jìn)行軋制，P92鋼管的橢圓度小于1％，壁厚不均度小于等于5％。本發(fā)明專利技術(shù)的效果是可以較大幅度的提高成材率，降低生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)熱擠壓方法生產(chǎn)無縫鋼管由于需要沖孔，并切除壓余部分，因此成材率僅為80％，而采用穿孔熱軋的方法無切除工序，管坯整部均用于制管，成材率可提高至90％以上。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及用于超超臨界火力發(fā)電機(jī)組用高Cr鐵素體耐熱鋼生產(chǎn)技術(shù)及無縫鋼 管制造，特別是一種。
技術(shù)介紹
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭火力發(fā)電仍然是保證電力需求的重要途徑。而根 據(jù)國際能源局（International Energy Agency)預(yù)測，全世界于2030年總的發(fā)電量將達(dá)到 33000TWh，其中煤炭火力發(fā)電所占比例仍然高達(dá)44%。我國煤炭資源蘊(yùn)藏豐富，據(jù)2008年 公布數(shù)據(jù)顯示已探明煤炭儲量約為1. 3萬億噸，位居世界第三，僅次于美國和俄羅斯。2003 年我國的煤炭火力發(fā)電總裝機(jī)容量為28977萬千瓦，約占當(dāng)年總裝機(jī)容量的74%。而到 2007年我國煤炭火電裝機(jī)容量達(dá)到55442萬千瓦，約占當(dāng)年總裝機(jī)容量的77%。因此從發(fā) 電結(jié)構(gòu)來看煤炭火電裝機(jī)容量不但沒有降低，反而略有上升，這表明煤炭火力發(fā)電技術(shù)難 以在短期內(nèi)被新能源技術(shù)所取代，在一定時期內(nèi)仍然是我國電力供給的主要手段。 從提高資源利用率，降低碳排放，緩解環(huán)境壓力和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的角度來考慮， 發(fā)展高效節(jié)能的超超臨界和先進(jìn)超超臨界火力發(fā)電技術(shù)是一個重要的研究方向。提高火力 發(fā)電機(jī)組的熱效率和減少煤炭消耗從根本上離不開發(fā)電機(jī)組的主要參數(shù)，即蒸汽溫度和蒸 汽壓力。然而苛刻的服役條件對于火電站用耐熱鋼的高溫性能提出了更高的要求。 高Cr鐵素體耐熱鋼由于其優(yōu)異的高溫持久性能，良好的抗蒸汽氧化性能，被廣泛 的用作火力發(fā)電站中的承溫、承壓部件。與奧氏體耐熱鋼相比，鐵素體耐熱鋼具有較高的導(dǎo) 熱率，以及較低的熱膨脹系數(shù)，并且生產(chǎn)成本相對于奧氏體耐熱鋼也較為低廉，因此主要用 做內(nèi)外溫度差較大、尺寸較大的部件如主蒸汽管道、集箱、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子等。上世紀(jì)80年代， 美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室（Oak Ridge National Laboratory)通過增加 Cr含量至9%，添加 合金元素 V，Nb,成功開發(fā)了 P91耐熱鋼，其600°C持久強(qiáng)度提高到80MPa以上。隨后，日本 新日鐵開發(fā)了 P92鋼并應(yīng)用于超超臨界發(fā)電機(jī)組。P92鋼是目前獲得應(yīng)用的鐵素體耐熱鋼 中高溫性能最好的鋼種之一，同樣溫度條件下持久強(qiáng)度高于120MPa。合金成分中9%的Cr 含量保證了抗氧化性能，添加 W元素，增加固溶強(qiáng)化效果，以提高長時間持久斷裂強(qiáng)度。經(jīng) 過熱處理，大量M23C6碳化物析出于馬氏體晶界以達(dá)到強(qiáng)化晶界的目的，與此同時細(xì)小彌 散分布的MX相由晶內(nèi)析出從而強(qiáng)化基體。通過上述強(qiáng)化機(jī)制，P92鋼具有優(yōu)異的高溫性能。 由于P92鋼的化學(xué)成分較為復(fù)雜，含有多種合金成分，如Cr、Mo、W、V、Nb、B等，合 金元素含量高，Cr含量達(dá)到9%左右，因此鋼管在實(shí)際制造過程中仍然存在很多問題。首先 ASME-SA335標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的化學(xué)成分范圍較大，按照標(biāo)準(zhǔn)控制化學(xué)成分容易引起δ鐵素體 的形成，而S鐵素體會對合金的長時間持久強(qiáng)度帶來不利影響，因此有必要對化學(xué)成分的 進(jìn)一步控制，從而避免組織中形成大量S鐵素體。Ρ92鋼的高溫變形抗力較大，在采用穿 孔、乳制的方法生產(chǎn)無縫鋼管時，電機(jī)負(fù)荷很大，并且鋼管內(nèi)、外表面容易產(chǎn)生缺陷以及鋼 管尺寸偏差較大等問題。因此生產(chǎn)Ρ92無縫鋼管需要確定合理的穿孔、乳制工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是優(yōu)化P92鋼的化學(xué)成分從而控制組織中δ鐵素體的含量，提供一 種Ρ92鐵素體耐熱鋼無縫鋼管的穿孔熱軋生產(chǎn)方法，能夠達(dá)到合理的穿孔、熱軋工藝生產(chǎn) Ρ92無縫鋼管，并保證生產(chǎn)鋼管的幾何尺寸、金相組織以及力學(xué)性能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 本專利技術(shù)提供一種Ρ92鐵素體耐熱鋼無縫鋼管的穿孔熱軋生產(chǎn)方法，該方法是采用 穿孔機(jī)進(jìn)行斜軋穿孔的方法生產(chǎn)Ρ92無縫鋼管，其中：該方法控制Ρ92無縫鋼管中的δ鐵 素體含量不大于3%，Cr當(dāng)量應(yīng)控制在8. 6-8. 95,穿孔機(jī)軋輥外徑為150mm，穿孔機(jī)軋輥的 周向速度控制在5. 2-5. 4m/s之間，穿孔頂頭的直徑為3561111]1，鋼述一次咬入后的壓下率為 6. 2-6. 6%，穿孔咬入角為1Γ ;隨后采用五機(jī)架連軋機(jī)組進(jìn)行軋制，進(jìn)一步控制鋼管尺寸， 連軋過程采用直徑為365. 8mm的限動芯棒，熱軋后，P92鋼管的橢圓度小于1 %，壁厚不均度 小于等于5%。 本專利技術(shù)的效果是可以較大幅度的提高成材率，降低生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)熱擠壓方法生 產(chǎn)無縫鋼管由于需要沖孔，并切除壓余部分，因此成材率僅為80%，而采用穿孔熱軋的方法 無切除工序，管坯整部均用于制管，因此成材率可提高至90%以上。滿足ASME-SA999標(biāo)準(zhǔn) 要求。經(jīng)過正火和回火熱處理后，鋼管的各項力學(xué)性能滿足ASME-SA335標(biāo)準(zhǔn)要求。 【附圖說明】 圖1為本專利技術(shù)P92管坯低倍照片； 圖2為本專利技術(shù)P92穿孔過程示意圖； 圖3為本專利技術(shù)經(jīng)熱處理后鋼管的金相組織； 圖4為本專利技術(shù)P92鋼坯退火后金相組織； 圖5為本專利技術(shù)試制P92無縫鋼管的高溫拉伸性能。 圖中： a、鋼坯b、頂頭c、軋輥 【具體實(shí)施方式】 結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的加以說明。 本專利技術(shù)提供的，該方法是采用 穿孔機(jī)進(jìn)行斜軋穿孔的方法生產(chǎn)P92無縫鋼管，該方法控制P92無縫鋼管中的δ鐵素體 含量不大于3%，Cr當(dāng)量應(yīng)控制在8. 6-8. 95,穿孔機(jī)軋輥外徑為150mm，穿孔機(jī)軋輥的周 向速度控制在5. 2-5. 4m/s之間，穿孔頂頭的直徑為356mm，鋼述一次咬入后的壓下率為 6. 2-6. 6%，穿孔咬入角為1Γ ;隨后采用五機(jī)架連軋機(jī)組進(jìn)行軋制，進(jìn)一步控制鋼管尺寸， 連軋過程采用直徑為365. 8mm的限動芯棒，熱軋后，P92鋼管的橢圓度小于1 %，壁厚不均度 小于等于5%。 由于ASME-SA335標(biāo)準(zhǔn)中對P92鋼化學(xué)成分的規(guī)定比較寬泛，按照標(biāo)準(zhǔn)控制P92化 學(xué)成分極易產(chǎn)生大量的S鐵素體。為了抑制δ鐵素體的形成，P92鋼的Cr當(dāng)量需要嚴(yán)格 控制。Cr 當(dāng)量計算公式為：Cretr = Cr+0. 8Si+2Mo+lW+4V+2Nb+l. 7Al+60B+lTa+2Ti-2Ni-0 .4Mn-0. 6C〇-06Cu-20N-20C。控制P92鋼的Cr當(dāng)量范圍處于8. 6-8. 95,可以保證鋼坯中δ 鐵素體的含量小于3%。 P92煉鋼工藝流程為電弧爐冶煉，降低磷、硫含量。LF爐精煉，進(jìn)一步去除有害元 素并進(jìn)行合金化，其中Cr元素的添加方式為向鋼包中兌入預(yù)先熔化的高Cr鐵水，這樣有利 于降低精煉時間，提高生產(chǎn)效率。VD真空脫氣，模鑄和鍛造，鍛造后退火。然后鋸切，進(jìn)行管 坯質(zhì)量檢驗(yàn)。圖1為管坯宏觀腐蝕后的照片，可以看出P92鋼坯中沒有裂紋、疏松、氣泡和 夾雜等缺陷。 P92鋼坯經(jīng)過環(huán)形爐加熱至1230-1280°c后，進(jìn)入穿孔機(jī)進(jìn)行斜軋穿孔，圖2為 穿孔過程示意圖，圖中箭頭所指為鋼坯前進(jìn)方向。穿孔過程采用錐形軋輥和合金導(dǎo)板，穿 孔后的毛管具有壁厚均勻，橢圓度小，幾何尺寸精度高，并且內(nèi)外表面光滑。穿孔輥外徑為 1500mm，由于試制P92鋼述a的合金含量較高，為了降低穿孔電機(jī)負(fù)荷，需要降低穿孔乳棍 的轉(zhuǎn)速，乳棍的周向線速度控制在5. 2-5. 4m/s，頂頭b規(guī)格為356mm，鋼述a -次咬入后的 壓下率為6. 2-6. 6%，穿孔本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種P92鐵素體耐熱鋼無縫鋼管的穿孔熱軋生產(chǎn)方法，該方法是采用穿孔機(jī)進(jìn)行斜軋穿孔的方法生產(chǎn)P92無縫鋼管，其特征是：該方法控制P92無縫鋼管中的δ鐵素體含量不大于3％，Cr當(dāng)量應(yīng)控制在8.6?8.95，穿孔機(jī)軋輥外徑為150mm，穿孔機(jī)軋輥的周向速度控制在5.2?5.4m/s之間，穿孔頂頭的直徑為356mm，鋼坯一次咬入后的壓下率為6.2?6.6％，穿孔咬入角為11°；隨后采用五機(jī)架連軋機(jī)組進(jìn)行軋制，進(jìn)一步控制鋼管尺寸，連軋過程采用直徑為365.8mm的限動芯棒，熱軋后，P92鋼管的橢圓度小于1％，壁厚不均度小于等于5％。
【技術(shù)特征摘要】
1. 一種P92鐵素體耐熱鋼無縫鋼管的穿孔熱軋生產(chǎn)方法，該方法是采用穿孔機(jī)進(jìn)行 斜軋穿孔的方法生產(chǎn)P92無縫鋼管，其特征是：該方法控制P92無縫鋼管中的S鐵素體 含量不大于3%，Cr當(dāng)量應(yīng)控制在8. 6-8. 95,穿孔機(jī)軋輥外徑為150mm，穿孔機(jī)軋輥的周 向速度控制在5. 2-...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉源，許磊磊，趙慶權(quán)，何彪，王國亮，肖功業(yè)，
申請(專利權(quán))人：天津鋼管集團(tuán)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：天津;12
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