用于５８０～６２０℃高温下、２４～３０ＭＰａ高压的热轧无缝钢管及生产方法技术

本发明专利技术提供一种用于５８０～６２０℃高温下、２４～３０ＭＰａ高压的热轧无缝钢管，该钢管的成份按重量％为Ｃ　０．０８～０．１２％、Ｓｉ　０．２０～０．５０％、Ｍｎ　０．３０～０．６０％、Ｐ　０～０．０２０％，Ｓ　０～０．０１０％、Ｎｉ　０～０．４０％、Ｃｒ　８．００～９．５０％、Ｍｏ　０．８５～１．０５％、Ｃｕ　０～０．２０％、Ａｌ　０～０．０１５％、Ｖ　０．１８～０．２５％、Ｎｂ　０．０６～０．１０％、Ｎ　０．０３０～０．０７０％，余量为Ｆｅ。同时还提供一种生产上述热轧无缝钢管的生产方法。本发明专利技术效果是该钢管的性能完全满足ＡＳＭＥ　ＳＡ－３３５Ｍ标准对拉伸、硬度的要求，也满足ＧＢ５３１０对冲击和持久强度的要求，该钢管具有良好的高温性能，适合用于高温、高压、腐蚀的环境的蒸汽管道、联箱等高温承压部件，可在５９０℃下的持久强度为１１２ＭＰａ，６２０℃下的持久强度为８１．４ＭＰａ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于锅炉、化工、能源等设备所使用的蒸汽管道、 集箱等的耐热、耐腐蚀、耐高压P91钢管及生产方法，特别是用于 580 62(TC高温下、24~30MPa高压的热轧无缝钢管及生产方法。
技术介绍
由于科技飞速发展带来了环境污染等负面影响，人们已逐渐意 识到这一严重问题，开始在环境改善方面投入巨大精力及财力。电力作为人们日常生活必不可少的能源，同时也是工业发展的 血液，因此，需求量相当大。目前全世界发电主要依靠煤，而煤的 燃烧会产生大量的C02以及S02等有害气体，严重污染了环境。因此人们正在努力改善发电机组的燃煤效率，从而达到减少有害气体 排放的目的。而为了提高燃煤效率，就要求锅炉提高蒸汽温度以及 蒸汽压力，普通的锅炉管则不能适应蒸汽温度和压力的提高，需要 更耐高温和压力的钢管。P91高压锅炉管为ASME SA-335M标准中规定的牌号，由于含有 9%Cr、 1% Mo，同时还含有V、 Nb等合金强化元素，因此具有耐高 温、耐高压以及耐腐蚀的优良品质，能够在温度为580~620°C、压力 为24 30MPa的环境下长期工作。目前国内锅炉制造企业所需耐高温、高压的P91主要由国外供 货，但是国外厂家多采用周期轧管等方式，不仅生产效率低，而且 轧制比不能保证大于3，对产品质量有较大影响，同时供货期长， 且价格昂贵，严重制约了我国电力行业的发展，从而影响了我国的经济发展速度；国内则采用锻造镗孔的方法生产钢管，虽然能够保 证管坯心部缺陷去除，但是该方法成材率相当低，因此只适合于生 产厚壁钢管，同时由于没有轧制变形，对管体内部缺陷不能消除， 钢管质量得不到保证，持久强度往往达不到标准要求，严重制约了 其发展。
技术实现思路
针对现有技术中结构上的不足，本专利技术的目的是提供一种用于580 62(TC高温下、24 30MPa高压的热轧无缝钢管及生产方法，以利于保 证成品管满足相关标准要求，同时达到较高的高温持久强度。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种用于 580 62(TC高温下、24 30MPa高压的热轧无缝钢管，其中该钢管的成 份按重量％为C 0.08 0.12% 、 Si 0.20 0.50% 、 Mn 0.30 0.60% 、 P 0~0.020% ， S 0 0.010% 、Ni 0 0.40% 、 Cr 8.00 9.50 % 、Mo 0.85 1.05% 、Cu 0 0.20% 、 Al 0~0.015%、V 0.18 0.25%、 Nb 0.06~0.10%、 N 0.030 0,070%，余量为Fe。同时还提供一种生产上述热轧无缝钢管的生产方法。 本专利技术效果是通过以上热轧无缝钢管以及生产工艺的严格控制，最终 成品管的性能完全满足ASME SA-335M标准对拉伸、硬度的要求，也满足 GB5310对冲击和持久强度的要求，己达到国际领先地位，具体持久强度对 比见下表厂家规格持久强度(外推强度/ 温度)内插法计算结果国内某私营企业508*7589. 2 MPa /600。C国内某大型国有企 业160*971.8 MPa /625。C国内某大型国有企 业251*674 MPa /620°C日本住友99 MPa /600°C5<table>table see original document page 6</column></row><table>具体实施方式结合实施例对本专利技术的用于580 62(TC高温下、24~30MPa高压的热轧 无缝钢管及生产方法加以说明。用于580 620。C高温下、24 30MPa高压的热轧无缝钢管，其特征是 该钢管的成份按重量％为C 0.08 0.12%、 Si 0.20 0.50%、 Mn 0.30 0.60%、 P0 0.020%， S0 0.010%、 Ni0 0.40%、 Cr 8.00 9.50%、 Mo 0.85 1,05%、 Cu0~0.20%、 Al 0~0.015%、 V0.18 0.25%、 Nb 0.06 0.10%、 N 0.030 0.070%，余量为Fe。生产用于580 62(TC高温下、24 30MPa高压的热轧无缝钢管的生产方 法包括有以下步骤① 采用优质废钢或返回料和海绵铁或铁水按上述配比做炼钢 原料，经电弧炉冶炼进行熔化，并进行成分粗调，；对钢水进行炉 外精炼；通过喂入硅钙钡脱氧剂进行脱氧来代替Al丝进行脱氧， 以减少了内生夹杂物的产生；之后对钢水进行VD真空处理，VD时 间不能少于10min，以保证夹杂物充分上浮，之后喂入CrN和吹 N2相结合的方法对钢水添加N元素，使N含量在400~600ppm之 间，最后吹氩气进行搅拌；② 对VD后的钢水进行浇铸，浇铸前对锭模进行吹氩保护，同 时对锭模进行加热，并严格控制浇铸温度在1550 1600'C之间，保 证模铸坯质量；当锭模温度降到400 60(TC时起模，对成型的模坯 进行1150 123(TC的高温加热，然后进行锻造成管坯，严格控制始 锻在1200 1300。C之间，终锻温度在800 90(TC之间，管坯锻后立即进行退火，退火温度U60 121(TC ，防止管坯开裂；③对锻造后的管坯切定尺，之后入环型炉，进行加热到1100 1200 'C后，对管坯进行穿孔、连轧、定径变形工序，根据所述无缝钢管的钢种 Cr、 Mo合金含量高，将始轧温度控制为1200~1300°C，终轧温度800 900 °C;对热轧后的所述无缝钢管进行正火及回火的热处理，正火温度为 1040 1080°C，回火温度为770~790°C，根据所述无缝钢管的壁厚不同，调 整保温时间；对热处理后的所述无缝钢管进行探伤，修磨为成品管。本专利技术的用于580 62(TC高温下、24~30MPa高压的热轧无缝钢管及生 产方法控制是基于如下的分析 ①化学成分配比过低的C含量使得高温强度降低，但C含量过高，则可焊性降 低，同时降低高温塑性。采用电炉冶炼，电极增碳和钢包增碳严重， VOD能够很有效的降低C含量，但是又会引起0含量的增加，因此 C含量难以控制。通过控制废钢的C含量以及增加铁水的配比，从 电炉冶炼开始降碳，从而有效地控制了碳含量，最终使成品管的C 含量在0. 10%左右。V、 Nb的加入形成了细小的碳化物，起到了沉淀强化的作用， 但是过多的V会引起持久强度的降低。因此我公司将V控制在 0. 20%左右，Nb为0. 07%。S和S化物在晶界偏析，削弱晶界，形成孔洞，从而引起晶界 脆化和蠕变脆化，因此要严格控制，我公司生产的P91将S含量控 制在0.004%以下，个别能达到0.001%。P在钢中的存在能够增加钢的脆性，同时造成合金元素严重偏 析，因此要严格控制P的含量，将P含量控制在0.015%以下。而过高的A1含量，将会削弱其它元素所起的作用，同时也强7烈降低钢的持久性能，因此将Al含量控制在0.010%以下。N与钢中的Nb和V形成MX型金属间化合物，对强度有明显影 响，因此将N含量暂时控制在400ppm左右。Cr的加入能够显著提高钢的抗氧化性能，同时在钢中以Cr3 (C、 N)或Cr23C6的形式存在，大大提高了钢的强度尤其是持久强 度。但是过高含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于５８０～６２０℃高温下、２４～３０ＭＰａ高压的热轧无缝钢管，其特征是：该钢管的成份按重量％为Ｃ　０．０８～０．１２％、Ｓｉ　０．２０～０．５０％、Ｍｎ　０．３０～０．６０％、Ｐ　０～０．０２０％，Ｓ　０～０．０１０％、Ｎｉ　０～０．４０％、Ｃｒ　８．００～９．５０％、Ｍｏ　０．８５～１．０５％、Ｃｕ　０～０．２０％、Ａｌ　０～０．０１５％、Ｖ　０．１８～０．２５％、Ｎｂ　０．０６～０．１０％、Ｎ　０．０３０～０．０７０％，余量为Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝惠，肖功业，姚家华，何彪，王国亮，陈洪琪，刘永利，尹溪泉，吴国强，赵庆权，张俊萍，
申请(专利权)人：天津钢管集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]