专利名称：石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制作石油化工用加热炉炉管的不锈钢管;^制造方
法，具体讲是一种规格在210inm 400mra，用于制作石油化工行业中加氢裂化 装置、蜡油加氢装置、重油重整装置用加热炉炉管的不锈钢管坯制造方法。
背景技术：
近年来，随着我国国民经济高速发展，石油石化行业中加氢裂化装置、 蜡油加氢装置、重油重整装置使用的加热炉炉管需求与日俱增。这些苛刻环 境下使用的加热炉炉管不仅规格大，而且对冶金质量、尺寸精度、表面质量 以及组织和力学性能等方面的技术要求非常高，尤其对P、 Cu元素含量以及 钢管夹杂物方面做出了严格限定。虽然我国轧管机组已达到国际先进水平， 钢管的尺寸精度也可与国外进口钢管媲美，但生产该类用途的钢管难度很 高，原因之一是缺少专用于制作石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯。传统 的不锈钢管坯主要以废钢为原料，釆用"电炉+AOD"或"电炉+V0D"冶炼， 轧制或锻造成型的方法生产，由不锈钢废钢中带来的P和Cu元素在冶炼中 去除非常困难，如果将成品中的P《0.02(F。、 Cu《0.20X范围内，就需要采 用低P、 Cu的纯铁作为原料冶炼，制造成本无形增加。此外，对于夹杂物中 硫化物(A类)、氧化物(B类)、硅酸盐(C类)、点状或球状(D类)夹杂 物分别控制小于2.0级或更低，通常需要采用电渣的方法，不仅增加了冶炼 工序，而且质量控制也不稳定，合格率非常低。
发明内容
为了克服现有石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯制造方法的上述 不足，本发明提供合格率高、工艺难度小的石油化工用加热炉炉管的不锈钢 管坯的制造方法。采用本方法可以生产的规格210mm 400mm之间的大直径不锈钢管坯。
本石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯的制造方法包括下述依次的步
本高纯净度大直径不锈钢管坯的制造方法包括下述依次的步骤:I 预处理铁水；II K-0BM-S炉粗炼；
III V0D炉精炼；IV LF炉深处理；
V模注或连铸；VI加热；
vn轧制或锻造成型；VI精整；
IX检验； X包装XI交库；
其步骤特征是
在步骤I预处理铁水时；
处理后铁水中C、 Si、 P、 Mn与S的质量百分比与温度满足下述要求 C:3. 70 4. 00% Si :《0.01% P《0. 005% Mn: 0. 05 0. 10% S《0. 025%
温度126 136(TC。以保证后续成品中对P和Cu控制要求。 在步骤II K-0BM-S炉粗炼时，将预处理铁水装入K-OBM-S复吹转炉，经 过氧化、合金化和还原三步冶炼，达到出所需冶炼品种主要合金成分要求。
在步骤III V0D精炼时，钢水到站条件温度》160(TC，渣厚《50mm。 VOD 吹氧前先预抽真空^3min;在真空度为150 200mbar下，底吹供气单嘴流 量控制在最大值的25% 40%,用顶枪吹氧将钢中碳含量脱到0. 09%以下； 吹氧结束后，将真空度提到2mbar以下，底吹流量开至600L/min，底吹Ar 气，沸腾时间》5min。还原期使用硅铁和铝，还原强搅拌时间^10min，其 中真空度《3mbar连续保持时间》5min。
在步骤IV LF炉深处理时，进站调渣，每吨钢水加铝粉0. 2-1. 0Kg，升 温，温度升至1530-1550°C，每吨钢水喂CaSi线3-5m ( 4> 13咖含Si为57 %)，之后弱搅拌，时间》15min。
在步骤V轧制或锻造成型时，要求从钢锭到管坯成品的压縮比不小于4.0。
本石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯的制造方法制造的不锈钢管坯P、 Cu含量低，夹杂物含量少、热穿孔性能良好，其中硫化物(A类)、氧化物
(B类)、硅酸盐(C类)、点状或球状(D类)夹杂物分别小于1.0级，总和 小于3.5级，特别适合于制作加氢裂化装置、蜡油加氢装置、重油重整装置 以及超(超)临界电站锅炉过热器和再热器等苛刻环境下使用的无缝钢管。 可满足苛刻环境下使用的不锈钢无缝钢管对钢质高纯净度以及良好热穿孔 性能的要求。本方法可制造规格210咖 400咖之间的大直径不锈钢管坯， 热穿孔后的荒管内外表面良好。克服了采用废钢对P、 Cu控制难难度大，采 用低P、 Cu纯铁冶炼成本高，采用电渣方法不仅增加冶炼工序，质量控制也 不稳定的难题。
具体实施例方式
下面结合实施例详细说明本石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯的制 造方法的具体实施方式
，但本石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯的制造方 法的具体实施方式
不局限于下述的实施例。 实施例一
本实施例制造的是用于蜡油加氢项目用的TP347H高纯净度不锈钢管 坯，规格为O290mmX4M，技术要求中要求P《0. 020%， Cu《0.025%，夹 杂物要求钢中硫化物(A类)、氧化物(B类)、硅酸盐(C类)、点状或球状 (D类)夹杂物分别小于1.0级，总和小于3.5级。
本实施例采用的制造方法为下述依次的步骤预处理铁水、K-OBM-S炉 粗炼、VOD炉精炼、LF炉精炼、模注或连铸、加热、轧制或锻造成型、精整、 检验，包装，交库。其主要制造步骤的特征为
I 预处理铁水
处理后铁水中C、 Si、 P、 Mn与S的质量百分比为 C:3.90% Si :0.008% P: 0.004% Mn:0.06%S: 0.012% Cu: 0.01%。其余为铁和不可避免的杂质。铁水54吨，温度1276°C,带渣量0. 2吨。 II K-OBM-S炉粗炼
将预处理铁水54吨装入K-OBM-S复吹转炉，经过氧化、还原和合金化 冶炼为钢水，钢水的成分的质量百分比为
C:0.26% Si:0.06% Mn:1.25%P: 0.011% S: 0.005%
Cr:18.46%Ni:11.10%Nb:0.76%Cu:0.01% N:0.021%
其余为铁和不可避免的杂质。钢水量81吨，温度1633X:，钢包空间 調rnm，渣厚40mm。 HI V0D炉精炼
钢水到站条件温度1625t:，渣厚40咖。预抽真空5min;在真空度为 180mbar下，两底吹供气流量分别为200L/min和210L/min，用顶枪吹氧368m3 将钢中碳含量脱到0.08%;吹氧结束后，将真空度提至l.Ombar，底吹Ar 气，两底吹流量开至600L/min，沸腾时间15min;还原期加硅铁550公斤(硅 含量为75% )、铝60公斤、石灰1500公斤和萤石560公斤。加料完毕后， 进行氩气强搅拌，搅拌时间13min，其中在真空度1.2mbar时，连续保持时 间5min。破空前现将钢包底吹关闭，待钢液平静后可破空。出站温度1550 。C。
钢水的成分的质量百分配比达下述要求出站 C: 0.071% Si: 0.36% Mn: 1.20% P: 0.013%
S: 0.001% Cr: 18.45% Ni: 11.10% Nb: 0.75% Cu:0.01%N: 0.016% 其余为铁和不可避免的杂质。 IV LF炉深处理
进站测温并根据渣的流动性，调渣加铝粉35公斤，温度升至154(TC， 喂CaSi线325m (小13mm含Si为57%)，之后弱搅拌，搅拌时间15min，后 交出模注成13支5. 8吨钢锭。
出钢是钢水的成分的质量百分配比为
C: 0.072% Si: 0.38% Mn: 1.20% P: 0.013%
7S: 0.001% Cr: 18.47% Ni: 11.11%Nb: 0.75%
Cu:0.01% N: 0.017% 其余为铁和不可避免的杂质。
W轧制或锻造成型 将钢锭加热后，用5. 8吨钢锭经初轧机开坯成规格350 X 350咖2初轧坯，
均切2支/锭，初轧坯锻造成O290mmX4. 53M管坯，从锭到坯的最小压縮比
4. 58。
实施例二
本实施例制造的是用于加氢裂化用加热炉炉管的06Crl9Nil0高纯净度 不锈钢管坯，规格为O380mmX4M管坯，技术要求中要求P《0. 020% ， Cu《 0.020%，夹杂物要求钢中硫化物(A类)、氧化物(B类)、硅酸盐(C类)、 点状或球状(D类)夹杂物分别小于2.0级，总和小于5.5级。
本实施例采用的制造方法为下述依次的步骤预处理铁水、K-OBM-S炉 粗炼、V0D炉精炼、LF炉精炼、模注或连铸、加热、轧制或锻造成型、精整、 检验，包装，交库。其主要制造步骤的特征为
I 预处理铁水
处理后铁水中C、 Si、 P、 Mn与S的质量百分比为 C:3.89% Si:0.01% P: 0.005%Mn:0.06% S: 0.015%
Cu: 0.01%其余为铁和不可避免的杂质。 铁水59吨，温度128(TC，带渣量0.3吨。
II K-OBM-S炉粗炼
将预处理铁水59吨装入K-OBM-S复吹转炉，经过氧化、还原和合金化 冶炼为钢水，钢水的成分的质量百分比为
C:0.24%Si:0.13% Mn:1.20% P: 0.015% S: 0.012%
Cr:18.35% Ni:9.52%Cu: 0.01% N:0.175%
其余为铁和不可避免的杂质。钢水量81.6吨，温度1632"，钢包空间 1390腿，渣厚50咖。
m VOD炉精炼钢水到站条件温度1622'C，渣厚50mm。预抽真空3min;在真空度为 185mbar下，两底吹供气流量分别为210L/min和220L/roin,用顶枪吹氧315m3 将钢中碳含量脱到0.05%;吹氧结束后，将真空度提至0. 9mbar，底吹Ar 气，两底吹流量开至600L/min，沸腾时间15min;还原期加硅铁600公斤(硅 含量为75%)、铝50公斤、石灰1600公斤和萤石500公斤。加料完毕后， 进行氩气强搅拌，搅拌时间15min，其中在真空度1. 2mbar时，连续保持时 间6min。破空前现将钢包底吹关闭，待钢液平静后可破空。出站温度1526 。C。
钢水的成分的质量百分配比达下述要求出站-C: 0.050% Si: 0.47% Mn: 1.19% P: 0.015%
S: 0.003% Cr: 18.26% Ni: 9.43% Cu:0.01%
N: 0.030% 其余为铁和不可避免的杂质。
W LF炉深处理
进站测温并根据渣的流动性，调渣加铝粉30公斤，温度升至1549-C， 喂CaSi线321m (4)13mm含Si为57X),之后弱搅拌，搅拌时间16min，后 交出模注成13支5.8吨钢锭。
出钢是钢水的成分的质量百分配比为
C: 0.052%Si: 0.50%Mn: 1.20%P: 0.015%
S: 0.002%Cr: 18.25%Ni: 9.43% Cu:0.01%
N: 0.031% 其余为铁和不可避免的杂质。
vn轧制或锻造成型 将钢锭加热后，用5.8吨钢锭经初轧机开坯成规格700咖2初轧坯，均切 2支/锭，初轧坯锻造成O390mmX4M管坯,从锭到坯的最小压縮比4.1。 实施例三
本实施例制造的是用于重油重整预加氢加热炉炉管用的 022Crl7Nil2Mo2高纯净度不锈钢管坯，规格为O400咖X4M，技术要求中要 求P《0.020X， Cu《0.020%，夹杂物要求钢中硫化物(A类)、氧化物(B类)、硅酸盐(C类)、点状或球状(D类)夹杂物分别小于1.0级，总和小 于3.5级。
本实施例采用的制造方法为下述依次的步骤预处理铁水、K-0BM-S炉 粗炼、V0D炉精炼、LF炉精炼、模注或连铸、加热、轧制或锻造成型、精整、 检验，包装，交库。其主要制造步骤的特征为
I 预处理铁水
处理后铁水中C、 Si、 P、 Mn与S的质量百分比为 C:3.86%Si:0.01% P: 0.004%Mn:0.05Q/。S: 0.020% Cu: 0.01%
其余为铁和不可避免的杂质。铁水51吨，温度1283X:，带渣量0.2吨。
II K-0BM-S炉粗炼
将预处理铁水51吨装入K-0BM-S复吹转炉，经过氧化、还原和合金化 冶炼为钢水，钢水的成分的质量百分比为
C:0.25%Si:0.06% Mn:l. 11%P: 0.015% S: 0.009%
Cr:17.36% Ni:12.31% Mo :2.10%Cu: 0.01% N:0.167%
其余为铁和不可避免的杂质。钢水量75.8吨，温度1643"C,钢包空间 1480咖，渣厚20咖。 m V0D炉精炼
钢水到站条件温度1627。C，渣厚20mm。预抽真空5min;在真空度为 186mbar下，两底吹供气流量分别为209L/min和213L/min,用顶枪吹氧427m3 将钢中碳含量脱到0.008%;吹氧结束后，将真空度提至0. 8mbar，底吹Ar 气，两底吹流量开至600L/min，沸腾时间15min;还原期加硅铁718公斤(硅 含量为75%)、铝80公斤、低碳锰铁82公斤(锰含量为85%)、石灰1800 公斤和萤石490公斤。加料完毕后，进行氩气强搅拌，搅拌时间15min，其 中在真空度1.0mbar时，连续保持时间5min。破空前现将钢包底吹关闭，待 钢液平静后可破空。出站温度1569'C。
钢水的成分的质量百分配比达下述要求出站C: 0.008% Si: 0.38% Mn: 1.20% P: 0.015%
S: 0.001% Cr: 17.34% Ni: 12.28% Mo: 2.05%
Cu:0.01% N: 0.032% 其余为铁和不可避免的杂质。
IV LF炉深处理
进站测温并根据渣的流动性，调渣加铝粉60公斤，温度升至154(TC， 喂CaSi线345m (4)13mm含Si为57%)，之后弱搅拌，搅拌时间17min，后 交出模注成13支5.8吨钢锭。
出钢是钢水的成分的质量百分配比为
C: 0.008% Si: 0.42%Mn: 1.20% P: 0.015%
S: 0.001% Cr: 17.30% Ni: 12.26% Mo: 2.05%
CikO.01% N: 0.032% 其余为铁和不可避免的杂质。
VH轧制或锻造成型 将钢锭加热后，用5.8吨钢锭经初轧机开坯成规格710mm2初轧坯，均切 2支/锭，初轧坯锻造成O400mmX4M管还，从锭到坯的最小压缩比4.0。
权利要求
1、一种石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯的制造方法，它包括下述依次的步骤I 预处理铁水；II K-OBM-S炉粗炼；III VOD炉精炼； IV LF炉深处理；V 模注或连铸；VI 加热；VII 轧制或锻造成型；其步骤特征是在步骤I预处理铁水时；处理后铁水中C、Si、P、Mn与S的质量百分比与温度满足下述要求C3.70～4.00％ Si≤0.01％ P≤0.005％Mn0.05～0.10％ S≤0.025％；温度1260～1360℃；在步骤II K-OBM-S炉粗炼时，将预处理铁水装入K-OBM-S复吹转炉，经过氧化、合金化和还原三步冶炼，达到出所需冶炼品种主要合金成分要求；在步骤III VOD精炼时，钢水到站条件温度≥1600℃，渣厚≤50mm；VOD吹氧前先预抽真空≥3min；在真空度为150～200mbar下，底吹供气单嘴流量控制在最大值的25％～40％，用顶枪吹氧将钢中碳含量脱到0.06-0.09％；吹氧结束后，将真空度提到2mbar以下，底吹流量开至600L/min，底吹Ar气，沸腾时间≥5min；还原期使用硅铁和铝，还原强搅拌时间≥10min，其中真空度≤3mbar连续保持时间≥5min。
2、根据权利要求1所述的石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯的制造方 法，其特征是:在步骤IV LF炉精炼时，进站调渣，每吨钢水加铝粉0.2-1.0Kg， 升温，温度升至1530-1540°C，每吨钢水喂CaSi线3-5m，之后弱搅拌，时 间》15min。I 预处理铁水; III VOD炉精炼； V模注或连铸;II K-OBM-S炉粗炼; W LF炉深处理；VI加热；
3、根据权利要求1或2所述的石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯的制 造方法，其特征是在步骤V轧制或锻造成型时，从钢锭到管坯成品的压縮 比不小于4.0。
全文摘要
一种石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯的制造方法，它包括下述依次的步骤预处理铁水、K-OBM-S炉粗炼、VOD炉精炼、LF炉深处理、模注或连铸、加热与轧制或锻造成型；其步骤特征是预处理铁水时；处理后铁水中C、Si、P、Mn与S的质量百分比满足下述要求C3.70～4.00％；Si≤0.01％；P≤0.005％；Mn0.05～0.10％；S≤0.025％；在K-OBM-S炉粗炼时，将预处理铁水冶炼，达到出所需冶炼品种主要合金成分要求；在VOD精炼时，还原期使用硅铁和铝，还原强搅拌时间≥10min，其中真空度≤3mbar连续保持时间≥5min，LF炉精炼时，每吨钢水加铝粉0.2-1.0kg，喂CaSi线3-5m，本石油化工用加热炉炉管的不锈钢管坯的制造方法合格率高、工艺难度小。
文档编号C22C38/04GK101654758SQ20091007488
公开日2010年2月24日 申请日期2009年7月11日 优先权日2009年7月11日
发明者张增武, 方旭东, 王立新, 范光伟, 赵建伟 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司