一种高压锅炉用耐腐蚀钢管材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高压锅炉用耐腐蚀钢管材料及其制备方法，其化学成分的质量百分比为：C0.015-0.035、Si0.4-0.6、Cr8.0-12.0、Ni3.6-5.2、Mn0.5-1.5、Sn0.3-0.6、Sb0.2-0.4、Mo0.15-0.25、W0.1-0.2、V0.05-0.15、N0.003-0.006、P≤0.02、S≤0.01，余量为Fe。本发明制得的钢管材料在高温环境下具有优异的耐腐蚀性、耐蒸汽氧化性、抗应力蠕变性，且高温强度高，冲击韧性好，经久耐用，完全满足高压锅炉用钢管材料的性能要求。本发明生产工艺简单易操作，成本低，经济效益好，适合大规模工业化生产。
【专利说明】一种高压锅炉用耐腐蚀钢管材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高压锅炉用耐腐蚀钢管材料及其制备方法，属于冶金材料领域。【背景技术】
[0002]无缝钢管是一种具有中空截面、周边没有接缝的圆形，方形，矩形钢材。无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管具有中空截面，大量用作输送流体的管道，钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯抗扭强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，广泛用于制造结构件和机械零件。无缝钢管在高压锅炉着广泛的应用。但现有无缝钢管的晶粒度级数较低，导致无缝钢管在高温环境中的耐腐蚀性和耐蒸汽氧化性，同时降低了抗高温蠕变应力的特有性能，从而导致高压锅炉失效，引发生产安全事故，造成较大的经济损失。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种在高温环境中的耐腐蚀性、耐蒸汽氧化性、抗应力蠕变性优异的高压锅炉用钢管材料及其制备方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种高压锅炉用耐腐蚀钢管材料，其化学成分的质量百分比为:c 0.015-0.035、Si 0.4-0.6, Cr 8.0-12.0, Ni 3.6-5.2, Mn 0.5-1.5, Sn 0.3-0.6, Sb 0.2-0.4, Mo0.15-0.25、W 0.1-0.2、V 0.05-0.15、N 0.003-0.006、P ( 0.02、S 0.01，余量为 Fe。
[0005]一种高压锅炉用耐腐蚀钢管材料的制备方法，包括以下步骤:
(O按化学成分要求将配好的炉料加入电弧炉中熔炼，熔炼温度为1560-1580°c，待炉料熔清80%以上，调整钢水温度至1600-1650°C，加入15_20kg/t钢的造渣剂，保温30-40min,扒渣，然后调整温度至1620_166(TC，加入适量的钛铁和锰铁脱氧15_20min，取样分析并调整成分，当钢水温度达到1640-1680°C即可出钢，在出炉2-3min前往钢水中插入1-1.5kg/t钢的铝饼进行终脱氧；
(2)钢水在钢水包内镇静3-5min后浇注，浇注温度为1540_1570°C，并连铸成圆坯，将制得的圆坯加热至1250-1280°C，利用穿孔机对钢管坯穿孔，将得到的钢管坯以 160-220 V /h 升温至 360-420 °C，保温 4_7h，再以 140-180 V /h 升温至 720-740 °C，保温2-3h，然后以100-150°C /h降温至440-480 °C，保温3_6h，再以80-120 V /h降温至220-260 V，保温5-10h，然后以100-150 V /h升温至490-520 V，保温3_5h，再以120-160°C /h 升温至 810-830°C，保温 l_2h，然后以 150_200°C /h 降温至 400-450°C，保温3-6h，再以100-150°C /h降温至180-220°C，保温8-12h，空冷至室温，酸洗后热轧壁厚至所需规格，开轧温度为1140-1180°C，终轧温度为915-935 V，然后张力减径，张力减径的温度为 920-950 0C ；
(3)将上述制得的管材进行热处理:以160-220°C/h升温至350-400°C，保温4_6h，再以 100-150°C /h 升温至 640-680°C，保温 2_4h，然后以 80-120°C /h 降温至 420_450°C，保温3-5h，再以120-160 V /h升温至720-760 °C，保温l_2h，然后以80-120 V /h降温至540-580°C，保温3-4h，再以140-180°C /h升温至820-850°C，保温l_2h，强风风冷至320-360°C，保温 5-8h，然后以 100-150°C /h 升温至 630_660°C，保温 3_4h，再以 180_240°C /h降温至180-220°C，保温8-12h，然后放入0-5°C冰盐水中冷却至50°C以下，取出管材以40-500C /h 升温至 80-90°C，保温 3_4h，再以 50-60°C /h 升温至 180-200°C，保温 l_2h，空冷至室温后以95-105°C /h升温至195-215°C，保温l_2h，再以40_50°C /h降温至90-110°C，保温2-3h，空冷至室温；
(4)将上述热处理后的管材经矫直、探伤、喷标识、包装等后序工艺，即得成品。 [0006]所述的造渣剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石5-10、高岭土 10-15、钾长石5-10、菱镁石4-8、铁矿渣8-12、莫来砂3_6 ;b、取菱镁石、硅灰石和招帆土混合均匀，湿法球磨12_24h,烘干,850-880 °C煅烧30-40min,冷却至室温，再放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1220-1240°C煅烧l_2h，水淬，湿法球磨12_24h，过100-150目筛，烘干即得。
[0007]本发明的有益效果:
本发明制得的钢管材料在高温环境下具有优异的耐腐蚀性、耐蒸汽氧化性、抗应力蠕变性，且高温强度高，冲击韧性好，经久耐用，完全满足高压锅炉用钢管材料的性能要求。本发明生产工艺简单易操作，成本低，经济效益好，适合大规模工业化生产。
【具体实施方式】
[0008](I)按化学成分满足如下质量百分比为:C 0.015-0.035、Si 0.4-0.6, Cr8.0-12.0,Ni 3.6-5.2,Mn 0.5-1.5、Sn 0.3-0.6,Sb 0.2-0.4,Mo 0.15-0.25,W 0.1-0.2、V 0.05-0.15、N 0.003-0.006、P≤0.02、S < 0.01，余量为Fe进行配料；将配好的炉料加入电弧炉中熔炼，熔炼温度为1570°C，待炉料熔清80%以上，调整钢水温度至1620°C，加入16kg/t钢的造渣剂，保温35min，扒洛，然后调整温度至1640°C，加入适量的钛铁和锰铁脱氧20min，取样分析并调整成分，当钢水温度达到1660°C即可出钢，在出炉3min前往钢水中插入1.2kg/t钢的铝饼进行终脱氧；
(2 )钢水在钢水包内镇静4min后浇注，浇注温度为1560 V，并连铸成圆坯，将制得的圆坯加热至1260°C，利用穿孔机对钢管坯穿孔，将得到的钢管坯以200°C /h升温至410°C，保温6h，再以160°C /h升温至730°C，保温2h，然后以120°C /h降温至460°C，保温4h，再以IOO0C /h降温至240°C，保温8h，然后以120°C /h升温至510°C，保温4h，再以140°C /h升温至820°C，保温lh，然后以180°C /h降温至420°C，保温4h，再以120°C /h降温至190°C，保温10h，空冷至室温，酸洗后热轧壁厚至所需规格，开轧温度为1160°C，终轧温度为925°C，然后张力减径，张力减径的温度为940°C ；
(3)将上述制得的管材进行热处理:以180°C /h升温至370°C，保温5h，再以120°C /h升温至650°C，保温4h，然后以100°C /h降温至430°C，保温4h，再以140°C /h升温至730°C，保温2h，然后以100°C /h降温至560°C，保温3h，再以160°C /h升温至840°C，保温lh，强风风冷至340°C，保温6h，然后以120°C /h升温至640°C，保温4h，再以220°C /h降温至190°C，保温10h，然后放入2°C冰盐水中冷却至50°C以下，取出管材以50°C /h升温至85°C，保温h，再以60°C /h升温至200°C，保温lh，空冷至室温后以100°C /h升温至210°C，保温lh，再以50°C /h降温至105°C，保温2h，空冷至室温；
(4)将上述热处理后的管材经矫直、探伤、喷标识、包装等后序工艺，即得成品。
[0009]所述的造渣剂的制备方法如下:a、取以下重量(kg)的原料:石灰石16、白云石7、高岭土 14、钾长石8、菱镁石6、铁矿渣10、莫来砂4 ;b、取菱镁石、硅灰石和铝矾土混合均匀，湿法球磨18h，烘干，870°C煅烧35min，冷却至室温，再放入浓度为16%的盐酸溶液中浸泡2h，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1220°C煅烧2h，水淬，湿法球磨24h，过150目筛，烘干即得。
[0010]经检验，成品化学成分为:C0.022%、Si 0.54%、Cr 10.36%、Ni 4.89%、Mn 1.27%,Sn 0.46%、Sb 0.28%, Mo 0.21%、W 0.15%、V 0.096%、N 0.0051%, P 0.014%, S 0.073%，余量为Fe ;力学性能为:抗拉强度618Mpa，屈服强度496`Mpa，伸长率32.9%，0°C冲击功221J。
【权利要求】
1.一种高压锅炉用耐腐蚀钢管材料，其特征在于，其化学成分的质量百分比为:C 0.015-0.035、Si 0.4-0.6、Cr 8.0-12.0、Ni 3.6-5.2、Mn 0.5-1.5、Sn 0.3-0.6、Sb0.2-0.4,Mo 0.15-0.25,W 0.1-0.2、V 0.05-0.15,N 0.003-0.006,P ( 0.02,S ( 0.01，余量为Fe。
2.如权利要求1所述的高压锅炉用耐腐蚀钢管材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 按化学成分要求将配好的炉料加入电弧炉中熔炼，熔炼温度为1560-1580°C，待炉料熔清80%以上，调整钢水温度至1600-1650°C，加入15_20kg/t钢的造渣剂，保温30_40min，扒渣，然后调整温度至1620-1660°C，加入适量的钛铁和锰铁脱氧15-20min，取样分析并调整成分，当钢水温度达到1640-1680°C即可出钢，在出炉2-3min前往钢水中插入1-1.5kg/t钢的铝饼进行终脱氧； 钢水在钢水包内镇静3-5min后浇注，浇注温度为1540_1570°C，并连铸成圆坯，将制得的圆坯加热至1250-1280°C，利用穿孔机对钢管坯穿孔，将得到的钢管坯以160-220°C /h升温至360-420°C，保温4-7h，再以140-180°C /h升温至720-740°C，保温2_3h，然后以 100-150 V /h 降温至 440-480 V，保温 3_6h，再以 80-120 V /h 降温至 220-260 V，保温 5-10h，然后以 100-150°C /h 升温至 490-520°C，保温 3-5h，再以 120_160°C /h 升温至810-8300C，保温 l_2h，然后以 150-200°C /h 降温至 400_450°C，保温 3_6h，再以 100_150°C /h降温至180-220°C，保温8-12h，空冷至室温，酸洗后热轧壁厚至所需规格，开轧温度为1140-1180°C，终轧温度为915-935°C，然后张力减径，张力减径的温度为920_950°C ； 将上述制得的管材进行热处理:以160-220°C /h升温至350-400°C，保温4_6h，再以 100-150°C /h 升温至 640-680°C，保温 2-4h，然后以 80-120°C /h 降温至 420_450°C，保温3-5h，再以120-160°C /h升温至720-760°C，保温l_2h，然后以80_120°C /h降温至540-580°C，保温3-4h，再以140-180°C /h升温至820-850°C，保温l_2h，强风风冷至320-360°C，保温 5-8h，然后以 100_150°C /h 升温至 630_660°C，保温 3_4h，再以 180_240°C /h降温至180-220°C，保温8-12h，然后放入0_5°C冰盐水中冷却至50°C以下，取出管材以40-500C /h 升温至 80-90°C，保温 3_4h，再以 50-60°C /h 升温至 180-200°C，保温 l_2h，空冷至室温后以95-105°C /h升温至195-215°C，保温l_2h，再以40_50°C /h降温至90-110°C，保温2-3h，空冷至室温； 将上述热处理后的管材经矫直、探伤、喷标识、包装等后序工艺，即得成品。
3.根据权利要求1所述的高压锅炉用耐腐蚀钢管材料的制备方法，其特征在于，所述的造渣剂的制备方法如下:a、取以下重量份的原料:石灰石15-20、白云石5-10、高岭土10-15、钾长石5-10、菱镁石4-8、铁矿渣8-12、莫来砂3-6 ;b、取菱镁石、硅灰石和铝矾土混合均匀，湿法球磨12-24h ，烘干，850-880°C煅烧30_40min，冷却至室温，再放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1220-1240°C煅烧1-2h，水淬，湿法球磨12-24h，过100-150目筛，烘干即得。
【文档编号】C22C38/60GK103741075SQ201310715326
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】王德志, 王宗义, 朱先玉, 王德泉, 卢秉林 申请人:马鞍山市盈天钢业有限公司