随着我国电力及能源工业的迅猛发展,锅炉用管需求日益增加,为此,安阳钢铁集团有限公司研制开发了20g高压锅炉用管。

1         生产工艺及质量控制

1．1          生产工艺流程  安钢无缝钢管生产工艺流程:2×10t电弧炉冶炼—炉外吹Ar、喂线处理—模铸266mm×266mm/230mm×230mm钢锭—Φ650mm×3开坯机轧制Φ75mm管坯—Φ90mm自动轧管机组轧制荒管—荒管拔制—酸洗、磷化、皂化—中间退火/成品正火—矫直—表面检查—涡流、超声波探伤—称重、包装—入库

1．2　冶炼工艺与钢质控制

1。2。1　成分设计及控制

20g钢中化学成分的波动将导致产品的常温、高温性能波动,影响钢管的使用寿命。在实际冶炼过程中应尽可能地控制化学成分的波动,特别是碳含量的波动应控制在w(C)≤0。04%。钢中的硫与铁形成低熔点化合物,使钢产生热脆;磷则使钢产生冷脆和回火脆性,同时硫和磷都将降低可焊性,促使焊接裂纹产生。试制阶段20g钢的内控标准要求w(P)≤0。020%,w(S)≤0。020%。为防止和避免碳钢和低碳钢的石墨化,以及钢中铝酸盐夹杂对产品冷加工性能的影响,应限制钢中的残Al含量,w(Als)≤10×10-5。在20g钢冶炼过程中采用喂Ca2Si线,实现钢包强脱氧精炼。

1．2．2　脱氧控制氧能使钢的塑性降低,产生气泡和疏松,特别是氧化物夹杂会使钢的疲劳极限降低,冷加工性能变坏。安钢采用10t电炉冶炼生产20g管坯钢,未经LF炉精炼,部分炉次的气体含量明显偏高。其中w[N]>0。008%的样本比例占20%;w[O]>0。010%的比例占15%;管坯硅酸盐、硫化物夹杂指数大于2。5级的比例分别为1。11%、9。09%,氧化物夹杂指数均小于1。5级。

1．3　热处理工艺及其组织和性能控制热处理工艺对钢热强性能的影响远大于对常温力学性能的影响,而持久强度又是锅炉设计的主要依据,因此,只有采取合理的热处理工艺获得优良的组织,才能保证持久强度和在高温、高压使用条件下的性能稳定。1。3。1　加热温度对组织形态的影响热轧荒管生产工艺的合理与否,对后序冷拔管组织、性能具有较大影响,采用不同的加热工艺时,荒管组织具有明显差异,见表3。表3数据表明,荒管组织中普遍存在魏氏组织。这是由于生产工艺恰处于具备生成魏氏组织的条件(1200℃以上长时间保温),若要彻底消除魏氏组织,具有一定的难度,因此应采用管坯低温加热制度,以减少魏氏组织的产生。

1．3．2　成品管热处理工艺及其组织、性能控制成品管正火工艺与组织。

采用高温、快速的加热方式,即可保证钢管出炉温度、又不致产生组织缺陷。正火时间按2～315min/mm管壁控制,并尽可能缩短管料在均热段的停留时间。但这种工艺弊端是随正火时间的减少,组织晶粒变得很细,这是由于冷拔后钢材基体组织为细小破碎的铁素体晶粒,内应力大且易开裂,在中间及成品退火(或正火)过程中,若退火(或正火)时间过短,晶粒来不及恢复长大,将形成细小铁素体晶粒组织。当这种极细组织的晶粒超过10级,将使钢材在强度大幅度提高的同时,塑性降低,伸长率下降,甚至导致屈服点不明显。因此热处理过程中,在尽可能避免魏氏组织产生的同时,应保证组织正常和各项力学性能指标。成品正火处理的关键在于保证标准要求的正火温度,使组织得以充分的回复、再结晶，避免魏氏组织的出现。

　结语(1)冶炼还原期同时采用Fe2Al2Si和Ba2Al2Si脱氧,及钢包加Ba2Al2Si深脱氧,可保证残Al含量<01010%的情况下,脱氧效果好、管坯表面裂纹少、改判率低。研究过程中,有必要进一步稳定残Al含量,并控制在01006%～01008%范围内,改善管坯表面质量。(2)合理、稳定控制成品正火及中间退火工艺。成品采用高温、快速处理工艺,加热段温度在1000～1020℃时,按2～315min/mm管壁速度控制,可避免或减轻成品管异常组织产物的形成和影响。