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        高壓鍋爐管,20G高壓鍋爐管,鍋爐管,中低壓鍋爐管-天津寶嶺鋼管貿易有限公司


        火力發電高壓鍋爐管主要發展趨勢

        火力發電高壓鍋爐管主要發展趨勢

        • 所屬:高壓鍋爐管
        • 時間:2019-04-22 17:45:18
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        技術領域:,具體涉及一種低成本超超臨界高壓鍋爐管的連鑄圓坯生產方法。背景技術::隨著我國經濟的迅猛發展和人民生活水平的不斷的提高,電力需求快速增加,同時對環保問題的重視程度也日趨提高?;鹆Πl電主要發展趨勢為:以高效率、低污染、低能耗、低造價的發電設備和新型的清潔煤燃燒發電技術為開發重點,因此大容量、高參數的超臨界、超超臨界發電機組成為火電發展的主導趨勢。機組運行參數(溫度、壓力)和單機容量的增加,促進了具有優異熱強性、高溫穩定性以及良好的成型性和焊接性的10Cr9Mo1VNbN(ASME標準P91鋼)、10Cr9MoW2VNbBN(ASME標準P92鋼)鋼厚壁鍋爐管的廣泛應用。當前行業內超超臨界高壓鍋爐管用10Cr9MoW2VNbBN鋼多采用模鑄鋼錠壓力加工后生產,冶煉多采用電弧爐冶煉+鋼包精煉爐精煉+VD或RH爐真空脫氣的冶煉方式,其調整Cr成分使用的合金為低碳或微碳鉻鐵,調整N成分使用氮化合金,鎢鐵在鋼包精煉爐內加入,這種冶煉方式采用昂貴的低碳或微碳鉻鐵,使用氮化合金在真空脫氣后調整氮,一方面合金成本高,另一方真空處理后再加入合金,容易吸氣、污染鋼液,另外鎢鐵熔點高、密度大,在鋼包精煉爐加入后成分均勻性差。該冶煉方式生產成本高、成分均勻性差、鋼液純凈度低?,F有超超臨界高壓鍋爐管用10Cr9MoW2VNbBN鋼多采用模鑄鋼錠壓力加工后生產,模鑄生產時,即便采用好的保護澆注手段,水口鋼流與大氣仍不可避免的會接觸造成二次氧化,中注管、湯道系統的耐火材料也會污染經爐外精煉的純凈度高的鋼液,且模鑄生產出材率低,生產效率低,生產成本較高。隨著連鑄技術的發展及市場競爭的加劇,連鑄生產超超臨界高壓鍋爐管坯將成為一種趨勢,但由于鋼種特性限制,常規連鑄生產10Cr9MoW2VNbBN鋼由于需要彎曲和矯直,連鑄坯存在嚴重的中心裂紋及內外弧側化學成分差異問題,下游用戶為消除這種質量缺陷,只能采用中心打孔等降低出材率的方式,生產成本較高。技術實現要素:本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足而提供一種低成本且穩定控制質量的低成本超超臨界高壓鍋爐管的連鑄圓坯生產方法。本發明解決上述問題的技術方案為:一種低成本超超臨界高壓鍋爐管的連鑄圓坯生產方法,其特征在于:該方法包括以下步驟:步驟1)、在電弧爐內冶煉低磷、低有害元素含量初煉鋼水;步驟2)、在中頻爐內進行鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵合金的熔化;步驟3)、電爐出完鋼后去中頻爐接合金鐵水,之后兌入氬氧爐,在氬氧爐內進行脫碳、脫硫及氮氣增氮操作;步驟4)、氬氧爐出鋼后在鋼包精煉爐內進行精調合金,在VD爐進行真空脫氣,VD真空脫氣后在立式連鑄機上澆注為連鑄圓坯;步驟5)、大包鋼水通過長水口及長水口吹氬保護注入中間包內,中間包為矩形中間包,中間包使用吹氬塞棒,中間包采用堿性覆蓋劑及碳化稻殼進行保溫,連鑄過程中,控制中間包內鋼水過熱度在15~30℃;

        1.jpg中間包鋼水通過整體浸入式水口注入結晶器內,結晶器內鋼水通過一冷水冷卻,結晶器內鋼水通過外置式結晶器電磁攪拌器對鋼水進行電磁攪拌以消除過熱及形成等軸晶;拉坯機以0.1~0.5m/min的拉坯速度拉坯,拉坯機采用3輥夾持以消除夾持應力;鑄坯行走方向與澆鋼平臺垂直,行走過程中不需要彎曲和矯直;二冷區分三段對圓坯進行冷卻,其中一區為在結晶器足輥處噴水冷卻、二區三區為氣霧噴水冷卻,比水量控制在0.06~0.18L/kg;通過外置式鑄流電磁攪拌器在二冷室下部距液相穴凝固末端上方9m處對鋼水進行電磁攪拌,以降低圓坯1/2半徑處偏析;鑄坯在與澆鋼平臺垂直的方向進行冷卻及凝固;鑄坯經與拉坯速度同步的火焰切割機在垂直方向上切割成定尺鑄坯,經傾翻輥道傾翻至水平輥道上,被勾鋼機吊至出坯輥道上出坯;出坯后鑄坯入爐退火。采用電弧爐冶煉+中頻爐化合金+氬氧爐精煉+鋼包精煉爐精煉+VD爐真空脫氣的冶煉方式;冶煉的超超臨界高壓鍋爐管用鋼10Cr9MoW2VNbBN化學成分按質量百分比為:C=0.08~0.12%,Si=0.20~0.50%,Mn=0.30~0.60%,P≤0.020%,S≤0.010%,Ni≤0.40%,Cr=8.50%~9.50%,Mo=0.35%~0.60%,V=0.16%~0.25%,Nb=0.04%~0.09%,N=0.035%~0.070%,B=0.002%~0.006%,W=1.50%~2.00%,Cu≤0.20%,Al≤0.015%,Ti≤0.01%,Zr≤0.01%,余量為Fe及其他不可避免的雜質元素。氬氧爐采用自動吹煉系統,配有1把氧槍、5把風槍,采用頂底復合吹煉,通過1把氧槍在氬氧爐上方頂吹,5把風槍在氬氧爐底部吹煉,從而提高氧氣效率。真空脫氣所用真空泵組采用機械泵系統;氮含量的控制采用底吹氮氣增氮。連鑄過程大包至中間包采用長水口及長水口吹氬保護,氬氣流量為80~120L/min;中間包采用塞棒吹氬,氬氣流量為2~6L/min。連鑄過程中,中間包加入堿性覆蓋劑及碳化稻殼來減少鋼水的熱輻射損失及保護鋼水不被二次氧化,同時堿性覆蓋劑可以吸附鋼水夾雜物、提高鋼水純凈度,所用堿性覆蓋劑的主要成分為CaO:50~60%、Al2O3:25~35%、MgO:2~4%、SiO2≤4.0%、Fe2O3<1.5%及H2O≤0.5%。采用浸入式水口及向結晶器內加入保護渣的方式對結晶器鋼水進行保護;所用浸入式水口為整體式水口;所用結晶器保護渣的堿度為1.00~1.20,熔化溫度為1050~1150℃。結晶器電磁攪拌采用外置式攪拌器,攪拌頻率為1~2Hz,攪拌電流為200~600A;鑄流電磁攪拌采用外置式攪拌器,電磁攪拌器安裝在二冷室下部距液相穴凝固末端上方9m處,攪拌頻率為5~12Hz,攪拌電流為50~200A。拉坯速度根據不同斷面為0.1~0.5m/min,拉坯機采用3輥夾持,其中1個為固定輥,2個為可調輥;此處不同斷面指的是連鑄圓坯的直徑,最小最大斷面直徑為時,拉坯速度為0.5m/min、斷面直徑為時,拉坯速度為0.1m/min。所述圓坯的直徑在之間。所述鑄坯在立式連鑄機上生產,澆鑄和鑄坯凝固全部過程都是在垂直狀態中進行,鑄坯行走過程中不需要彎曲和矯直。本發明的技術方案產生的積極效果如下:當前行業超超臨界高壓鍋爐管用10Cr9MoW2VNbBN鋼多采用模鑄鋼錠壓力加工后生產,本發明生產的超超臨界高壓鍋爐管用10Cr9MoW2VNbBN連鑄圓坯,采用電弧爐+中頻爐化合金+氬氧爐精煉+鋼包精煉爐+VD爐真空脫氣的冶煉方式,可以大量使用廉價的高碳合金,使用中頻爐化合金,利用中頻爐感應電流電磁力攪拌使鋼液產生運動來均勻溫度和成分,采用兩級電磁攪拌,過程中保護澆注效果好,氧含量控制低,坯料出材率高,生產成本低,采用冷卻和凝固都對稱的立式連鑄方法生產,化學成分均勻性好,凝固組織對稱性好,鑄坯不需要彎曲和矯直,中心裂紋控制級別低,無明顯的內外弧側化學成分差異及夾雜物偏向內弧側的問題,可以以較低的成本穩定實現批量生產。具體實施方式一種低成本超超臨界高壓鍋爐管的連鑄圓坯生產方法,該方法包括以下步驟:1)在電弧爐內冶煉低磷、低有害元素含量初煉鋼水;2)在中頻爐內進行鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵等合金的熔化;3)電爐出完鋼后去中頻爐接合金鐵水,之后兌入氬氧爐,在氬氧爐內進行脫碳、脫硫及氮氣增氮操作,其中氬氧爐采用頂底復合吹煉,通過1把氧槍在氬氧爐上方頂吹,5把風槍在氬氧爐底部吹煉,從而提高氧氣效率;4)氬氧爐出鋼后在鋼包精煉爐內進行精調合金,在VD爐進行真空脫氣,VD真空脫氣后在立式連鑄機上澆注為連鑄圓坯;5)大包鋼水通過長水口及長水口吹氬保護注入中間包內,中間包為矩形中間包,中間包使用吹氬塞棒,中間包采用堿性覆蓋劑及碳化稻殼進行保溫,連鑄過程中,控制中間包內鋼水過熱度在15~30℃;中間包鋼水通過整體浸入式水口注入結晶器內,結晶器內鋼水通過一冷水冷卻,結晶器內鋼水通過外置式結晶器電磁攪拌器對鋼水進行電磁攪拌以消除過熱及形成等軸晶;拉坯機以0.1~0.5m/min的拉坯速度拉坯,拉坯機采用3輥夾持以消除夾持應力;鑄坯行走方向與澆鋼平臺垂直,行走過程中不需要彎曲和矯直;二冷區分三段對圓坯進行冷卻,其中一區為在結晶器足輥處噴水冷卻、二區三區為氣霧噴水冷卻,比水量控制在0.06~0.18L/kg;通過外置式鑄流電磁攪拌器在二冷室下部距液相穴凝固末端上方9m處對鋼水進行電磁攪拌,以降低圓坯1/2半徑處偏析;鑄坯在與澆鋼平臺垂直的方向進行冷卻及凝固;鑄坯經與拉坯速度同步的火焰切割機在垂直方向上切割成定尺鑄坯,經傾翻輥道傾翻至水平輥道上,被勾鋼機吊至出坯輥道上出坯;出坯后鑄坯入爐退火。采用電弧爐冶煉+中頻爐化合金+氬氧爐精煉+鋼包精煉爐精煉+VD爐真空脫氣的冶煉方式;冶煉的超超臨界高壓鍋爐管用鋼10Cr9MoW2VNbBN化學成分按質量百分比為:C=0.08~0.12%,Si=0.20~0.50%,Mn=0.30~0.60%,P≤0.020%,S≤0.010%,Ni≤0.40%,Cr=8.50%~9.50%,Mo=0.35%~0.60%,V=0.16%~0.25%,Nb=0.04%~0.09%,N=0.035%~0.070%,B=0.002%~0.006%,W=1.50%~2.00%,Cu≤0.20%,Al≤0.015%,Ti≤0.01%,Zr≤0.01%,余量為Fe及其他不可避免的雜質元素。電爐冶煉低磷、低有害元素鋼水,中頻爐熔化高碳鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵等合金,電爐鋼水出鋼后至中頻工位接合金鐵水,之后兌入氬氧爐內,經氬氧爐采用頂底復合吹煉,攪拌氣體采用氮氣,完成脫碳、脫硫、增氮后出鋼至鋼包精煉爐,在鋼包精煉爐完成成分精調后轉往VD爐,在VD爐內進行真空脫氣及底吹氮增氮,鋼水溫度、成分合適后吊包上連鑄。連鑄過程大包至中間包采用長水口及長水口吹氬保護,氬氣流量為80~120L/min;中間包采用塞棒吹氬,氬氣流量為2~6L/min。連鑄過程中,中間包加入堿性覆蓋劑及碳化稻殼來減少鋼水的熱輻射損失及保護鋼水不被二次氧化,同時堿性覆蓋劑可以吸附鋼水夾雜物、提高鋼水純凈度,所用堿性覆蓋劑的主要成分為CaO:50~60%、Al2O3:25~35%、MgO:2~4%、SiO2≤4.0%、Fe2O3<1.5%及H2O≤0.5%。采用浸入式水口及向結晶器內加入保護渣的方式對結晶器鋼水進行保護。所用浸入式水口為整體式水口。所用結晶器保護渣的堿度為1.00~1.20,熔化溫度為1050~1150℃。結晶器電磁攪拌采用外置式攪拌器,攪拌頻率為1~2Hz,攪拌電流為200~600A。鑄流電磁攪拌采用外置式攪拌器,12cr1mov合金管安裝在二冷室下部距液相穴凝固末端上方9m處,攪拌頻率為5~12Hz,攪拌電流為50~200A。拉坯速度根據不同斷面為0.1~0.5m/min,拉坯機采用3輥夾持,其中1個為固定輥,2個為可調輥;此處不同斷面指的是連鑄圓坯的直徑,最小最大斷面直徑為時,拉坯速度為0.5m/min、斷面直徑為時,拉坯速度為0.1m/min。所述圓坯的直徑在之間,所述圓坯在立式連鑄機上生產。澆鑄和鑄坯凝固全部過程都是在垂直狀態中進行,鑄坯行走過程中不需要彎曲和矯直,鑄坯經與拉坯速度同步的火焰切割機在垂直方向上切割成定尺鑄坯。一種低成本生產超超臨界高壓鍋爐管的連鑄圓坯生產方法,采用電弧爐冶煉+中頻爐化合金+氬氧爐精煉+鋼包精煉爐精煉+VD爐真空脫氣的冶煉方式;冶煉的超超臨界高壓鍋爐管用鋼10Cr9MoW2VNbBN化學成分按質量百分比為:C=0.08~0.12%,Si=0.20~0.50%,Mn=0.30~0.60%,P≤0.020%,S≤0.010%,Ni≤0.40%,Cr=8.50%~9.50%,Mo=0.35%~0.60%,V=0.16%~0.25%,Nb=0.04%~0.09%,N=0.035%~0.070%,B=0.002%~0.006%,W=1.50%~2.00%,Cu≤0.20%,Al≤0.015%,Ti≤0.01%,Zr≤0.01%,余量為Fe及其他不可避免的雜質元素。電爐冶煉低磷、低有害元素鋼水,中頻爐熔化高碳鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵等合金,電爐鋼水出鋼后至中頻工位接合金鐵水,之后兌入氬氧爐內,經氬氧爐采用頂底復合吹煉,攪拌氣體采用氮氣,完成脫碳、脫硫、增氮后出鋼至鋼包精煉爐,在鋼包精煉爐完成成分精調后轉往VD爐,在VD爐內進行真空脫氣及底吹氮增氮,鋼水溫度、成分合適后吊包上連鑄。在立式連鑄機上澆注為連鑄圓坯。實施例:該方法的生產工藝步驟如下:步驟1):在電弧爐內冶煉低磷、低有害元素含量初煉鋼水;爐料由二級及二級以上廢鋼、碳結鋼料頭、鋼屑等組成;配料應保證熔清As≤0.010%、Sn≤0.006%、Pb≤0.008%、Sb≤0.008%、Bi≤0.008%;電弧爐出鋼條件:終點[C]≤0.40%、[P]≤0.004%,出鋼溫度1630~1660℃,出鋼1/4~3/4過程中鋼包中加入鋁塊1~1.5kg/t、石灰2~4kg/t;出鋼后鋼包轉往中頻工位接合金鐵水。步驟2):在中頻爐內進行鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵等合金的熔化;電爐冶煉時,中頻爐同步啟動冶煉合金鐵水;爐料由本鋼種料頭、高碳鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵等組成,爐料熔清后,溫度1600~1620℃,取樣,溫度≥1630℃,滿足出鋼條件后與電弧爐配合出鋼。出鋼后鋼包轉往氬氧爐兌鋼。步驟3):在氬氧爐內進行脫碳、脫硫、增氮操作;氬氧爐配有1把氧槍、5把風槍;兌鋼前AOD爐內溫度應≥900℃,兌鋼后輸入鋼水重量等信息,采用頂底復合吹煉進入自動吹煉模式。當碳含量≤0.06%、溫度≥1700℃時取樣,樣來根據計算結果加入硅鐵或硅錳10~16kg/t,還原6~8分鐘。之后取樣、測溫,扒除50%以上的爐渣后重新加入石灰約400~1000kg、螢石約150~300kg造渣。溫度≥1580℃出鋼,出鋼后轉往鋼包精煉爐精煉。步驟4):在鋼包精煉爐內進行精調合金;氬氧爐出鋼后轉往鋼包精煉爐進行精煉,加入石灰6~10kg/t、硅鐵粉等脫氧劑2~4kg/t脫氧,渣白后取樣精調成分,成分合適后溫度1660~1680℃吊包進入真空罐脫氣;步驟5):在VD爐進行真空脫氣;鋼包就位后底吹氣體采用氮氣,啟動機械式真空泵開始抽真空,在真空度≤0.7mbar下保持時間15~20分鐘,破空后在線定氫,控制[H]≤1.5ppm,補吹氮氣10~30分鐘,出鋼前吹氬弱攪拌時間15~20分鐘,溫度1560~1580℃吊包上連鑄;步驟6):連鑄;鋼水通過長水口及長水口吹氬保護注入中間包內,在連鑄過程中,控制中間包內鋼水過熱度在15~30℃;結晶器內鋼水通過一冷水冷卻,結晶器內鋼水通過外置式結晶器電磁攪拌器對鋼水進行電磁攪拌;拉坯機以0.1~0.5m/min的拉坯速度拉坯;鑄坯行走方向與澆鋼平臺垂直,行走過程中不需要彎曲和矯直;二冷區分三段對圓坯進行冷卻,其中一區為在結晶器足輥處噴水冷卻、二區三區為氣霧噴水冷卻,比水量控制在0.06~0.18L/kg;通過外置式鑄流電磁攪拌器在二冷室下部距液相穴凝固末端上方9m處對鋼水進行電磁攪拌;鑄坯在與澆鋼平臺垂直的方向進行冷卻及凝固;鑄坯經與拉坯速度同步的火焰切割機在垂直方向上切割成定尺鑄坯,經傾翻輥道傾翻至水平輥道上,被勾鋼機吊至出坯輥道上出坯;出坯后鑄坯熱送退火。具體實施例:1):電弧爐初煉:采用60t電弧爐冶煉,爐料由二級廢鋼35t、碳結鋼料頭10t、鋼屑20t組成;電弧爐出鋼條件:終點[C]:0.25%、[P]:0.004%,出鋼溫度1660℃,出鋼1/4~3/4過程中鋼包中加入鋁塊80kg、石灰200kg;出鋼后鋼包吊至中頻工位接合金鐵水;2):中頻爐化合金:采用10t中頻爐冶煉,爐料由高碳鉻鐵10t、鎢鐵1.5t組成;與電爐同時啟動送電,電爐出鋼后鋼包吊至中頻工位接合金鐵水,之后鋼包吊至氬氧爐兌鋼;3):氬氧爐精煉:采用60t氬氧爐精煉,兌鋼前AOD爐內溫度1000℃,兌鋼后輸入鋼水重量等信息,采用頂底復合吹進入自動吹煉模式。當碳含量:0.05%、溫度1720℃時取樣,樣來加入硅鐵600kg,還原6分鐘。之后取樣、測溫,扒除50%以上的爐渣后重新加入石灰600kg、螢石150kg造渣。溫度1620℃出鋼,出鋼后轉往鋼包爐精煉。4):鋼包精煉爐精煉:氬氧爐出鋼后轉往鋼包精煉爐進行精煉,加入石灰600kg、硅鐵粉等脫氧劑150kg脫氧,渣白后溫度1600℃取樣精調成分;5):VD真空脫氣:溫度1680℃進入真空罐脫氣,底吹氣體采用氮氣,在真空度≤0.7mbar下保持時間15分鐘,破空后在線定氫,[H]:1.0ppm,吹氮氣增氮后取樣,吹氬弱攪拌時間15分鐘,溫度1575℃吊包上連鑄。6):連鑄:鋼水在立式連鑄機上澆注為鑄坯,將鋼包吊至鋼包回轉臺上,通過回轉臺轉至中間包上方,鋼水通過長水口及長水口吹氬保護注入中間包內,吹氬流量為100L/min,中間包內鋼水采用堿性覆蓋劑和碳化稻殼保護,控制中間包內過熱度15~25℃,中間包內采用塞棒吹氬,吹氬流量為3L/min,中間包鋼水通過整體式浸入式水口注入結晶器內;結晶器內加結晶器保護渣保護;鋼水在結晶器冷卻水冷卻條件下快速形成坯殼,結晶器冷卻水流量2600L/min;結晶器內鋼水通過外置式結晶器電磁攪拌器對鋼水進行電磁攪拌,攪拌頻率為1.5Hz,攪拌電流為350A;拉坯機以0.18~0.20m/min的拉坯速度拉坯;鑄坯行走方向與澆鋼平臺垂直,行走過程中不需要彎曲和矯直;二冷區分三段對圓坯進行冷卻,比水量為0.10L/kg,其中一區為在結晶器足輥處噴水冷卻,冷卻水量占比27%,二區為氣霧噴水冷卻,冷卻水量占比46%,三區為氣霧噴水冷卻,冷卻水量占比27%;通過外置式鑄流電磁攪拌器在距液相穴凝固末端上方9m處對鋼水進行電磁攪拌,攪拌頻率為8Hz,攪拌電流為50A;鑄坯經與拉坯速度同步的火焰切割機在垂直方向上切割成6m長定尺鑄坯,經傾翻輥道傾翻至水平輥道上,被勾鋼機吊至出坯輥道上出坯;出坯后鑄坯入退火爐退火。7):退火后自同一流鑄坯頭、中、尾部抽樣檢測低倍、氣體結果見下表1、表2。表1低倍檢測結果(級)試片中心疏松縮孔中心裂紋中間裂紋皮下裂紋皮下氣泡頭坯0.501.0000中間坯0.501.0000尾坯0.501.5000表2氧含量檢測結果(ppm)試片1/2半徑中心頭坯27.429.5中間坯19.819.2尾坯14.316從表1數據來看,按本發明的實施例生產的產品,低倍中心裂紋級別較低,無縮孔、中間裂紋、皮下裂紋、皮下氣泡缺陷。從表2數據來看,按本發明的實施例生產的產品,氧含量控制在較低水平。另外,按本發明的實施例生產的產品,經用戶軋制成超超臨界高壓鍋爐后檢測各項指標均符合要求,完全能滿足超超臨界高壓鍋爐管的生產。以上實施例僅用于說明本發明的技術方案而非限制,任何對本發明的技術方案或構思進行修改或替換的,均應在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 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