P91 无缝钢管及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种P91无缝钢管及其制备方法。该制备方法包括：坯料冶炼，将原料经过冶炼、精炼、真空脱气、连铸圆管坯，制得坯料；退火处理，将坯料进行高温扩散退火或低温等温退火；周期轧管，将经过退火处理的坯料均热，对经过均热后坯料进行热轧穿孔，定径，冷却；以及热处理，将经过周期轧管的钢管加热到1040～1080℃，进行正火，保温后冷却，然后加热到750～800℃，进行回火，保温后冷却，制得无缝钢管；其中，原料中P含量小于等于0.015％，S含量小于0.007％，无缝钢管的口径为Φ325～720mm。根据本发明专利技术制备的P91无缝钢管，内部组织致密，性能优良，金属收得率和钢管成材率得到提高，降低了生产成本，节约了资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无缝钢管的制造领域，具体而言，涉及一种P91无缝钢管及其制备方法。
技术介绍
P91钢是在9Cr_lMo(P9)钢的基础上，通过添加少量的Nb、V微合金化元素并控制 N元素的含量开发的一种新型铁素体型耐热钢。该钢热强性好，达到了奥氏体型耐热钢持久强度的水平，综合力学性能优异，热导性高，线膨胀系数低，具有良好的淬透性和可焊性，被广泛应用于制造超(超)临界火力发电机组的高温过热器、高温再热器管道和主蒸汽管道等部件。目前，随着我国火力发电机组向高参数、大容量、环保型方向的发展，对P91钢管的需求量将呈逐年上升的趋势，特别是对大口径P91无缝钢管的需求量将日趋增大。自从我国20世纪90年代进行T/P91无缝钢管的生产国产化以来，国内也有不少试制和生产大孔径P91无缝钢管的工艺流程，如武汉471厂的钢锭冲孔+顶管工艺、攀钢集团成都钢铁有限责任公司成都65厂的锻造管坯+皮尔格轧机轧管工艺、天津钢管集团股份有限公司的锻造管坯+460PQF连轧工艺、扬州诚德钢管有限公司的锻造管坯+ 二辊一次斜轧制管工艺、内蒙古北方重工业集团公司和河北宏润重工集团有限公司的钢锭锻造成棒+镗孔工艺等。国外大口径P91无缝钢管的主流生产工艺是以美国Wyman Gordon公司3. 5万吨立式挤压机为代表的热挤压工艺。但上述技术的生产工艺不仅流程长、金属消耗高，而且产品质量不稳定。面对P91 钢管的需求量将呈逐年上升的趋势，我们亟需开发一种新的制造方法，以缩短生产工艺流程，降低成本并得到的高质量的P91无缝钢管。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种P91无缝钢管的制备方法，以解决现有技术中生产工艺流程长、金属消耗高、产品质量不稳定问题。本专利技术提供了一种P91无缝钢管的制备方法，包括以下步骤坯料冶炼，将原料经过冶炼精炼真空脱气连铸圆管坯工艺，制得坯料；退火处理，将坯料进行高温扩散退火或低温等温退火；周期轧管，将经过退火处理的坯料均热，均热温度为1230 1270°C，均热温度偏差±10°C，保持I. 5 3h ;对经过均热后坯料进行热轧穿孔，热轧穿孔的温度为1100 1200°C ;然后进行周期轧制，周期轧制的温度为950 1100°C，进行定径和冷却处理；以及热处理，将经过周期轧管的钢管加热到1040 1080°C，进行正火，保温后冷却，然后加热到750 800°C，进行回火，保温后冷却，制得P91无缝钢管；其中，原料中P含量小于等于 O. 015%，S含量小于O. 007%，无缝钢管的口径为Φ325 720_。进一步地，上述原料中各化学成分的质量百分含量为C 0.08 O. 12%，Si O. 20 O. 45%,Mn O. 35 O. 55%，P 彡 O. 015%，S 彡 O. 007%,Cu 彡 O. 15%,Ni ^ O. 20%,4Cr 8. 10 9. 30%, MoO. 85 I. 05%, V O. 18 O. 23%, Nb O. 06 O. 10%, N O. 030 O.070%, Al ( O. 020%, Ti ( O. 010%, Zr ( O. 010%，余量为 Fe 及杂质。进一步地，在上述热处理步骤后，对钢管进行表面加工步骤。进一步地，上述连铸圆管坯工艺包括将钢水注入到弧形连铸机的结晶器中，采用结晶器液面自动监测装置监控钢水的温度并控制钢水的过热度，根据钢水过热度实时调节拉坯速度；钢水沿结晶器铜管的管壁凝固成以钢水为液心的坯壳，采用双向交替旋转磁场对铸坯的凝固末端进行搅拌，采用电磁加速器对铸坯的末端钢液施加推力；当铸坯进入弧形连铸机的弧形导向段后，通过弧形导向段前段外围的二冷区分三段对铸坯进行冷却，包括足辊区水环喷水冷却、活动段上部气雾冷却和活动段下部气雾冷却；对铸坯进行连续矫直；以及将矫直后的铸坯切割、缓冷得到连铸圆管坯。进一步地，上述高温扩散退火的温度为950 1100°C ;低温等温退火的温度为 600 800。。。 进一步地，在对上述坯料进行均热处理之前，对坯料进行升温加热处理，依次经过热回收段、预热段、加热I段、加热II段、加热III段和加热IV段六个区段，热回收段的目标温度彡800°c，预热段的目标温度900±10°C，加热I段的目标温度1000±10°C，加热 II段的目标温度1150±10°C，加热III段的目标温度1230±10°C，加热IV段的目标温度 1260±10°C。进一步地，上述热轧穿孔的减径量控制在70 160mm之间，减壁量控制在15 60mm之间。进一步地，在上述热处理步骤中，正火的保温时间彡40min,回火的保温时间 ^ 120min。进一步地，在上述热处理步骤中，正火冷却根据钢管壁厚的不同，采用空冷、风冷、 雾冷或喷淋冷却，当钢管的壁厚< 30mm，采用空冷处理；当钢管的壁厚范围为30mm-60mm， 采用喷雾冷却处理；以及当钢管的壁厚> 60mm，采用喷淋冷却处理。进一步地,在上述热处理步骤中，回火冷却采用空冷处理。本专利技术还提供了一种通过本专利技术的制备方法所制备的P91无缝钢管。本专利技术达到的技术效果根据本专利技术的制备方法，生产P91无缝钢管，钢管内部组织致密，性能优良，完全能够满足超(超)临界火电机组的主蒸汽管道、再热蒸汽管道和集箱及相同使用条件管道的要求，而且该工艺不仅生产流程短，同时提高了大口径P91无缝钢管的金属收得率和钢管成材率，降低了生产成本，节约了资源，从而提供了一种生产大口径、高合金含量的无缝钢管的工艺流程。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。 下面将参照图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图I示出了根据本专利技术P91无缝钢管的制备方法的流程图；图2示出了根据本专利技术第一实施例的P91无缝钢管的显微结构。具体实施例方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术的实施例中的技术方案进行详细的说明，但如下实施例以及附图仅是用以理解本专利技术，而不能限制本专利技术，本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。在本专利技术的一种典型的实施方式中，提供了一种P91无缝钢管的制备方法，如图I 所示，包括以下步骤坯料冶炼，将原料经过冶炼精炼真空脱气连铸圆管坯工艺，制得坯料; 退火处理，将坯料进行高温扩散退火或低温等温退火；周期轧管，将经过退火处理的坯料均热，均热温度为1230 1270°C，均热温度偏差±10°C，保持I. 5 3h ;对经过均热后坯料进行热轧穿孔，热轧穿孔的温度为1100 1200°C ;然后进行周期轧制，周期轧制的温度为 950 1100°C，进行定径和冷却处理；以及热处理，将经过周期轧管的钢管加热到1040 1080°C，进行正火，保温后冷却，然后加热到750 800°C，进行回火，保温后冷却，制得P91 无缝钢管；其中，原料中P含量小于等于O. 015%, S含量小于O. 007%，无缝钢管的口径为 Φ 325 720mm。本专利技术采用连铸工艺得到坯料，尽可能的避免了铸坯表面裂纹、中间裂纹和矫直裂纹的产生，改善了铸坯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绍林，李阳华，龙功名，肖鸿光，闵杰，张敏，王勇，罗家华，田研，冉旭，范振远，宋景凌，
申请(专利权)人：衡阳华菱钢管有限公司，
类型：发明
国别省市：