T22合金高压锅炉管的研制

摘要

本文介绍了用水平连铸圆管坯试制122合金钢高压锅炉管的全过程并对试制样管进行了综合分析。根据电站锅炉用无缝钢管的发展趋势，认为利用多元复合强化的原理发展一种低铬、较强的抗蠕变能力、可焊性好、成本低的热强钢来制作600℃以下大型发电机组的厚壁件和热交换件是锅炉用钢的主要发展方向。 本文首先介绍了利用衡阳钢管厂独有的水平连铸钢坯，采用斜轧穿孔、半浮连轧、张力减径、热处理工艺生产T22合金钢高压锅炉管的全过程。 然后研究分析了试制过程，确定了T22锅炉管的生产工艺参数： 1．采用衡阳钢管厂独有的T22合金钢水平连铸钢坯，表面质量良好，几何尺寸与化学成分稳定；没有白点、缩孔、分层、裂纹、气泡、夹杂、翻皮、皮下气泡等缺陷；能够用来制造高压锅炉管。 2．采用随炉预热、四区加热、1280±5℃均热的加热制度，选择适当的工模具参数与变形参数进行斜轧穿孔，成功轧制了外径为150-153mm、壁厚为12-13.5mm的毛管。 3．利用112mm芯棒，通过适当加大芯棒润滑剂的粘度，在6机架半浮动芯棒连轧管机成功轧制了外径为123.5-125.8mm、壁厚为5.1-5.9，内外表面质量符合要求的荒管。 4．采用五区加热，选择适当的工模具参数与变形参数在24机架集中差速传动张力减径机上成功实现了φ60.3×5.2 T22合金钢无缝管的精轧，获得的无缝管尺寸均匀性好，符合ASME SA213/SA213M-01标准的要求。 5．在N<,2>保护电加热无氧化辊底式连续热处理炉中，采用940±100℃的加热温度、25min的保温时间、120℃/min的冷却速度正火，并在740±100℃、85min回火，完成了T22合金钢高压锅炉管的在线热处理。 按以上工艺参数成功生产出了T22合金钢高压锅炉管。 最后，对试制产品按《高压锅炉用无缝钢管》技术标准及国内某锅炉制造厂采购规程的要求进行了全面检测，检测结果表明采用EBT(电炉炼钢)+LF(炉外精炼)+VD(真空脱气)+HCC(水平连铸)工艺生产的管坯能用来生产火电锅炉用无缝钢管，所试制出的钢管性能完全合格，能在电站锅炉上使用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1钢管在国民经济中的作用和地位

1.2无缝钢管的特性和分类

1.2.1无缝钢管的特性

1.2.2无缝钢管的分类

1.3无缝钢管的生产方法

1.3.1无缝钢管的热加工方法

1.3.2无缝钢管的冷加工方法

1.4国内外电站锅炉用无缝钢管生产的发展

1.4.1电站锅炉用无缝钢管特点

1.4.2国外电站锅炉用无缝钢管的发展

1.4.3我国电站锅炉用无缝钢管的发展

1.5电站锅炉用无缝钢管生产主要工序

1.5.1热轧生产工艺流程

1.5.2冷拔生产工艺流程

1.6 ASME SA 213/SA 213M T22钢特点及主要技术指标

1.6.1 ASME SA 213/SA 213M T22特点

1.6.2 T22技术指标

1.7本课题研究的主要内容

第二章产品试制设备及工艺

2.1管坯试制

2.1.1管坯试制工艺简介

2.1.2管坯试制设备

2.1.3配装料工艺

2.1.4冶炼工艺

2.1.5精炼工艺

2.1.6浇注工艺

2.2钢管试制

2.2.1工艺流程及主要设备简介

2.2.2管坯加热

2.2.3毛管穿孔

2.2.4荒管轧制

2.2.5荒管再加热

2.2.6钢管减径

2.3成品热处理

2.3.1热处理设备

2.3.2热处理工艺

第三章试制结果

3.1 T22管坯试制结果

3.1.1表面质量

3.1.2几何尺寸

3.1.3理化检验结果

3.2 T22钢管试制结果

3.2.1钢管表面质量

3.2.2钢管几何尺寸

3.2.3钢管化学成分

3.2.4钢管力学性能

3.2.5工艺性能试验结果

3.2.6金相特征

3.2.7焊接性能试验

第四章分析与讨论

4.1金属塑性变形的基本概念

4.1.1金属的塑性及塑性变形

4.1.2塑性变形的物理本质

4.1.3影响金属塑性变形的主要因素

4.2热轧无缝钢管的塑性变形

4.2.1斜轧穿孔过程的受力及变形分析

4.2.2钢管连轧过程的受力及变形分析

4.2.3定减径过程的受力及变形分析

4.3 T22合金化原理

4.3.1 T22化学成分

4.3.2各元素在T22钢中的作用

4.4管坯质量对钢管质量的影响

4.4.1表面质量的影响

4.4.2内在质量的影响

4.5加热工序对钢管质量的影响

4.5.1管坯加热的影响

4.5.2荒管再加热的影响

4.6各变形工序的影响

4.6.1穿孔工序的影响

4.6.2连轧工序的影响

4.6.3张力减径工序的影响

4.7热处理工艺的影响

4.7.1奥氏体化温度的影响

4.7.2回火温度的影响

4.7.3组织变化与性能的关系

4.8钢管试制情况介绍及原因分析

4.8.1试制情况

4.8.2试轧异常情况原因分析

第五章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果