專利名稱：石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種用于制作石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管;^制造方
法，具體講是一種規格在210inm 400mra，用于制作石油化工行業中加氫裂化 裝置、蠟油加氫裝置、重油重整裝置用加熱爐爐管的不銹鋼管坯制造方法。
背景技術：
近年來，隨著我國國民經濟高速發展，石油石化行業中加氫裂化裝置、 蠟油加氫裝置、重油重整裝置使用的加熱爐爐管需求與日俱增。這些苛刻環 境下使用的加熱爐爐管不僅規格大，而且對冶金質量、尺寸精度、表面質量 以及組織和力學性能等方面的技術要求非常高，尤其對P、 Cu元素含量以及 鋼管夾雜物方面做出了嚴格限定。雖然我國軋管機組已達到國際先進水平， 鋼管的尺寸精度也可與國外進口鋼管媲美，但生產該類用途的鋼管難度很 高，原因之一是缺少專用于制作石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯。傳統 的不銹鋼管坯主要以廢鋼為原料，釆用"電爐+AOD"或"電爐+V0D"冶煉， 軋制或鍛造成型的方法生產，由不銹鋼廢鋼中帶來的P和Cu元素在冶煉中 去除非常困難，如果將成品中的P《0.02(F。、 Cu《0.20X范圍內，就需要采 用低P、 Cu的純鐵作為原料冶煉，制造成本無形增加。此外，對于夾雜物中 硫化物(A類)、氧化物(B類)、硅酸鹽(C類)、點狀或球狀(D類)夾雜 物分別控制小于2.0級或更低，通常需要采用電渣的方法，不僅增加了冶煉 工序，而且質量控制也不穩定，合格率非常低。
發明內容
為了克服現有石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯制造方法的上述 不足，本發明提供合格率高、工藝難度小的石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼 管坯的制造方法。采用本方法可以生產的規格210mm 400mm之間的大直徑不銹鋼管坯。
本石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯的制造方法包括下述依次的步
本高純凈度大直徑不銹鋼管坯的制造方法包括下述依次的步驟:I 預處理鐵水；II K-0BM-S爐粗煉；
III V0D爐精煉；IV LF爐深處理；
V模注或連鑄；VI加熱；
vn軋制或鍛造成型；VI精整；
IX檢驗； X包裝XI交庫；
其步驟特征是
在步驟I預處理鐵水時；
處理后鐵水中C、 Si、 P、 Mn與S的質量百分比與溫度滿足下述要求 C:3. 70 4. 00% Si :《0.01% P《0. 005% Mn: 0. 05 0. 10% S《0. 025%
溫度126 136(TC。以保證后續成品中對P和Cu控制要求。 在步驟II K-0BM-S爐粗煉時，將預處理鐵水裝入K-OBM-S復吹轉爐，經 過氧化、合金化和還原三步冶煉，達到出所需冶煉品種主要合金成分要求。
在步驟III V0D精煉時，鋼水到站條件溫度》160(TC，渣厚《50mm。 VOD 吹氧前先預抽真空^3min;在真空度為150 200mbar下，底吹供氣單嘴流 量控制在最大值的25% 40%,用頂槍吹氧將鋼中碳含量脫到0. 09%以下； 吹氧結束后，將真空度提到2mbar以下，底吹流量開至600L/min，底吹Ar 氣，沸騰時間》5min。還原期使用硅鐵和鋁，還原強攪拌時間^10min，其 中真空度《3mbar連續保持時間》5min。
在步驟IV LF爐深處理時，進站調渣，每噸鋼水加鋁粉0. 2-1. 0Kg，升 溫，溫度升至1530-1550°C，每噸鋼水喂CaSi線3-5m ( 4> 13咖含Si為57 %)，之后弱攪拌，時間》15min。
在步驟V軋制或鍛造成型時，要求從鋼錠到管坯成品的壓縮比不小于4.0。
本石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯的制造方法制造的不銹鋼管坯P、 Cu含量低，夾雜物含量少、熱穿孔性能良好，其中硫化物(A類)、氧化物
(B類)、硅酸鹽(C類)、點狀或球狀(D類)夾雜物分別小于1.0級，總和 小于3.5級，特別適合于制作加氫裂化裝置、蠟油加氫裝置、重油重整裝置 以及超(超)臨界電站鍋爐過熱器和再熱器等苛刻環境下使用的無縫鋼管。 可滿足苛刻環境下使用的不銹鋼無縫鋼管對鋼質高純凈度以及良好熱穿孔 性能的要求。本方法可制造規格210咖 400咖之間的大直徑不銹鋼管坯， 熱穿孔后的荒管內外表面良好。克服了采用廢鋼對P、 Cu控制難難度大，采 用低P、 Cu純鐵冶煉成本高，采用電渣方法不僅增加冶煉工序，質量控制也 不穩定的難題。
具體實施例方式
下面結合實施例詳細說明本石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯的制 造方法的具體實施方式
，但本石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯的制造方 法的具體實施方式
不局限于下述的實施例。 實施例一
本實施例制造的是用于蠟油加氫項目用的TP347H高純凈度不銹鋼管 坯，規格為O290mmX4M，技術要求中要求P《0. 020%， Cu《0.025%，夾 雜物要求鋼中硫化物(A類)、氧化物(B類)、硅酸鹽(C類)、點狀或球狀 (D類)夾雜物分別小于1.0級，總和小于3.5級。
本實施例采用的制造方法為下述依次的步驟預處理鐵水、K-OBM-S爐 粗煉、VOD爐精煉、LF爐精煉、模注或連鑄、加熱、軋制或鍛造成型、精整、 檢驗，包裝，交庫。其主要制造步驟的特征為
I 預處理鐵水
處理后鐵水中C、 Si、 P、 Mn與S的質量百分比為 C:3.90% Si :0.008% P: 0.004% Mn:0.06%S: 0.012% Cu: 0.01%。其余為鐵和不可避免的雜質。鐵水54噸，溫度1276°C,帶渣量0. 2噸。 II K-OBM-S爐粗煉
將預處理鐵水54噸裝入K-OBM-S復吹轉爐，經過氧化、還原和合金化 冶煉為鋼水，鋼水的成分的質量百分比為
C:0.26% Si:0.06% Mn:1.25%P: 0.011% S: 0.005%
Cr:18.46%Ni:11.10%Nb:0.76%Cu:0.01% N:0.021%
其余為鐵和不可避免的雜質。鋼水量81噸，溫度1633X:，鋼包空間 調rnm，渣厚40mm。 HI V0D爐精煉
鋼水到站條件溫度1625t:，渣厚40咖。預抽真空5min;在真空度為 180mbar下，兩底吹供氣流量分別為200L/min和210L/min，用頂槍吹氧368m3 將鋼中碳含量脫到0.08%;吹氧結束后，將真空度提至l.Ombar，底吹Ar 氣，兩底吹流量開至600L/min，沸騰時間15min;還原期加硅鐵550公斤(硅 含量為75% )、鋁60公斤、石灰1500公斤和螢石560公斤。加料完畢后， 進行氬氣強攪拌，攪拌時間13min，其中在真空度1.2mbar時，連續保持時 間5min。破空前現將鋼包底吹關閉，待鋼液平靜后可破空。出站溫度1550 。C。
鋼水的成分的質量百分配比達下述要求出站 C: 0.071% Si: 0.36% Mn: 1.20% P: 0.013%
S: 0.001% Cr: 18.45% Ni: 11.10% Nb: 0.75% Cu:0.01%N: 0.016% 其余為鐵和不可避免的雜質。 IV LF爐深處理
進站測溫并根據渣的流動性，調渣加鋁粉35公斤，溫度升至154(TC， 喂CaSi線325m (小13mm含Si為57%)，之后弱攪拌，攪拌時間15min，后 交出模注成13支5. 8噸鋼錠。
出鋼是鋼水的成分的質量百分配比為
C: 0.072% Si: 0.38% Mn: 1.20% P: 0.013%
7S: 0.001% Cr: 18.47% Ni: 11.11%Nb: 0.75%
Cu:0.01% N: 0.017% 其余為鐵和不可避免的雜質。
W軋制或鍛造成型 將鋼錠加熱后，用5. 8噸鋼錠經初軋機開坯成規格350 X 350咖2初軋坯，
均切2支/錠，初軋坯鍛造成O290mmX4. 53M管坯，從錠到坯的最小壓縮比
4. 58。
實施例二
本實施例制造的是用于加氫裂化用加熱爐爐管的06Crl9Nil0高純凈度 不銹鋼管坯，規格為O380mmX4M管坯，技術要求中要求P《0. 020% ， Cu《 0.020%，夾雜物要求鋼中硫化物(A類)、氧化物(B類)、硅酸鹽(C類)、 點狀或球狀(D類)夾雜物分別小于2.0級，總和小于5.5級。
本實施例采用的制造方法為下述依次的步驟預處理鐵水、K-OBM-S爐 粗煉、V0D爐精煉、LF爐精煉、模注或連鑄、加熱、軋制或鍛造成型、精整、 檢驗，包裝，交庫。其主要制造步驟的特征為
I 預處理鐵水
處理后鐵水中C、 Si、 P、 Mn與S的質量百分比為 C:3.89% Si:0.01% P: 0.005%Mn:0.06% S: 0.015%
Cu: 0.01%其余為鐵和不可避免的雜質。 鐵水59噸，溫度128(TC，帶渣量0.3噸。
II K-OBM-S爐粗煉
將預處理鐵水59噸裝入K-OBM-S復吹轉爐，經過氧化、還原和合金化 冶煉為鋼水，鋼水的成分的質量百分比為
C:0.24%Si:0.13% Mn:1.20% P: 0.015% S: 0.012%
Cr:18.35% Ni:9.52%Cu: 0.01% N:0.175%
其余為鐵和不可避免的雜質。鋼水量81.6噸，溫度1632"，鋼包空間 1390腿，渣厚50咖。
m VOD爐精煉鋼水到站條件溫度1622'C，渣厚50mm。預抽真空3min;在真空度為 185mbar下，兩底吹供氣流量分別為210L/min和220L/roin,用頂槍吹氧315m3 將鋼中碳含量脫到0.05%;吹氧結束后，將真空度提至0. 9mbar，底吹Ar 氣，兩底吹流量開至600L/min，沸騰時間15min;還原期加硅鐵600公斤(硅 含量為75%)、鋁50公斤、石灰1600公斤和螢石500公斤。加料完畢后， 進行氬氣強攪拌，攪拌時間15min，其中在真空度1. 2mbar時，連續保持時 間6min。破空前現將鋼包底吹關閉，待鋼液平靜后可破空。出站溫度1526 。C。
鋼水的成分的質量百分配比達下述要求出站-C: 0.050% Si: 0.47% Mn: 1.19% P: 0.015%
S: 0.003% Cr: 18.26% Ni: 9.43% Cu:0.01%
N: 0.030% 其余為鐵和不可避免的雜質。
W LF爐深處理
進站測溫并根據渣的流動性，調渣加鋁粉30公斤，溫度升至1549-C， 喂CaSi線321m (4)13mm含Si為57X),之后弱攪拌，攪拌時間16min，后 交出模注成13支5.8噸鋼錠。
出鋼是鋼水的成分的質量百分配比為
C: 0.052%Si: 0.50%Mn: 1.20%P: 0.015%
S: 0.002%Cr: 18.25%Ni: 9.43% Cu:0.01%
N: 0.031% 其余為鐵和不可避免的雜質。
vn軋制或鍛造成型 將鋼錠加熱后，用5.8噸鋼錠經初軋機開坯成規格700咖2初軋坯，均切 2支/錠，初軋坯鍛造成O390mmX4M管坯,從錠到坯的最小壓縮比4.1。 實施例三
本實施例制造的是用于重油重整預加氫加熱爐爐管用的 022Crl7Nil2Mo2高純凈度不銹鋼管坯，規格為O400咖X4M，技術要求中要 求P《0.020X， Cu《0.020%，夾雜物要求鋼中硫化物(A類)、氧化物(B類)、硅酸鹽(C類)、點狀或球狀(D類)夾雜物分別小于1.0級，總和小 于3.5級。
本實施例采用的制造方法為下述依次的步驟預處理鐵水、K-0BM-S爐 粗煉、V0D爐精煉、LF爐精煉、模注或連鑄、加熱、軋制或鍛造成型、精整、 檢驗，包裝，交庫。其主要制造步驟的特征為
I 預處理鐵水
處理后鐵水中C、 Si、 P、 Mn與S的質量百分比為 C:3.86%Si:0.01% P: 0.004%Mn:0.05Q/。S: 0.020% Cu: 0.01%
其余為鐵和不可避免的雜質。鐵水51噸，溫度1283X:，帶渣量0.2噸。
II K-0BM-S爐粗煉
將預處理鐵水51噸裝入K-0BM-S復吹轉爐，經過氧化、還原和合金化 冶煉為鋼水，鋼水的成分的質量百分比為
C:0.25%Si:0.06% Mn:l. 11%P: 0.015% S: 0.009%
Cr:17.36% Ni:12.31% Mo :2.10%Cu: 0.01% N:0.167%
其余為鐵和不可避免的雜質。鋼水量75.8噸，溫度1643"C,鋼包空間 1480咖，渣厚20咖。 m V0D爐精煉
鋼水到站條件溫度1627。C，渣厚20mm。預抽真空5min;在真空度為 186mbar下，兩底吹供氣流量分別為209L/min和213L/min,用頂槍吹氧427m3 將鋼中碳含量脫到0.008%;吹氧結束后，將真空度提至0. 8mbar，底吹Ar 氣，兩底吹流量開至600L/min，沸騰時間15min;還原期加硅鐵718公斤(硅 含量為75%)、鋁80公斤、低碳錳鐵82公斤(錳含量為85%)、石灰1800 公斤和螢石490公斤。加料完畢后，進行氬氣強攪拌，攪拌時間15min，其 中在真空度1.0mbar時，連續保持時間5min。破空前現將鋼包底吹關閉，待 鋼液平靜后可破空。出站溫度1569'C。
鋼水的成分的質量百分配比達下述要求出站C: 0.008% Si: 0.38% Mn: 1.20% P: 0.015%
S: 0.001% Cr: 17.34% Ni: 12.28% Mo: 2.05%
Cu:0.01% N: 0.032% 其余為鐵和不可避免的雜質。
IV LF爐深處理
進站測溫并根據渣的流動性，調渣加鋁粉60公斤，溫度升至154(TC， 喂CaSi線345m (4)13mm含Si為57%)，之后弱攪拌，攪拌時間17min，后 交出模注成13支5.8噸鋼錠。
出鋼是鋼水的成分的質量百分配比為
C: 0.008% Si: 0.42%Mn: 1.20% P: 0.015%
S: 0.001% Cr: 17.30% Ni: 12.26% Mo: 2.05%
CikO.01% N: 0.032% 其余為鐵和不可避免的雜質。
VH軋制或鍛造成型 將鋼錠加熱后，用5.8噸鋼錠經初軋機開坯成規格710mm2初軋坯，均切 2支/錠，初軋坯鍛造成O400mmX4M管還，從錠到坯的最小壓縮比4.0。
權利要求
1、一種石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯的制造方法，它包括下述依次的步驟I 預處理鐵水；II K-OBM-S爐粗煉；III VOD爐精煉； IV LF爐深處理；V 模注或連鑄；VI 加熱；VII 軋制或鍛造成型；其步驟特征是在步驟I預處理鐵水時；處理后鐵水中C、Si、P、Mn與S的質量百分比與溫度滿足下述要求C3.70～4.00％ Si≤0.01％ P≤0.005％Mn0.05～0.10％ S≤0.025％；溫度1260～1360℃；在步驟II K-OBM-S爐粗煉時，將預處理鐵水裝入K-OBM-S復吹轉爐，經過氧化、合金化和還原三步冶煉，達到出所需冶煉品種主要合金成分要求；在步驟III VOD精煉時，鋼水到站條件溫度≥1600℃，渣厚≤50mm；VOD吹氧前先預抽真空≥3min；在真空度為150～200mbar下，底吹供氣單嘴流量控制在最大值的25％～40％，用頂槍吹氧將鋼中碳含量脫到0.06-0.09％；吹氧結束后，將真空度提到2mbar以下，底吹流量開至600L/min，底吹Ar氣，沸騰時間≥5min；還原期使用硅鐵和鋁，還原強攪拌時間≥10min，其中真空度≤3mbar連續保持時間≥5min。
2、根據權利要求1所述的石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯的制造方 法，其特征是:在步驟IV LF爐精煉時，進站調渣，每噸鋼水加鋁粉0.2-1.0Kg， 升溫，溫度升至1530-1540°C，每噸鋼水喂CaSi線3-5m，之后弱攪拌，時 間》15min。I 預處理鐵水; III VOD爐精煉； V模注或連鑄;II K-OBM-S爐粗煉; W LF爐深處理；VI加熱；
3、根據權利要求1或2所述的石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯的制 造方法，其特征是在步驟V軋制或鍛造成型時，從鋼錠到管坯成品的壓縮 比不小于4.0。
全文摘要
一種石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯的制造方法，它包括下述依次的步驟預處理鐵水、K-OBM-S爐粗煉、VOD爐精煉、LF爐深處理、模注或連鑄、加熱與軋制或鍛造成型；其步驟特征是預處理鐵水時；處理后鐵水中C、Si、P、Mn與S的質量百分比滿足下述要求C3.70～4.00％；Si≤0.01％；P≤0.005％；Mn0.05～0.10％；S≤0.025％；在K-OBM-S爐粗煉時，將預處理鐵水冶煉，達到出所需冶煉品種主要合金成分要求；在VOD精煉時，還原期使用硅鐵和鋁，還原強攪拌時間≥10min，其中真空度≤3mbar連續保持時間≥5min，LF爐精煉時，每噸鋼水加鋁粉0.2-1.0kg，喂CaSi線3-5m，本石油化工用加熱爐爐管的不銹鋼管坯的制造方法合格率高、工藝難度小。
文檔編號C22C38/04GK101654758SQ20091007488
公開日2010年2月24日 申請日期2009年7月11日 優先權日2009年7月11日
發明者張增武, 方旭東, 王立新, 范光偉, 趙建偉 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司