宝钢T91钢转炉冶炼工艺探讨.pdf

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1、第十四届全国炼钢学术会议文集宝钢T91钢转炉冶炼工艺探讨马志刚徐海澄郑建忠(宝钢分公司炼钢厂，上海’200941)摘要：根据T91钢的冶金及成分特性要求，从氮含量控制、多元合金成分控制、磷、硫的控制、总氧控制等方面，介绍了宝钢T91转炉冶炼的相关工艺技术。关键词：T91钢高压锅炉管转炉工艺converterprocessdiscussionofBaosteel’ST91steelMaZhigang(Steel—MakingPlant，BaosteelBranch，Shanghai200941，China)Abstract：Basedonspecialrequirem

2、entofmetallurgicalcharactersandchemicalcompositionsofT91steel,converter-relatedprocesstechniquesareintroduceAinthepaperconcerningthecontrolofnitrogencontent,multi—alloycompositions，网、【S】contentandtotaloxygencontentetc．keywords：T91st∞lhi【ghpressureboilermbeconverterprocess1前言T91高压锅炉管是80

3、年代初由美国CE公司与美国橡树岭国家实验室联合开发成功的一种钢种，该钢是在T9钢(9CrlMo)基础上添加铌、钒元素和控制适量的氮元素，通过铌、钒和碳氮化合物的析出强化作用，提高钢在600"C左右的蠕变断裂强度。T91钢除保持优良的抗高温腐蚀性能优点外，600℃的蠕变强度差不多是T9钢的3倍，并且持久断裂塑性稳定。T91钢所具有的优异物理与机械综合性能，得以在电站工程中投入了工业性应用，广泛用于德国、法国、英国、美国、加拿大等国家的大型火电机组，经过多年的运行经验，T91钢已成为一个比较成熟的超临界锅炉用钢种。由于T91钢冶炼及轧制难度很高，国内锅炉行业急需的T91

4、高压锅炉管主要依靠进口。随着我国火力发电技术的进步，发电设备向大容量发展，蒸汽条件向高温高压方向发展，对T91高压锅炉管的需求量越来越大，要求宝钢自制T91高压锅炉管的需求越来越迫切。在此背景条件下，宝钢于2001年开始研制、生产T91高压锅炉管，通过不断试验攻关，目前已能稳定批量生产T91高压锅炉管，这对宝钢扩大新产品、增加新经济增长点，替代进口产品都具有非常好的社会和经济效益。2T91钢的转炉冶炼工艺2．1T91钢成分特性T91钢成分的具体特性为钢中氮含量的要求为高氮含量控制，通过铌、钒和碳氮化合物的析出强化作用，可以提高钢在600"C左右的蠕变断裂强度；为了提

5、高其高温强度，在使用期间使钢中各碳化物能缓慢析出，必须将钒含量控制在0．25％以下，同时添加№能进一步提高其高温强度，使C以NbC的形式固定下来；钢中元素Mo是决定高Cr铁素体耐热钢高温蠕变断裂强度的重要合金元素，高含量的Mo可起到固溶强化作用和碳化物及金属间化合物(Fe2Mo)析出强化作用；钢中S和P的含量都要求低，为了改善此钢的纯净性和抗辐照脆化的要求，有研究表明，钢中的硫和硫化物是T91锅炉管持久塑性降低的主要原因，S在晶界上偏析，形成非连续的MnS质点，削弱了晶界，促使空洞形成，使延伸率下降；钢中[H]、[0]、[N]的含量如不能控制到合理的水平，则钢锭容易

6、产生皮下气孔，甚至冒涨，因此也增加了冶炼控制的难度；钢中的铝含量必须控制在较低的水平，须选择适宜的脱氧方法，限制脱氧时加入的铝含量，因为脱氧后残留在钢中的铝含量相对较高时，它优先与氮结合，影响了起析出强化作用的(№，V)(C，N)的析出数量，是引142第十四届全国炼钢学术会议文集起持久强度降低的原因之一‘1m删。由于T91钢质量要求高，在成分控制上，要求低碳、低磷、低硫、低铝、及高铬、高氮，ASMESA-213标准所规定的T91钢化学成分见表1。表lT91钢化学成分(％)T91钢特有的成分特性决定了其力学性能，为了获得最佳综合性能，宝钢结合自身的原料使用状况及冶金生

7、产条件，保证在热处理时能够形成合适的亚显微组织，获得所需要的高温持久性能，制订了合理严格的内控成分范围标准，宝钢T91钢在625℃10万h的持久强度可达71．8MPa，完全满足AsMESA_213标准68．5MPa的要求。Ⅲ2．2T91钢转炉冶炼特点攀钢集团成都无缝钢管有限责任公司于1991年首次研制生产出了T91钢，后来上海钢管厂、大冶钢厂、长城特殊钢公司也都进行过试制。由于此钢种成分要求的特殊性决定了其冶炼的复杂性，对于T91的冶炼工艺，一般是通过电炉冶炼一LF钢包炉--VD(VOD)一浇铸进行生产晡。，但由于此钢种冶炼难度很大，造成了国内生产的T91钢质量