锅炉管09CrCuSb的开发与裂纹控制

李诗斌 刘健 李军龙 任立坤

摘 要：转炉+精炼+真空炉+圆坯连铸等工艺生产抗硫酸露点腐蚀用锅炉管09CrCuSb。通过成分控制，精确造渣制度，连铸拉速、二冷参数及温度控制，成功开发φ350、φ310规格连铸圆坯09CrCuSb。避免铸坯表面裂纹，提高管坯成分、低倍及表面质量合格率，经客户穿管后检验，生产管坯耐腐蚀率远超产品标准。形成较完备的生产工艺。

关键词：连铸圆坯09CrCuSb 裂纹控制 耐腐蚀率

中图分类号：TK226.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）10（a）-0136-02

随着2015年钢铁行业产能快速释放，优钢市场处于严重下跌通道，优特钢供需矛盾日益激化，钢铁行业低价格、低效益的局面正在持续，普通钢材的利润空间被压缩的越来越小。为提高高附加值钢种的竞争力，根据市场需求，进行抗硫酸露点腐蚀的低温锅炉管09CrCuSb钢开发尝试。

09CrCuSb作为高合金Cr、Mn、Cu系的结构钢，总合金量≥2.0%。通过在冶炼过程中加入抗腐蚀性元素Cu、Sb，同时减低钢种C、P、S元素含量，进而增强钢的抗硫酸露点腐蚀性能，同时由于Cu、Sb等裂纹敏感性元素的富集，在连铸坯表面易出现表面裂纹，通过成分设计及调整配水等措施控制铸坯裂纹。

1 技术要求

根据下游客户的要求，参照国标GB150-1998的技术要求及使用规定，制定了转炉-精炼-真空炉-连铸生产工艺规程。

1.1 化学成分 w%

气体含量：O≤30PPM，N≤80PPM，H≤1.5PPM。

1.2 外形

（1）直径φ250-φ350mm，避开扁平区圆坯直径允许偏差±1.2%d。

（2）直径φ250～φ350mm，圆坯不圆度避开扁平区允许偏差不大于2%d，不避开扁平区允许偏差不大于4%d。

（3）定尺允许偏差为0—+80mm。

（4）局部弯曲度≤6mm/m，总弯曲度不得大于总长度的0.5%。

（5）端面切斜度不大于公称直径的4%，且最大不超过15 mm。

1.3 表面质量

圆管坯表面不得有裂纹、结疤、折叠和夹杂。允许有从实际尺寸算起不超过直径负偏差的凹坑和深度或高度不大于0.5 mm的裂纹存在。

1.4 低倍

（1）在圆管坯横截面的酸浸低倍组织试片上不得有肉眼可见的翻皮、白点等影响轧制的缺陷。

（2）允许存在的低倍组织缺陷应符合表2规定。

2 生产工艺

2.1 工艺流程

70T转炉—2座70TLF炉—70TVD炉—5机5流圆坯连铸机—缓冷。

2.2 生产工艺

2.2.1转炉工序

终点控制：采用石灰+轻烧+自产弃渣球（主要成分FeO）造渣，高拉补吹操作，控制终点C≥0.10%，P≤0.010%。

出钢控制：放钢过程采用滑板双滑，留钢操作，防止后期钢渣混出。

脱氧合金化：合金加入顺序：低碳增碳剂、金属锰、硅铁、渣料。中吹过程喂入铝线进行弱脱氧，控制精炼到站Al含量0.020%～0.040%，出钢过程加入石灰300 kg，精炼渣300 kg，进行渣洗操作。

2.2.2精炼工序

使用双LF炉交替精炼，精炼过程采用碳化硅+电石+铝粒进行造渣（到站加入适量碳化硅+铝粒+电石混合物），保证全程埋弧效果，防止精炼过程电极及渣料增碳；在精炼炉下料口必须使用氩气充气密封；精炼过程调整好翻板的角度及炉体密闭性，控制精炼过程氛围在微正压状态，防止过程吸氮；精炼离站前5 min，使用硅石对精炼渣组成进行调整，将精炼渣碱度控制到1.8～2.2，；目标渣碱度2.0。

对于开浇第一包，若精炼离站碳含量≤0.06%，则开浇第一炉采用深真空处理结束后二次升温、软吹的方式上钢；若精炼离站碳含量>0.06，则开浇第一炉不采取二次精炼工艺；

钢水进入VD工序后，立刻喂入硅钡线，之后在67pa下保真空，破空后参照目标成分适量补充C、Al。保证软吹时间后上钢浇注。

2.2.3连铸工序

为提高钢管耐腐蚀性能，在转炉、精炼过程中添加的cu、Sb元素，虽然Cu、Sb钢具有良好的耐蚀性能，但Cu、Sb元素在钢中具有富集作用，当铸坯表面的铁被氧化后，钢表层的铁含量降低，cu含量因而相对增加，形成网状富集铜相，连铸坯矫直时容易产生星状裂纹。为防止此类表面裂纹，采取以下措施：

（1）连铸中间包开浇前，对中包、大包水口进行吹氩，避免空气进行二次氧化；

（2）控制过热度：开浇第一炉15 min后过热度≤40℃（目标温度≤35℃），拉速控制0.65 m/min，在连浇炉过热度控制按15℃～30℃；

（3）使用结晶器电磁搅拌；

（4）保证二冷工况的正常稳定，比水量0.17 L/kg。

控制连铸矫直温度在950℃以上，控制连铸坯在包晶钢裂纹敏感区外进行缓慢冷却。

2.2.4缓冷工序

铸坯入箱缓冷，入箱温度≥500℃，缓冷时间≥48h，表面温度≤200℃允许倒运，使之有效进行氢扩散，并严禁雨雪天气倒运。

3 产品质量检验

3.1 09CrCuSb化学成分及气体

3.2 09CrCuSb低倍

3.3 09CrCuSb表面质量

圆管坯表面无裂纹、结疤、折叠和夹杂等质量缺陷。完全符合客户技术协议要求。

3.4 穿管后的耐硫酸腐蚀性结果

耐硫酸露点腐蚀性能满足标准及客户使用需求。

4 结语

抗硫酸露点腐蚀锅炉管09CrCuSb生产工艺路线可行。生产出φ350规格的连铸圆坯经检测符合相关要求，可进行规模化生产。

参考文献

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