[發明專利]一種含稀土耐濕H2S腐蝕換熱器用鋼管及其生產方法

有效

• 申請號: 201110337508.7
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102367550A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 李春龍;井溢農;賀景春;豐小冬;劉金
• 申請（專利權）人: 內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司
• 主分類號: C22C38/28
• 分類號: C22C38/28;C22C33/04;C21D8/10;F28F21/08
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

一、所屬技術領域：

本發明屬于黑色金屬冶煉及金屬壓力加工領域，涉及一種含稀土耐濕H2S腐蝕換熱器用鋼管及其生產方法。

二、背景技術：

隨著我國國民經濟的發展，對石油產品需求量與日俱增，國內加工進口高硫原油的數量也逐年上升，加工高硫原油對設備帶來低溫、中溫和高溫腐蝕的問題日趨嚴重，特別是低溫硫化氫腐蝕屬于材料的局部破壞，更加難以檢測和預防。低溫濕硫化氫腐蝕主要有應力腐蝕(SSC)、氫致開裂(HIC)和應力導向氫致開裂(SOHIC)三種破壞型式。這三種破壞型式在煉油化工、石油天然氣凈化、輸送設備中均產生過嚴重的事故，為此，國內外相繼開發了抗濕硫化氫腐蝕用碳鋼、低合金鋼鋼板和鍛件，這些材料的應用有效的防止了濕硫化氫腐蝕的產生和破壞。但國內外專門用于耐濕硫化氫腐蝕的換熱管目前還是一個空白。

經檢索，中國發明專利“耐硫化氫應力腐蝕的無縫鋼管合金鋼及鋼管加工工藝方法”(專利申請號：03132371.5)，其存在以下問題和缺點：

1、有害元素Cu(重量％＜0.20％)含量高。這是以廢鋼為原料用電爐生產工藝所無法克服的不足，因為廢鋼中不可避免地帶有Cu等有害殘余元素，并且在煉鋼過程中無法去除，使換熱器用管在使用過程中發生硫化氫腐蝕開裂的風險增加；

2、冶煉及軋制工藝難度較大。Cr元素雖然有利于耐硫化氫腐蝕，但其含量高(2.0-2.5％)會給冶煉、軋制過程造成一定的難度，同時Cr的導熱系數較低，鋼材在加熱或冷卻過程中由于熱應力作用而容易導致開裂；

3、Al元素含量較高(0.30-0.70％)，Al元素雖然在一定程度上有利于耐硫化氫腐蝕，但其含量高會使夾雜物含量增加，從而增加發生硫化氫腐蝕開裂的風險。

三、發明內容：

本發明的目的是提供一種有害元素含量低、沖擊韌性高、晶粒細小、耐濕H₂S應力腐蝕性能高的一種含稀土耐濕H₂S腐蝕換熱器用鋼管及其生產方法。

本發明的目的是這樣實現的：

將重量百分比90％的高爐鐵水與10％的優質廢鋼作為原料。

以下述工藝流程進行生產：首先對上述高爐鐵水進行預處理，然后與上述優質廢鋼一同加入頂底復吹轉爐進行冶煉，再將冶煉好的鋼水裝入鋼水包進入LF爐工位進行精煉，精煉完成后進入VD工位進行真空脫氣處理，再進行圓坯連鑄，并將連鑄坯切割成管坯，然后對管坯進行加熱，將加熱好的管坯軋制成適宜規格的圓管坯，對軋制圓管坯進行加熱、穿孔；然后帶溫軋頭并嚴格控制酸洗、磷化、皂化工藝，保證冷拔順利進行，實現一次冷拔成型；對冷拔鋼管進行正火處理，正火制度為：920±10℃保溫10min，出爐進行空冷，正火后執行帶溫矯直，矯直溫度≥480℃，以保證較低的殘余應力，對矯直好的鋼管逐支進行無損探傷和水壓試驗。

其工藝流程簡述為：鐵水預處理→頂底復吹轉爐冶煉→LF爐精煉→VD真空處理→圓坯連鑄→切割→鑄坯加熱→軋制→管坯加熱→穿孔→軋頭→酸洗→磷化→皂化→冷拔→熱處理→矯直→無損探傷→水壓試驗→精整包裝。

連鑄圓管坯的生產過程如下所述：

1、將高爐鐵水經預處理，使得鐵水中的含S量(重量百分比)降低到0.010％以下。

2、將預處理后的鐵水兌入頂底復吹轉爐，加入(重量百分比)10％優質廢鋼，采用單渣工藝冶煉，控制終渣堿度和終點目標，出鋼過程中進行脫氧合金化，終脫氧采用有鋁脫氧工藝，出鋼過程必須擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入白灰塊。

3、在LF爐進行精練：精煉全過程按要求正常吹氬，采用從低級數到高級數逐漸提高升溫速度的方式加熱提溫；根據轉爐鋼水成分及溫度進行造渣脫硫、成分調整及升溫操作；采用造白渣操作。

4、LF爐精煉結束后保持底部軟吹Ar，按預定加入量喂入稀土絲。

5、進行VD真空處理：真空度≤0.10Kpa，深真空時間≥13分鐘。

6、喂入定長硅鈣絲，喂絲后進行8--10分鐘吹Ar；將經過VD真空處理后的鋼水進行圓坯連鑄，采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝；控制鋼水過熱度；鑄坯經過矯直后，火焰切割為圓管坯。