[發(fā)明專利]鋼材及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710057320.4
• 申請(qǐng)日: 2017-01-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108359887B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉民;李繼宏;張懷宇;王晨瑜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/30;C22C38/32;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/52;C22C38/54
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發(fā)明提供了鋼材及其制備方法和應(yīng)用，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，制備所述鋼材的原料含有：碳：0.10～0.14％；硅：≤0.10％；錳：0.30～0.60％；磷：≤0.010％；硫：≤0.005％；鉻：8.5～9.5％；鎢：2.50～3.10％；鈷：2.80～3.30％；鈮或鉭：0.03～0.07％；釩：0.15～0.25％；氮：0.004～0.010％；硼：0.010～0.016％；鎳：≤0.20％；鋁：≤0.010％；和余量的鐵。該鋼材具有優(yōu)異的耐熱性能和機(jī)械性能，高溫條件下長(zhǎng)時(shí)間工作不會(huì)產(chǎn)生熱疲勞損傷，且保持較高強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電和材料技術(shù)領(lǐng)域，具體的，涉及鋼材及其制備方法和應(yīng)用，更具體的，涉及鋼材、管道、超超臨界機(jī)組和制備上述鋼材的方法。

背景技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)大型火電設(shè)備普遍存在大幅度調(diào)峰運(yùn)行的要求，對(duì)機(jī)組管道系統(tǒng)造成頻繁交變應(yīng)力，對(duì)管道材料要求較嚴(yán)格。另外，對(duì)于火電廠超超臨界機(jī)組，提高鍋爐內(nèi)蒸汽溫度可以顯著提高汽輪發(fā)電機(jī)組的效率，降低溫室氣體排放。然而，由于管道用材制約，目前超超臨界機(jī)組的主汽和再熱器溫控制在610～620℃。對(duì)于寬負(fù)荷運(yùn)行的機(jī)組，管道要求能夠承受更大的熱應(yīng)力。

因此，目前的用于超超臨界機(jī)組管道系統(tǒng)的材料仍有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種可以在630℃條件下可以保證超超臨界機(jī)組穩(wěn)定工作的鋼材。

在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種鋼材。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，制備所述鋼材的原料含有：碳：0.10～0.14％；硅：≤0.10％；錳：0.30～0.60％；磷：≤0.010％；硫：≤0.005％；鉻：8.5～9.5％；鎢：2.50～3.10％；鈷：2.80～3.30％；鈮或鉭：0.03～0.07％；釩：0.15～0.25％；氮：0.004～0.010％；硼：0.010～0.016％；鎳：≤0.20％；鋁：≤0.010％；和余量的鐵。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，含有上述成分的鋼材，具有優(yōu)異的耐熱性能，高溫條件下長(zhǎng)時(shí)間工作不會(huì)產(chǎn)生熱疲勞損傷。特別是，將該鋼材應(yīng)用于火電超超臨界機(jī)組管道系統(tǒng)，不僅能夠有效保持良好的強(qiáng)度，且線膨脹系數(shù)較小，可以使得火電超超臨界機(jī)組在630℃工況長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，顯著提高汽輪發(fā)電機(jī)組的效率，降低溫室氣體排放。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，制備所述鋼材的原料含有：碳：0.12％；硅：0.07％；錳：0.35％；磷：0.005％；硫：0.001％；鉻：8.9％；鎢：2.70％；鈷：3.00％；鈮：0.05％；釩：0.20％；氮：0.008％；硼：0.013％；鎳：0.08％；鋁：0.001％；和余量的鐵。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，制備所述鋼材的原料含有：碳：0.13％；硅：0.08％；錳：0.33％；磷：0.006％；硫：0.001％；鉻：9.0％；鎢：2.80％；鈷：3.10％；鈮：0.04％；釩：0.21％；氮：0.007％；硼：0.014％；鎳：0.07％；鋁：0.001％；和余量的鐵。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在工作溫度630℃，所述鋼材的持久強(qiáng)度大于100MPa。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在工作溫度630℃，所述鋼材的平均線膨脹系數(shù)在12.0×10^-6～12.5×10^-6/℃之間。

在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種管道。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述管道是由前面所述的鋼材制成的。由上述鋼材制成的管道，具有優(yōu)異的耐熱性能，可以廣泛用于630℃超超臨界汽輪機(jī)管道系統(tǒng)，可以滿足國(guó)內(nèi)大型火電設(shè)備普遍存在大幅度調(diào)峰運(yùn)行的要求，可在630℃工作溫度長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生熱疲勞損傷，并且具有更高的耐溫度變化能力，同時(shí)提高蒸汽溫度可以顯著提高汽輪發(fā)電機(jī)組的效率，降低溫室氣體排放。