[發明專利]700℃先進超超臨界鍋爐用鐵鎳合金無縫管及制造方法

有效

• 申請號: 202110240080.8
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113403503B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 高佩;李宏;湯云飛
• 申請（專利權）人: 江蘇銀環精密鋼管有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;B21C37/06;C21D8/10;C21D9/08;C22B9/04;C22C1/02;C22F1/10;C23F17/00;C23G1/10
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

本發明公開了一種700℃先進超超臨界鍋爐用鐵鎳合金無縫管，該無縫管按重量百分比包括以下組分：C：0.04～0.06%，Si≤0.30%，Mn≤0.10%，P≤0.020%，S≤0.008%，Cr：21.00～22.00%，Ti：1.00～1.30%，Al：0.70～1.00%，Mo：2.10～2.40%，Nb：1.00～1.30%，Fe：19.00～20.00%，N≤0.008%，B≤0.006%，余量為Ni及微量元素，以上各組分之和為100%；本發明中的鐵鎳合金無縫管通過成分控制及限制，添加一定量Nb、Ti、Al、B等元素，用上述材料制造無縫管的步驟包括：雙聯工藝冶煉—鍛造—熱擠壓—固溶熱處理—中間冷軋—固溶熱處理—最終冷軋—成品熱處理—矯直—酸洗—表面修磨—成品檢驗—清潔—標識及包裝，通過以上制造方式可使合金無縫管具有良好的組織穩定性、力學性能及工藝性能，并滿足700℃先進超超臨界鍋爐的使用要求。

技術領域

本發明涉及一種鐵鎳合金無縫管，具體涉及一種用于700℃先進超超臨界鍋爐用鐵鎳合金無縫管。

背景技術

長期以來，火電是我國電力能源的主要組成部分，近年來，盡管核電等新能源比例有所增加，但火電仍占到我國電力行業的70%以上。隨著全球對環保要求的提高，節能減排就成了重中之重，各國均開展了更高蒸汽溫度及壓力的火電技術研究，而700℃先進超超臨界火電技術就是最重要的研發方向。研究表明，提高火電機組的蒸汽溫度和壓力可較大的提高發電效率，從而降低燃煤消耗，減少排放，降低成本。當蒸氣溫度提高至700℃、壓力達到35 MPa 時，火力發電效率可達50%以上，相比現有的600℃超超臨界火電機組可提高5%以上，燃煤消耗可降低約23g/kWh。若我國新建及現有的火電機組均采用先進超超臨界火電技術，則每年可節約1 億噸煤以上，大幅度減少一次能源煤炭的開采，從而節約開采電力，此外，還可以減少對公路及鐵路運輸的破壞和壓力。因此，發展700℃先進超超臨界火電技術對優化我國能源結構、提高煤資源利用效率、顯著降低燃煤消耗量、有效控制溫室氣體及有害氣體的排放，對實現我國節能減排及能源工業的可持續發展具有重要的戰略意義。

目前，世界各國的700℃先進超超臨界火電技術均處于研發階段，我國發展較晚。國家能源局于2010年組織成立“國家700℃超超臨界燃煤發電技術創新聯盟”（以下簡稱“聯盟”），并設立國家能源領域重點項目，圍繞總體方案設計、高溫材料技術、鍋爐的設計制造技術、關鍵部件試驗平臺的建立及運行、示范電站的工程可行性研究等方面開展一系列研究。 隨著火電機組參數的不斷提高，高溫材料性能的水平起著關鍵性作用。當蒸氣溫度提高至700℃、壓力達到35 MPa 時，現有適用于600℃機組的鐵素體及奧氏體不銹鋼材料已不能滿足機組參數的要求。700℃先進超超臨界機組對高溫材料的基本要求是：高溫持久蠕變性能、耐高溫腐蝕性能、長期組織穩定性、管內壁抗蒸汽氧化性能、管外壁抗煙氣腐蝕及抗飛灰沖蝕、良好的冷熱加工工藝、良好的焊接性能、低成本等。為滿足以上要求，過高溫段過熱器、再熱器、高溫蒸汽管道和集箱、閥門、汽輪機轉子、葉片等高溫部件均采用鎳基合金材料。由于鎳基合金材料價格昂貴，目前國內除對700℃先進超超臨界鍋爐用Inconel617、Nimonic 263、Inconel740/740H、Haynes 230、Haynes 282等合金進行相應的研究外，還積極開展了GH2984、HT700等鐵鎳基合金材料的研發。

鐵鎳基高溫合金的合金化程度高，變形抗力大，其冶煉及制造困難。目前，而國外對700℃先進超超臨界鍋爐用鐵鎳基高溫合金工業化生產的報道較少，對外一直處于封鎖狀態，國內對其工業化生產也無相關報道。因此，急需一種能適用于700℃先進超超臨界鍋爐的具有良好的高溫組織及力學穩定性、耐腐蝕、高尺寸精度及表面質量的鐵鎳合金無縫管的制備工藝。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種具有良好的組織及力學性能、良好的尺寸精度和表面質量的用于700℃先進超超臨界鍋爐用鐵鎳合金無縫管及制造方法，解決鐵鎳合金無縫管的制造工藝問題，以滿足700℃先進超超臨界鍋爐的使用要求。