[發(fā)明專利]一種大口徑奧氏體不銹鋼無(wú)縫管及其制造方法和用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210271289.5
• 申請(qǐng)日: 2022-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114749508A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳冬;王洪海;桑偉;朱光亞;王本軍;董西岳;陳星星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 德新鋼管（中國(guó)）有限公司
• 主分類號(hào): B21C37/06
• 分類號(hào): B21C37/06;B21B1/02;B21C1/22;C21C7/068;C21C7/10;C21D1/18;C21D8/10;C22B9/18;F16L9/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳小龍

本發(fā)明提供一種大口徑奧氏體不銹鋼無(wú)縫管及其制造方法和用途，所述大口徑奧氏體不銹鋼無(wú)縫管的外徑為610～914mm，徑壁比大于45；所述制備方法通過(guò)電爐煉鋼+真空吹氧脫碳+真空脫氣+澆鑄+電渣重熔的煉鋼工藝得到第一奧氏體不銹鋼坯料，之后進(jìn)行均勻化、鐓粗拔長(zhǎng)、鍛造、熱軋、熱擴(kuò)、冷拔等一系列處理工藝，得到尺寸范圍寬、綜合性能和金相組織均滿足鈉冷快堆中的安全級(jí)高溫鈉管道的技術(shù)協(xié)議要求的大口徑奧氏體不銹鋼無(wú)縫管。本發(fā)明所述制造方法整體工藝緊湊、靈活、方便，產(chǎn)品的成材率高，且能耗低；所述大口徑奧氏體不銹鋼無(wú)縫管用于核電系統(tǒng)鈉冷快中子反應(yīng)堆。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)縫鋼管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大口徑奧氏體不銹鋼無(wú)縫管及其制造方法和用途。

背景技術(shù)

鈉冷快中子反應(yīng)堆(Sodium-cooledFastReactor，SFR)，是一種快中子增殖反應(yīng)堆，以液態(tài)鈉做為冷卻劑。鈉冷快堆是第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)的主力堆型，它可將天然鈾資源利用率大幅提高，并有效解決核廢料難以處理的技術(shù)問(wèn)題。鈉冷快堆的服役工況極其苛刻，長(zhǎng)期處于高溫、腐蝕、輻照等苛刻環(huán)境，對(duì)于在此工況下服役的不銹鋼管道材料要求很高。鈉冷快堆中的安全二、三級(jí)高溫鈉管道要求設(shè)計(jì)壽命不低于40年，并對(duì)不銹鋼管的金相組織和綜合性能有很高的要求。同時(shí)，為了滿足不斷增加的裝機(jī)容量，管道的直徑越來(lái)越大。

傳統(tǒng)的熱穿孔+冷軋、熱穿孔+冷軋+冷拔/熱擠壓+冷軋、熱擠壓+冷軋+冷拔工藝已經(jīng)無(wú)法滿足鈉冷快堆中的高溫鈉管道的尺寸規(guī)格、金相組織及綜合性能的要求。國(guó)內(nèi)不銹鋼冷軋機(jī)組所軋不銹鋼鋼管的最大外徑為720mm，達(dá)不到鈉冷快堆所要求的管道規(guī)格。而冷擴(kuò)工藝每道次的變形量較小，要制造大于720mm外徑的不銹鋼無(wú)縫鋼管通常需要多道次冷擴(kuò)，每次冷擴(kuò)均需要進(jìn)行退火處理，不僅生產(chǎn)效率低，而且多次熱處理能耗較高。熱擠壓制成的荒管徑壁比小，尺寸精度低，金屬損耗大，難以用來(lái)生產(chǎn)大口徑薄壁無(wú)縫鋼管，并且由于熱擠壓后的荒管端部晶粒粗大，即使經(jīng)過(guò)后續(xù)的冷軋或冷拔也難以保證成品的金相組織達(dá)標(biāo)，荒管端部切除量較大，材料的利用率降低。

另外，現(xiàn)有技術(shù)的制造工藝無(wú)法有效保證高溫鈉不銹鋼無(wú)縫管所要求的晶粒度等級(jí)和均勻性。突出的問(wèn)題是坯料、中間品或產(chǎn)品存在邊緣長(zhǎng)晶或心部粗晶。邊緣長(zhǎng)晶是由于坯料未經(jīng)鍛造，或雖經(jīng)鍛造但是鍛造比不夠或終鍛溫度偏低，后續(xù)加工中經(jīng)連續(xù)小變形而產(chǎn)生；心部粗晶是由于加工變形量不夠，晶粒未充分破碎或連續(xù)高溫大變形，使晶粒長(zhǎng)大而造成。

CN104368623A公開(kāi)了一種大口徑不銹鋼無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)方法，利用508機(jī)組穿孔、擴(kuò)孔、減壁的方法生產(chǎn)大口徑不銹鋼無(wú)縫鋼管，所述不銹鋼無(wú)縫鋼管的外徑為380～650mm、壁厚為20～60mm、長(zhǎng)度為3000～8000mm。但該方法沒(méi)有進(jìn)行坯料的鍛造處理、冷軋或冷拔加工以及固溶處理，難以保證所得到的大口徑不銹鋼無(wú)縫鋼管達(dá)到鈉冷快堆系統(tǒng)要求的晶粒度和性能要求。

CN107803411A公開(kāi)了一種超級(jí)奧氏體不銹鋼大直徑無(wú)縫鋼管的制造方法，利用空心錠圓柱管坯料經(jīng)菌式穿孔機(jī)擴(kuò)徑穿孔，然后利用錐形輥斜軋機(jī)組進(jìn)行二次斜軋擴(kuò)徑，并利用冷軋機(jī)組進(jìn)行兩道冷軋制造大口徑超級(jí)奧氏體不銹鋼無(wú)縫鋼管。但是，該方法直接澆鑄得到的空心錠圓柱管坯料組織疏松，宏觀偏析和合金元素選分結(jié)晶導(dǎo)致的微觀成分偏析會(huì)導(dǎo)致鐵素體含量超標(biāo)，會(huì)嚴(yán)重影響到成品管的晶粒度等級(jí)和均勻性，以及成品管的綜合性能，并且錐形輥斜軋擴(kuò)徑的軋制比較低，穿孔軋制過(guò)程中易在荒管內(nèi)表面產(chǎn)生裂紋。

因此，為了滿足核電系統(tǒng)對(duì)大口徑奧氏體不銹鋼無(wú)縫管越來(lái)越高的要求，急需開(kāi)發(fā)一種經(jīng)濟(jì)靈活、節(jié)能環(huán)保、實(shí)用高效、可制備得到精度高的大口徑奧氏體不銹鋼無(wú)縫管的生產(chǎn)工藝。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種大口徑奧氏體不銹鋼無(wú)縫管及其制造方法和用途，通過(guò)電爐煉鋼+真空吹氧脫碳+真空脫氣+澆鑄+電渣重熔的煉鋼工藝得到成分和組織符合要求的奧氏體不銹鋼坯料，之后進(jìn)行均勻化、鐓粗拔長(zhǎng)、鍛造、熱軋、熱擴(kuò)、冷拔等一系列處理工藝，得到尺寸范圍寬、綜合性能和金相組織均滿足鈉冷快堆中的安全級(jí)高溫鈉管道的技術(shù)協(xié)議要求的大口徑奧氏體不銹鋼無(wú)縫管。