20 t級(jí)1Mn18Cr18N高氮鋼的冶煉技術(shù)研究

曾杰 羅玉立 李連龍 葉成立 張利根 路正平 王承 陳庚

(二重(德陽(yáng))重型裝備股份有限公司,四川 德陽(yáng) 618000)

1Mn18Cr18N鋼是一種高強(qiáng)度、高抗腐蝕性、導(dǎo)磁率極低的奧氏體不銹鋼,通常被應(yīng)用于大型火電設(shè)備發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的護(hù)環(huán)上,護(hù)環(huán)因其承受諸多應(yīng)力影響,要求具有較高的屈服強(qiáng)度、良好的塑性指標(biāo)、均勻的力學(xué)性能和較小的殘余應(yīng)力[1-2]。1Mn18Cr18N鋼種能在滿足護(hù)環(huán)各項(xiàng)性能指標(biāo)的同時(shí),用N替代了C,大幅增加了Cr含量以保證N的溶解度,以此減少了大量碳化物析出,大大提高了護(hù)環(huán)抗晶間腐蝕的能力,也提高了其使用壽命,最終提高了機(jī)組的作業(yè)率。

由于1Mn18Cr18N鋼種的優(yōu)異特性,其應(yīng)用范圍也隨之?dāng)U大,如國(guó)外在新型抽水蓄能機(jī)組發(fā)電領(lǐng)域也進(jìn)行了相關(guān)應(yīng)用[3],故1Mn18Cr18N是一種優(yōu)異的特殊性能鋼種,對(duì)此進(jìn)行相關(guān)的冶煉技術(shù)研究是十分有意義及必要的。

1 國(guó)內(nèi)外1Mn18Cr18N鋼冶煉發(fā)展

據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[1,4-9]報(bào)道,國(guó)內(nèi)外1Mn18Cr18N冶煉發(fā)展簡(jiǎn)況如表1所示,國(guó)外最先開(kāi)發(fā)了此類(lèi)鋼種P900(X5CrMnN18-18),國(guó)內(nèi)在上世紀(jì)八九十年代進(jìn)行了引進(jìn),我國(guó)1Mn18Cr18N鋼種與P900鋼種十分相似,以前部分采用了下注鋼錠進(jìn)行制造,進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),國(guó)內(nèi)外普遍采用電渣重熔方式進(jìn)行生產(chǎn)。國(guó)外生產(chǎn)的N含量往往更高(≥0.70%),錠型往往也較大,達(dá)到20 t級(jí)別;尤其是德國(guó)利用高壓電渣爐設(shè)備優(yōu)勢(shì),N能達(dá)到1.05%。國(guó)內(nèi)普遍受限于設(shè)備限制,N含量普遍在0.50%～0.65%、錠型普遍偏小(<10 t),錠型達(dá)到15 t、N能達(dá)到0.65%以上的很少。目前,德國(guó)仍處于世界領(lǐng)先水平。

表1 1Mn18Cr18N鋼冶煉簡(jiǎn)況Table 1 Brief of smelting for 1Mn18Cr18N steel

2 1Mn18Cr18N鋼技術(shù)條件

1Mn18Cr18N鋼主要成分要求如表2所示。

表2 1Mn18Cr18N鋼主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)Table 2 Main chemical composition of 1Mn18Cr18N steel(mass fraction, %)

從表2中可看出,該鋼種……