尿素设备用00Cr17Ni14Mo2不锈中板的试制.doc

尿素设备用00Cr17Ni14Mo2不锈中板的试制叶晓宁李忠新张晓Trial Production of 00Cr17Ni14Mo2 Stainless Steel Medium Plate for Urea EquipmentYe Xiaoning, Li Zhongxin and Zhang Xiaoshen (Taiyuan Iron and Steel (Group) Co Ltd, Taiyuan 030003)经多年试制，太钢生产了数十吨尿素级00Cr17Ni14Mo2(316L)钢板材和锻材，用于制造化肥尿素设备，摸索出了一套较为成熟的生产工艺，为尿素级316L钢国产化奠定了基础。1产品技术条件00Cr17Ni14Mo2钢标准化学成分见表1。65%沸腾硝酸腐蚀试验为5个周期(每周期48 h)，平均腐蚀率不超过3.3 m/48h，当第4或第5周期的腐蚀率超过第3、第4周期的50%时，由选择性腐蚀数据决定是否合格。选择性腐蚀沿轧向腐蚀深度不超过200 m，垂直轧向不超过70 m。表100Cr17Ni14Mo2钢的化学成分/%Table 1Chemical composition of steel 00Cr17Ni14Mo2 /%CSiMnPSCrNiMo0.020.601.22.00.0350.03517.018.513.016.02.22.5钢中铁素体含量0.6%。钢的机械性能为：b490 MPa，0.2177 MPa，540%。2.1工艺路线电炉粗炼(18 t)AOD精炼(18 t)铸锭(6.2 t扁，4.0 t扁)初轧开坯(1000)钢坯扒皮(砂轮磨床)钢坯加热(连续式)中板轧制(二辊，四辊)中板热处理(辊底式)碱酸洗。AOD精炼时脱碳期吹炼气体比例列于表2。中板热处理温度106010 ，水冷。 表2脱碳期吹炼氧/氩(氮)气体比Table 2Blowing oxygen/argon (nitrogen) ratio during decarburizing period脱碳期氧/氩(氮)终点碳/%13/(1)0.20.321/(1)0.040.00631/(3)0.0152.2钢的成分分析结果由表3的成分可见，太钢生产的2批尿素级00Cr17Ni14Mo2钢的化学成分基本符合控制成分。 表300Cr17Ni14Mo2钢的成分分析结果/%Table 3Analysis results of steel 00Cr17Ni14Mo2/%炉号CSiMnPSCrNiMoG200140.030.050.300.0250.00718.0613.602.02G200150.0240.020.960.0250.01118.5414.102.07G200170.0240.270.410.0200.01217.0813.442.18G200200.0150.020.350.0320.00717.7714.002.53YB72710.0200.441.700.0150.00417.5014.012.50200Cr17Ni14Mo2钢的试制工艺及产品质量2.3钢的机械性能、夹杂物、晶粒度和耐蚀性能及铁素体含量试生产的00Cr17Ni14Mo2钢板的硫化物为0.5级，氧化物0.52.0级，晶粒度67级，b 519598 MPa, 5 50%62%。钢板中的铁素体含量和65% HNO3法试验的腐蚀速率列于表4，从表4可见，钢的腐蚀速率和钢中铁素体含量均满足标准要求。表400Cr17Ni14Mo2钢的铁素体含量和65% HNO3试验的腐蚀速率Table 4Corrosion rate in 65% HNO3 test and ferrite content of steel 00Cr17Ni14Mo2炉号平均腐蚀率/m.(48h)-1轧向选择性腐蚀/m垂直轧向选择性腐蚀/m铁素体含量/%G200141.811.98000G200161.282.0184630.02G200171.332.2063820.05G200201.502.0832530.14YB72712.502.721006003成分对00Cr17Ni14Mo2钢耐蚀性和组织的影响 为了确定尿素级316 L钢中元素的最佳含量，对碳、磷与钢耐蚀性的关系进行了系统试验。由图1可见，当钢中碳含量达到0.03%极限值时，第4周期的腐蚀率开始超出3.3 m/48 h(标准最大平均腐蚀率)。磷含量对耐蚀性的影响示于图2。由图2可见，钢的腐蚀速率随磷含量的增加而增加，磷在0.015%0.03%范围内对腐蚀率有较小影响，腐蚀率有0.4m/48 h幅度的波动。图100Cr17Ni14Mo2钢中的碳含量对65% HNO3试验的腐蚀速率的影响Fig.1Effect of carbon content on corrosion rate of steel 00Cr17Ni14Mo2 in 65% HNO3 test图2磷含量对00Cr17Ni14Mo2钢在65% HNO3试验中腐蚀率的影响Fig.2Effect of phosphorus content on corrosion rate of steel 00Cr17Ni14Mo2 in 65% HNO3 test生产尿素级00Cr17Ni14Mo2钢时，为保证钢中不产生大于0.6%铁素体相的情况下，铬含量尽可能控制在下限；镍控制在14%左右。根据上述分析和目前的工艺设备条件，为保证钢的各种性能，尿素级316 L钢的主要成分应控制如下：C0.025%；Si 0.4%0.6%；P0.025%；Cr 17.5%18.5%；Ni 13.5%14.5%。4尿素级00Cr17Ni14Mo2钢中板应用结果南京化学工业公司化机厂利用太钢提供的316 L(MOD)尿素级不锈钢，制成1 400尿素塔，在本溪化肥厂投入使用。几年来，累计运转22 349.27 h，共生产尿素251 717 t，尿素产品合格率为100%，一级品率平均为94.99%。运行期间，进行了三次开塔检测，通过宏观检测、定点测厚、金相和铁素体测定等表明，用国产尿素级00Cr17Ni14Mo2超低碳不锈钢制做的1 400尿素合成塔衬里，外观颜色正常，手感较好，测厚数据无变化，年腐蚀率0