專利名稱：煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造方法。
技術(shù)背景目前國內(nèi)外加氫反應(yīng)器的制造技術(shù)發(fā)展很快。隨著設(shè)計(jì)參數(shù)的提高，特別是當(dāng)加氫反應(yīng)器的設(shè)計(jì)溫度^454"C時，原來大量采用的2.25CrlMo 鋼因強(qiáng)度問題己不再適用。而2. 25CrlMo0. 25V鋼由于其在454。C以上仍 具有較高的抗拉強(qiáng)度而被廣泛采用，而且即使設(shè)計(jì)溫度《454t:， 2. 25CrlMo0. 25V鋼的抗拉強(qiáng)度也比2. 25CrlMo鋼高10%以上，具有極大的 優(yōu)越性。因此煤制油加氫反應(yīng)器鍛件材料不再使用原來在壓力容器中大量 采用的2. 25CrlMo鋼，而使用2. 25CrlMo0. 25V鋼。大型厚壁筒節(jié)是煤制油設(shè)備中的重要零件，以2000噸級加氫反應(yīng)器 為代表，最大單件筒節(jié)重達(dá)150噸，筒節(jié)外徑超過5. 5米，壁厚350毫米， 鍛件重250噸，鋼錠重量更是達(dá)到450噸以上?，F(xiàn)有技術(shù)中采用的澆注工 藝、鍛壓工藝、鍛后熱處理和性能熱處理工藝只能控制《250毫米壁厚的 筒節(jié)。隨著煤制油設(shè)備噸位的不斷升級，這種制造方法制造的筒節(jié)存在許 多不足之處，如按現(xiàn)有脫硫、脫磷工藝和微量元素的加入量制造的鋼錠的 硫、磷和氫等有害元素和夾雜物含量較高，無法滿足回火脆化系數(shù)，鍛件 容易產(chǎn)生各向異性。特別是2.25CrlMo鋼中加V (釩)后會降低淬透性和 焊接性，特厚筒節(jié)激冷技術(shù)不過關(guān)等，現(xiàn)有制造方法容易造成產(chǎn)品報(bào)廢，
增加制造成本，經(jīng)濟(jì)效益低下的后果。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝參數(shù)操作性強(qiáng)，產(chǎn)品合 格率高，成本低，制造周期短的煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造 方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的 制造方法包括如下步驟首先，采用電爐+鋼包真空精煉+真空碳脫氧澆注方式生產(chǎn)2. 25CrlMo0. 25V鋼的鋼錠；采用鐓粗+寬砧強(qiáng)壓法出鍛坯；采用較小的鍛造余量，使鍛件尺寸盡可能接近成品零件的尺寸； 采用一次正火，二次過冷， 一次回火的方式進(jìn)行鍛后熱處理； 最后，采用組合熱處理的方式，即調(diào)質(zhì)前加一次正火的方式進(jìn)行性能 熱處理。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果冶煉一優(yōu)化的脫硫、脫磷工藝，使硫《0.003% (現(xiàn)有技術(shù)最好 0. 005% 0. 006%)、磷《0. 005% (現(xiàn)有技術(shù)最好0. 007% 0. 008%)。鍛造一鍛件的內(nèi)外直徑鍛造余量控制在單面15 25 mm (現(xiàn)有技術(shù) 30 50腿)。工藝參數(shù)操作性強(qiáng)，產(chǎn)品的合格率高，大幅度降低了制造成本，縮短 了制造周期。對我國減少能源進(jìn)口和確保國家能源安全都具有重大意義。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造方法，包括以下步驟首先，采用電爐+鋼包真空精煉+真空碳脫氧澆注方式，生產(chǎn)2.25CrlMo0.25V鋼的鋼錠。電爐采用優(yōu)質(zhì)精廢鋼(鋼錠的邊角料)，盡可 能減少外來雜質(zhì)，冶煉初期在電爐(40噸)上采用大渣量(鋼水量的3% 5%)、礦氧結(jié)合大幅度去磷(電爐中的磷《0.002%)，三次換渣操作，使 磷控制在《0.005%。同時在電爐(40噸)還原過程中采用新型鈣質(zhì)脫氧 劑(造電石渣)，強(qiáng)力除硫(電爐中的硫《0.008%),在鋼包精煉過程中， 控制好硅《0. 07%、鋁《0. 010%，并采用真空方法，控制氬氣流量在80 120L/min。使鋼渣反應(yīng)充分，使硫《0. 003%以下，采用真空碳脫氧澆注工藝。利用真空條件下C (碳)-O(氧)反應(yīng)的平衡關(guān)系，
-J^進(jìn)一步通過碳進(jìn)行脫氧，以降低氧化雜質(zhì)，同時利用c (碳)-o(氧)反應(yīng)的產(chǎn)物細(xì)化鋼液以降低鋼中氫含量及有利于夾雜物的上浮，并控制好錳含量(0.5% 0.58%)、硼(B《0.0005)、錫(Sn《0.005)、氫含量(H2 《1.5卯m )、氧含量(02《20卯m)和氮含量(N2《80ppm)等元素， 最終得到低硫、磷，高純凈的鋼錠，確保因2.25CrlMo鋼中加V (釩)后 降低淬透性和焊接性，使材料的淬透性和焊接性達(dá)到2.25CrlMo鋼的水平。采用帶鉗把鐓粗(后續(xù)拔長的預(yù)備工序，以增加拔長比，改善鍛件的 橫向力學(xué)性能)+寬砧強(qiáng)壓法(在萬噸水壓機(jī)上用寬砧高溫大壓下量鍛造， 始鍛溫度1240:。C，當(dāng)砧寬比為0.6 0.8時，壓下量為20 25%時最為合理，拔長時兩次壓縮中間應(yīng)有10%砧寬的搭接量)出鍛坯，解決鍛件內(nèi) 部的質(zhì)量問題，使特厚鍛件的中心均勻壓實(shí)，確保產(chǎn)品鍛造比。采用較小(鍛件的內(nèi)外直徑鍛造余量控制在單面15 25mm)的鍛造 余量，使鍛件尺寸盡可能接近(鍛件的內(nèi)外直徑加工余量控制在單面20 30 mra)成品零件的尺寸，減少加工余量，縮短制造周期。鍛后熱處理，控制好正火的溫度(970±10°C)和時間(1.5h 1.8h/100mm)，使奧氏體組織盡快地完成轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步降低氫的含量并使 其盡可能均勻分布，為性能熱處理作準(zhǔn)備。采用組合熱處理方式(正火+調(diào)質(zhì))，即調(diào)質(zhì)前加一次正火(950士l(TC) 進(jìn)行性能熱處理，解決鍛件的粗晶問題，確保產(chǎn)品的晶粒度。淬火采用激 冷技術(shù)，在8m*8m的水槽中淬火，為了加速冷卻采用補(bǔ)充冷水大致為1000 噸/小時，使特厚筒節(jié)鍛件淬透，確保筒節(jié)1/2處不析出影響力學(xué)性能的先共析鐵素體，淬火和回火保溫期間的溫度偏差不超過士icrc，回火的加熱溫度應(yīng)》675"C，以滿足鍛件的性能要求。由上可知，本發(fā)明的煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造方法， 工藝參數(shù)操作性強(qiáng)，產(chǎn)品合格率高，大幅降低了制造成本，縮短了制造周 期。
權(quán)利要求
1、一種煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造方法，其特征在于包括如下步驟步驟一、采用電爐+鋼包真空精煉+真空碳脫氧澆注方式冶煉2.25CrlMoO.25V鋼的鋼錠；步驟二、采用鐓粗+寬砧強(qiáng)壓法出鍛坯；步驟三、采用較小的鍛造余量，使鍛件尺寸盡可能接近成品零件的尺寸；步驟四、采用一次正火，二次過冷，一次回火的方式進(jìn)行鍛后熱處理；步驟五、采用組合熱處理的方式，即調(diào)質(zhì)前加一次正火的方式進(jìn)行性能熱處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造 方法，其特征在于步驟一所述的澆注，電爐采用優(yōu)質(zhì)精廢鋼，冶煉初期 在電爐上采用占鋼水量的3% 5%的渣量，礦氧結(jié)合去磷，使電爐中的磷 《0.002%,三次換渣操作，使磷控制在《0.005%;同時在電爐還原過程 中采用造電石渣，使電爐中的硫《0.008%;在鋼包精煉過程中，使硅《0.07%、鋁《0.010%，并采用真空方法， 控制氬氣流量在80 120 L/rain;進(jìn)行冶煉時硫《0.003%、磷《0.005%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造 方法，其特征在于步驟二所述的采用鐓粗+寬砧強(qiáng)壓法出鍛坯是指，采 用帶鉗把鐓粗，在萬噸水壓機(jī)上用寬砧高溫大壓下量鍛造，始鍛溫度 1240:°2?！鉉，當(dāng)砧寬比為0.6 0.8時，壓下量為20 25%，拔長時兩次壓 縮中間應(yīng)有10%砧寬的搭接量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造方法，其特征在于步驟三所述的采用較小的鍛造余量是指，鍛件的內(nèi)外直徑鍛造余量控制在單面15 25mm;所述使鍛件尺寸盡可能接近成品零 件的尺寸是指，鍛件的內(nèi)外直徑加工余量控制在單面20 30 mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造 方法，其特征在于步驟四所述的鍛后熱處理時，正火的溫度為 970士10。C，時間為1.5h 1.8h/100mm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造 方法，其特征在于步驟五所述的組合熱處理，即調(diào)質(zhì)前加一次正火，溫 度為940 96CTC，淬火和回火保溫期間的溫度偏差不超過土10。C，淬火 時補(bǔ)充冷水大致為1000噸/小時，回火的加熱溫度》675t:。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤制油加氫反應(yīng)器厚壁筒節(jié)鋼鍛件的制造方法，首先，采用電爐+鋼包真空精煉+真空碳脫氧澆注方式冶煉2.25Cr1Mo0.25V鋼的鋼錠；采用鐓粗+寬砧強(qiáng)壓法出鍛坯；采用較小的鍛造余量，使鍛件尺寸盡可能接近成品零件的尺寸；采用一次正火，二次過冷，一次回火的方式進(jìn)行鍛后熱處理；最后，采用組合熱處理的方式，即調(diào)質(zhì)前加一次正火的方式進(jìn)行性能熱處理。本發(fā)明工藝參數(shù)操作性強(qiáng)，產(chǎn)品的合格率高，大幅度降低了制造成本，縮短了制造周期。
文檔編號B23P23/00GK101161406SQ20061011711
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者張靈芳, 彭星偉, 王志剛 申請人:上海重型機(jī)器廠有限公司