立项报告（T91高锅管开发）

高锅管开发立项报告T91

一、立项的背景与意义现阶段，火力发电仍然是我们获取成本相对低廉的电力资源的主要途径然而传统的火力发电机组煤电转换效率低，运行时要排放出大量对环境有害的气体，不仅浪费了能源还污染了环境超（超）临界发电技术使机组能够在更高的工作温度和蒸汽压力下运行，从而有效提高燃煤电站的工作效率，同时减少燃料的消耗，降低对环境的污染上个世纪九十年代以来，美国、日本和欧洲大量使用超（超）临界机组，并进一步开发更高参数的超（超）临界机组，取得了显著的成绩随着机组容量增大、温度和压力的上升，必然要求强度更高、耐热性更好的高温材料作为设计和制造锅炉的保证改良钢是由美国橡树岭国家实验室（）在研制钢的基础上开9Cr-lMo ORNL9Cr-lMo发出的新型铁素体型耐热合金钢在限制碳含量上下限、更加严格控制和等残余元素P S含量的同时，添加了一定量的、以及微量的强碳化物形成元素和以达到细化晶粒、N VNb,提高钢管的持久强度要求，主要用于高温受压部件的材料该钢具有较好的综合力学性能，时效前后的组织和性能稳定，且焊接性能和工艺性能良好与奥氏体钢相比，具TP304H有比奥氏体不锈钢更低的热膨胀系数、较高的导热系数，其持久强度的等强温度和等应力温度较高，分别达到和；而与钢相比，其在的持久强度是后者625℃607℃9Cr-lMo600c的三倍，且保持了原钢的优良的抗高温腐蚀性能由于该钢的优良特性，年9Cr-lMo1983月日美国机械工程师协会（）将该钢种列入标准中，命名为我国730ASME SA-213T91于年也将该钢移植到标准中，牌号定为1995GB531010Cr9MoiVNb由于该钢综合性能优良，很快得到广泛的应用除了小口径管在电站锅炉高温过T91热器和高温再热器得到广泛地使用外，大口径管也在电站锅炉中得到应用，主要用于P91制造金属壁温不超过高温过热器集箱、高温再热器集箱以及高温再热器管道、主蒸600C汽管道等随着政府部门对节能降耗和环境问题的重视，越来越多的新建电站将采用超（超）临界机组因此，电力行业对的需求量将逐年增加目前由于国内钢管厂家仅有宝钢具T91有少批量供货能力，锅炉行业不得不大量进口该锅炉管，这不仅增加了成本而且制约了电力行业的发展如果能够开发成功锅炉管，这对衡钢扩大新产品、增加新的经济增长T91点、替代进口产品、满足国内电力发展的需求都有着十分重要的社会效益和经济效益

二、国内外研究现状与发展趋势本项目国内外发展现状

2.1在欧美和日本等发达国家，已经广泛地运用于电站锅炉高温过热器和高温再热器T91随着国内火力发电机组向大容量、高参数方向的发展，迫切需要国内的钢管厂家进行T91钢管的国产化，降低电站的建设成本目前宝钢已经成功开发出钢管，国内的其它大T91型钢管企业正在开发一些名营企业通过购买宝钢等一些特钢企业的管坯制管，部分企业已经将样品送往锅炉厂评定存在的主要问题及近期发展趋势

2.2存在的问题包括高合金钢的冶炼和连铸技术该钢合金含量高，冶炼过程复杂，管坯连铸过程工1艺不当就会出现中间裂纹等缺陷高合金钢轧制工艺参数该钢难变形，变形抗力大，热轧过程容易出现内折等缺2陷保证最优高温性能的热处理工艺该钢空冷条件下都可以得到马氏体组织，适当3温度的回火就可以满足室温力学性能但是制定合适的热处理工艺才能获得优异的高温性能近期发展趋势管坯生产采用电渣重熔，降低钢中的有害元素含量，优化结晶组织对连铸坯进1行轧制或者模铸坯锻造，提高坯料的密实度，减少中心疏松、缩空等低倍缺陷通过改善坯料质量来提高钢管成材率优化坯料加热制度，改进工模具参数，从而提高热轧成材率2采用冷轧等新工艺，提高生产效率和钢管质量3本项目与国内外同类技术或产品进行对比说明

2.3本项目利用衡钢现有设备，不增加任何投资使用水平连铸生产线生产管坯,采用连轧+冷拔的工艺生产高锅管既能发挥衡钢自供坯料的成本和时间优势，又能保证钢T91管的尺寸精度和性能

三、项目实施主要内容、技术关键与创新点、预期目标本项目旨在利用衡钢现有的生产设备开发出尺寸精度满足

3.1ASME标准，化学成分和性能标准要求，能够用于超超临界火力发电机SA-450M ASMESA-213M组的高锅管T91解决的关键技术

3.2炼钢技术（）合金含量设计及控制技术；（）残余元素控制技术；（）低磷、123低硫钢生产技术；（）易氧化元素控制技术（主要是的控制）；（）低钢生产技术4A15C（钢水含量的精确控制）；（）处理工艺技术C6Ca连铸工艺技术（）结晶器内锥形状设计技术；（）水平连铸启铸技术；（）拉坯123参数控制技术铸坯横截面的酸浸低倍试片上无肉眼可见的气泡、夹杂、白点和分层其低倍检验级别应符合一般疏松、中心疏松、偏析工级，缩孔残余、中心裂纹级，

2.5W

2.0中间裂纹级WL0热轧技术钢管轧制过程中需要制定合理的环形炉和步进炉加热制度，穿孔机、连轧机和张减机的工艺参数，否则就会影响到钢管的尺寸精度和表面质量热处理技术制定合理的热处理制度来保证钢管高温性能工艺路线

3.3热轧出成品优质废钢、生铁和一电炉一精炼一喂线-长水口HBI30tEBT40tLF+VD氨气保护浇注一水平连铸一冷床一管坯检验一入库一坯料检验一锯坯下料一环形炉加热一二辎锥形穿孔一连轧管一步进炉在加热一高压水除鳞一张力减径一冷床冷却一瓦格拉锯中断、切头尾一入中间库一热处理（正火+回火）一矫直—涡流+漏磁组合探伤一超声波探伤一切定尺（头尾）一检验一＞涂油、标志、包装一＞■入库冷拔出成品优质废钢、生铁和电炉一精炼一喂线一长水口HBI―30tEBT40tLF+VD氯气保护浇注一水平连铸一冷床一管坯检验一入库一坯料检验一锯坯下料一环形炉加热一二帽锥形穿孔一连轧管一步进炉在加热一高压水除鳞一张力减径一冷床冷却一瓦格拉锯中断、切头尾一入中间库一冷拔一热处理正火+回火一矫直一切定尺头尾一涡流+漏磁组合探伤一超声波探伤一检验一涂油、标志、包装一入库创新点

3.4成分设计与控制成分严格按照控制1ASMESA-213M优化熔炼、浇铸采用偏心底出钢留钢留渣技术，确保氧化渣与钢水彻底分离2控制钢中磷含量采用精炼工艺，降低钢中气体含量通过处理技术，控制夹LF+VD Ca杂物总量及促进夹杂物变形去除采用长水口氧气保护浇铸，防止钢液吸气和二次氧化，提高钢的纯净度优化轧制改进环形炉加热制度，避免高温快速加热导致热应力使其内部产生裂3纹；穿孔工艺中总压缩量、顶头前伸量的制定，避免毛管出现内折和离层等缺陷；连轧工艺中轧制毛管温度、总减壁量的控制热处理工艺热处理正火工艺的探索，总结材料的高温性能以及钢中组织和性能4均匀度的影响技术来源和知识产权归属

3.5技术来源为企业自有技术，知识产权完全归属我公司预期成果

3.6生产出外形几何尺寸、化学成分、力学性能等指标均满足美国标准规范要求的ASME钢管满足国内外需求并在成功开发该钢管的基础上，进一步开发生产高锅管的新钢级，满足国际市场，创造更多的外汇收入

四、应用或产业化前景与市场需求高锅管目前是世界范围内超超临界火力发电机组高温过热器和高温再热器的首T91选钢种随着政府机构对环境问题重视程度的加大，火力发电行业不得不通过提高机组参数和容量，这使得高锅管的市场将日益增大T91

五、现有工作基础、条件和优势科研资源

5.1公司目前有多人专业技术人员队伍，其中教授级高工人，高级工程师人，14004134工程师人有多年开发、生产无缝钢管的专业知识和生产经验，并且和各大锅炉厂，617中南大学、北京科技大学、武汉科技大学等高校有多年的合作关系，这些构成了公司科研的强力技术平台公司还拥有设备完善的检验检测中心，为产品开发提供了物质条件对不能试验的项目，可委托科研院所进行试验工艺装备

5.2公司特有的“小电炉+全水平连铸+热轧+冷拔”相结合的工艺生产方式，更能满足大容量，高参数锅炉用小口径锅炉管的生产要求公司拥有处于国内领先水平的“电炉初炼+炉外精炼+真空脱气+弧形连铸和水平连铸”工艺台吨电炉，其炉型小，适合于小批量、多规格、多品种、高要求的产品生产，230对市场的响应速度快全水平连铸工艺适合于合金元素含量高，裂纹敏感性大钢种的浇铸轧管机组多，规格全，生产方式灵活全套引进的089连轧高压锅炉管生产线“二辎锥形穿孔+六机架半浮连轧机架张力减径”是目前世界上生产勺以下规格最先进的热轧+24127生产工艺路线其生产节奏快效率高，能按照用户不同定尺钢管要求组织生产机组M08“二辐锥形穿孔+三辐轧管+三程微张力减径”工艺路线是生产高精度小口径中厚壁钢管的最佳工艺路线公司拥有一流、齐全的涡流、漏磁、超声、磁粉等探伤检测设备，检测规格从小到大，保证产品的质量检验检测中心有高温持久试验机、扫描电子显微镜、光学显微镜、射X线荧光光谱仪等检测设备台可以开展理化测试、金相分析、低倍分析等钢管常规检测74项目以及部分产品性能评定工作

六、项目实施方案、组织方式与课题分解项目实施方案

6.1具体目标:生产出满足标准的钢管，并对成材工艺进行研究ASME SA-213M T91课题承担单位技术中心，炼钢分厂，轧管分厂，管加工分厂和检验检测中心组织方式

6.2整个设计工作由技术中心组织，各设计阶段形成的文件由技术中心汇总并进行初审，在设计过程中遇到的困难由技术中心协调解决，必要时可以对设计进行更改，最终评审由总工程师批准由技术中心组织以试生产方式对整个设计进行确认，试生产的合格产品送用户使用验收课题分解

6.3包括以下三个子项目钢成分设定及冶炼工艺由炼钢分厂负责1轧管工艺由轧管分厂负责2热处理工艺与性能评价由技术中心，管加工分厂和检验检测中心负责3整体由技术中心组织人员设计与跟踪管理由炼钢分厂，轧管分厂，管加工分厂具体实施

七、进度安排与年度计划内容年月年月，对市场需求量进行调研，对生产技术可行性进行分析和120071-20073论证，确定生产路线年月年月，生产管坯，并进行第一次小批量轧管试生产220074-20077年月年月，进行热处理等方面的试验320078-200710年月年月，批量生产4200711-200811年月，向公司提交该新产品鉴定报告5200812

八、承担单位和主要研究人员简况本项目由我司自主完成，主要研究人员如下项目主要参与人员名单项目职责主要贡序号姓名学历职称工作单位献1李阳华本科教授高级工程师衡阳华菱钢管有限公司主持2陈绍林硕士高级工程师衡阳华菱钢管有限公司工艺设计3孙群保本科高级工程师衡阳华菱钢管有限公司炼钢协调4邓丕安本科高级工程师衡阳华菱钢管有限公司轧管协调5张坤本科工程师衡阳华菱钢管有限公司轧管工艺6龚文运本科工程师衡阳华菱钢管有限公司轧管工艺7周勇本科高级工程师衡阳华菱钢管有限公司热处理协调8肖鸿光本科高级工程师衡阳华菱钢管有限公司炼钢工艺9龙功名本科高级工程师衡阳华菱钢管有限公司轧管工艺10范振远本科工程师衡阳华菱钢管有限公司轧管工艺11张戟本科工程师衡阳华菱钢管有限公司热处理工艺12田研硕士工程师衡阳华菱钢管有限公司性能分析

九、经费预算来源、使用计划及还款能力分析申请经费构成（单位万元）

1.项目经费完全由公司自筹课题费用预算及年度投资表（单位:万元）

2.科目年年合计20072008人员人工200500700直接投入68514852170折旧费用与长期费用摊销30012001500装备调试费265515780其他费用50100150合计150038005300

十、经济、社会效益分析经济效益分析

1.）钢管吨管内部成本见下表:1T91项目单位数量管坯Kg/t1350（金额）元/t15000（单价）元/t muKg/t-80减废料退库元/t-1200燃料元/t450Kmh/t400电力元/t200工资福利元/t117制造费用元/t3200分摊辅助生产费用元/t520制造成本合计元/t18287）高锅管吨管利润计算2T91国内售价约为元/吨25000可获利润元/吨元/吨（人民币成本）元/吨（人民币）=25000-18287=6713）预测经济效益3高锅管新增创汇、利润预测数据如下T91项目年年200720082009预测（吨）50010001500新增利润（万元/人民币）

335.

65671.

31006.95高锅管的社会效益

2.T91）成功地使用自产水平连铸坯开发了高锅管，填补了我公司在该领域1T91的空白）高锅管的开发为公司增加收益，大大地提高了公司在国际市场的知名度2T91）为今后开发更高钢级的锅炉管积累了丰富的研发和生产经验3）满足了国内电力市场的需求，降低了锅炉企业的采购成本4

十一、有关上级单位或评估机构的意见。