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1、尿素设备用尿素设备用 00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2 不锈中板的试制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
2、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 1 产品技术条件产品技术条件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。表表 1 1 00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2 钢的化学成分钢的化学成分/%/% TableTable 1 1 ChemicalChemical compos
3、itioncomposition ofof steelsteel 00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2 /%/% CSiMnPSCrNiMo 0.02 0.601.22.00.035 0.03517.018.5 13.016.0 2.22.5钢中铁素体含量0.6%。钢的机械性能为：b490 MPa，0.2177 MPa，540%。 2.12.1 工艺路线工艺路线电炉粗炼(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
4、体比例列于表 2。中板热处理温度 106010 ，水冷。 表表 2 2 脱碳期吹炼氧脱碳期吹炼氧/ /氩氩( (氮氮) )气体比气体比 TableTable 2 2 BlowingBlowing oxygen/argonoxygen/argon (nitrogen)(nitrogen) ratioratio duringduring decarburizingdecarburizing periodperiod脱碳期 氧/氩(氮)终点碳/%13/(1)0.20.321/(1)0.040.00631/(3)0.0152.22.2 钢的成分分析结果钢的成分分析结果由表 3 的成分可见，太钢生产的
5、2 批尿素级 00Cr17Ni14Mo2 钢的化 学成分基本符合控制成分。 表表 3 3 00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2 钢的成分分析结果钢的成分分析结果/%/% TableTable 3 3 AnalysisAnalysis resultsresults ofof steelsteel 00Cr17Ni14Mo2/%00Cr17Ni14Mo2/% 炉号CSiMnPSCrNiMo G20014 0.03 0.05 0.30 0.025 0.007 18.06 13.60 2.02 G20015 0.024 0.02 0.96 0.025 0.011 18.54 14.10
6、 2.07 G20017 0.024 0.27 0.41 0.020 0.012 17.08 13.44 2.18 G20020 0.015 0.02 0.35 0.032 0.007 17.77 14.00 2.53 YB7271 0.020 0.44 1.70 0.015 0.004 17.50 14.01 2.502 2 00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2 钢的试制工艺及产品质量钢的试制工艺及产品质量2.32.3 钢的机械性能、夹杂物、晶粒度和耐蚀性能及铁素体含量钢的机械性能、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.
7、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。表表 4 4 00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2 钢的铁素体含量和钢的铁素体含量和 65%65% HNOHNO3 3试验的腐蚀速率试验的腐蚀速率 TableTable 4 4 CorrosionCorrosion raterate inin 65%65% HNOHNO3 3 testtest andand ferriteferrite contentc
8、ontent ofof steelsteel 00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2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/%G200141.811.98000 G200161.282.0184630.02 G200171.332.2063820.05 G200201.502.0832530.14 YB72712.502.721006003 3 成分对成分对 00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2 钢耐蚀性和组织的影响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
9、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 1 00Cr17Ni14Mo2 钢中的碳含量对 65% HNO3试验的腐蚀速率的影响 Fig.1 Effect of carbon content on corrosion rate of steel 00Cr17Ni14Mo2 in 65% HNO3 test
10、图 2 磷含量对 00Cr17Ni14Mo2 钢在 65% HNO3试验中腐蚀率的影响 Fig.2 Effect 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%；N
11、i 13.5%14.5%。4 4 尿素级尿素级 00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo2 钢中板应用结果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0.1 mm，能经得起大生产的考验，达到国外 同类产品水平，可顶替进口材，可在国内推广使用。作者简介：叶晓宁，男，41 岁，高级工程师。1981 年毕业于西安冶金 建筑学院轧钢专业。从事不锈钢研究开发。曾获多项国家和省部级奖励。作者单位：太原钢铁(集团)有限公司，太原 030003
