我国不锈钢的生产与应用正处于前所未有的高速发展期，世界范围内，不锈钢的生产与应用也进入了竞争更加激烈的新阶段。面对国内外这一形势，天津钢管特殊钢有限公司于2006年进行了不锈钢冶炼设备改造，通过对实际生产数据分析，经验总结，不断改进生产工艺，目前生产的不锈钢产品质量合格，深得客户的信赖。
HP13Cr是超级马氏体不锈钢，含碳量低，加入一定量的Mo相当于提高了Cr的含量，再加上Ni的配合，可有效地提高HP13Cr耐蚀性能，特别是在含二氧化碳和硫化氢介质环境中的耐蚀性能有很大提高。因此，HP13Cr不锈钢在石油和天然气开采中，作为高钢级抗二氧化碳和硫化氢腐蚀的石油套管坯料，得到了广泛应用。HP13Cr化学成分见表1。
表1 HP13Cr的化学成分/%
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元素 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Ni |
|
上限 |
≤0.04 |
0.40 |
0.65 |
≤0.018 |
≤0.008 |
14.5 |
6.0 |
|
下限 |
|
0.15 |
0.50 |
|
|
12.5 |
4.0 |
|
元素 |
Mo |
V |
Nb |
Cu |
Ti |
Al |
N |
|
上限 |
1.0 |
0.11 |
0.03 |
≤0.20 |
≤0.02 |
0.040 |
0.06 |
|
下限 |
0.9 |
0.07 |
0.01 |
|
|
0.010 |
0.03 |
HP13Cr不锈钢管坯生产工艺路径为：电炉钢水+感应炉预熔合金→LF（扒渣）→VOD→模铸。主要设备技术参数见表2。
表2 主要设备技术参数
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项目 |
单位 |
参数 |
项目 |
单位 |
参数 |
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EAF公称容量 |
t |
90 |
中频感应炉公称容量 |
t |
25 |
|
变压器额定功率 |
MVA |
90 |
变压器额定功率 |
kW |
1000 |
|
电炉最大/最小出钢量 |
t |
110/55 |
VOD公称容量 |
t |
90 |
|
LF公称容量 |
t |
90 |
VOD冶炼钢包自由空间 |
mm |
1000～1200 |
|
变压器额定功率 |
MVA |
16 |
|||
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最大升温速度 |
℃/min |
5 |
最大氧气喷吹流量 |
Nm3/h |
2000 |
电炉冶炼采用“全管头（含铬、钼）+铁水”配料方案，降低入炉料的P、S含量及五害元素含量，冶炼过程中注意及时造渣、换渣操作；通过偏心炉底出钢；出钢时终点碳控制在0.04～0.06%，防止钢水过氧化，降低〔O〕,减少回磷。
感应炉主要用来熔化合金及部分返回废钢，要求使用低P、S含量的合金，确保混合后的钢水P含量不超过规格上限，钢水S含量相对也较低，为LF处理提供有利条件，感应炉出钢温度控制在1620～1640℃。
为进一步降低钢水中的S含量，在LF炉中加高碱度顶渣，充分吹氩，氩气流量控制在100～120NL/min，精炼处理过程中采用萤石调渣，保证顶渣碱度及流动性。使用铝粉及复合脱氧剂进行渣面脱氧，确保脱S效果。
扒渣结束后，开始VOD处理。VOD处理开始温度为1580～1600℃，以保证吹氧后钢水温度在1720℃左右；氩气流量控制在30～50NL/min。
通过设计合理的工艺过程和化学成分，采用关键生产技术和相关措施，有效解决了生产HP13Cr超低碳不锈钢的技术难题，使钢的实物质量满足了高钢级二氧化碳和硫化氢的石油套管坯料的使用要求。
