关注国外核电站压力容器用特厚钢板生产技术讲解.doc

关注国外核电站压力容器用特厚钢板生产技术经过数十年的开发和工程实践,利用核能发电现已成为世界上多个国家的主要能源来源。目前,世界上运行和在建的核电站多是压水堆,其核岛中主要压力容器(包括反应堆压力容器、蒸发器和稳压器)壳体所用材料基本上统一为大厚度的Mn-Mo-Ni系调质钢(如美国ASME规范中的SA533B1或SA533B2级钢,-M标准中16MND5、18MND5等)。钢板通常按厚度划分为以下几类:厚度在4mm以下的钢板为薄板,4mm-20mm为中厚板,20mm-60mm为厚板,60mm以上是特厚板。核岛中的反应堆压力容器、蒸发器和稳压器等所用钢板厚度通常超过60mm,最厚可达到300mm,均属于特厚板。核岛中属于核一级设备的容器,长期在高温和高压下工作,反应堆压力容器活性区部分还要承受中子辐照,因此对核电站压力容器用特厚钢板提出了与一般用途厚板不同的非常严格的要求,如良好的低温韧性、低的无塑性转变温度、中子辐照脆化小等,要求此类特厚钢板从冶炼、锭(坯)制造到成品都要达到高质量。随着钢铁工业一系列先进制造技术的开发和成功应用,厚度达300mm的高质量核电用特厚钢板已经被成功地生产出来。这些先进制造技术涵盖钢水冶炼、锭(坯)制造、轧制、热处理等整个工艺过程。其中,钢水冶炼、轧制和热处理技术在不同钢铁企业中基本相似,而锭(坯)制造则形成了不同的技术,如模铸锭、电渣重熔锭和锻造坯。这些锭坯均已用于制造核电用特厚钢板。1核电用特厚钢板的生产工艺核电用特厚钢板的生产工艺流程主要包括冶炼、锭(坯)制造、轧制、热处理等工序。钢水冶炼。早期生产核电用特厚钢板,主要用电炉冶炼后浇注的钢坯。电炉比平炉更利于去除铁水中的有害元素,得到更为纯净的钢水。随着转炉冶炼的使用和技术进步,转炉冶炼也得到了认可。然而,随着核电站功率的增大,对所用钢板厚度和性能要求不断提高,仅靠电炉或转炉生产钢水已无法满足核电用特厚钢板的要求。钢水在熔炼过程中达到的均匀性和纯净度十分重要,这是因为核电站容器用特厚钢板的抗中子辐照脆性与其纯净度直接相关。因此,高质量的钢水是获得优质核电用特厚钢板的前提条件。炉外精炼技术不断提高并日趋成熟,是获得高质量钢水的重要保证,并成为生产核电用特厚钢板的工艺流程中不可缺少的重要环节。经过精炼工序可以提高钢的纯净度,去除有害夹杂和进行合金化。特别是钢水真空处理在生产核电站压力容器用钢上的重要性很早就被认识到,因为氢含量的降低,消除了白点和开裂。另外,氧含量的降低也使非金属夹杂的含量降低。锭(坯)制造。锭(坯)制造按照不同工艺分为三类:模铸锭、电渣重熔锭和锻造坯。第一类是模铸锭。连铸坯厚度通常在300mm以下,难以直接用作生产特厚钢板的原料,轧制成钢板也因为压缩比不够而难以保证内部质量。所以,大多数生产特厚钢板的钢铁企业都不同程度地拥有模铸的生产能力。例如迪林根钢吨。模铸大钢锭作为生产特厚钢板原料,能够满足较大的60厂的最大模铸锭为轧制压缩比要求,并且模铸工艺技术成熟、稳定。一般生产特厚钢板的模铸锭采用上大下小的设计,并且要有合适的高度、宽厚比、帽容比、锥度等等,使缩孔完全集中到帽口中。此外,合理的浇铸工艺也是得到高质量模铸锭的必要条件。模铸锭的缺点是:钢锭越大,内部的偏析、缩孔等就越严重。尺寸大的缩孔即使通过大压缩比轧制也不一定能完全消除。第二类是电渣重熔锭。电渣