1985年11月寶鋼不銹鋼無縫管廠從德國引進的ф140mm連軋管機組建成投產,1986年高壓鍋爐用不銹鋼管生產線建成投產并開始陸續(xù)按GB 5310-1985、DIN17175標準生產中、小口徑的高壓鍋爐用不銹鋼管。由于寶鋼無縫廠的先進技術裝備和后工序配套完善的鍋爐管生產線,使寶鋼的高壓鍋爐不銹鋼管質量更具有競爭力,投產后不久,寶鋼生產的高壓鍋爐不銹鋼管產品很快就得到了國內鍋爐行業(yè)的認可,產量不斷地增長。
20世紀90年代以來,由于節(jié)能減排及提高鍋爐效率的需要,國內新建電站鍋爐均向超臨界、超超臨界方向發(fā)展;因此,對高壓鍋爐不銹鋼管的高溫持久性能、高溫蠕變性能、高溫氧化性能提出了更高的要求。為適應該變化,寶鋼結合設備改造和技術進步,在原有碳鋼、低合金鋼高壓鍋爐管生產的基礎上,于1992年開發(fā)了鋼102鋼種,解決了當時國內市場鍋爐制造和鍋爐維修的需求。自1999年開始,為了滿足國內鍋爐和電力行業(yè)電站鍋爐向高參數(shù)大容量發(fā)展的迫切需求,及時開發(fā)合金含量更高、用于超臨界、超超臨界鍋爐的高壓鍋爐管新品種。
首先對當時鍋爐行業(yè)應用量大,全部依賴進口的T91高壓鍋爐管進行了研發(fā)。研究了T91化學成分對常溫和高溫性能的影響,并通過微觀組織研究,揭示了彌散碳化物分布對強化機體的作用;開發(fā)了大型轉爐批量生產高鉻鋼技術,使寶鋼300t轉爐冶煉合金含量的水平提高到了14%,為寶鋼大批量生產高附加值的高合金鋼產品奠定了基礎;研究開發(fā)了T91鋼溫錠熱裝及均熱工藝、圓坯軋制孔型及工藝、圓坯退火工藝;突破了φ140mm連軋管機組原產品大綱只生產合金含量小于5%的材質設計,將合金含量擴大到14%,并形成T91鋼管軋制系列專有技術。同時,寶鋼在T91鋼管研制成功的基礎上,于2004年又率先在國內成功研制出T23產品,2007年研制出T92產品,并在2007年10月實現(xiàn)了S30432(Super304)、TP310HNbN 奧氏體不銹鋼鋼管的批量生產。目前,寶鋼已形成高壓鍋爐管產品系列供貨能力,實現(xiàn)了向主蒸汽600℃超超臨界電站鍋爐受熱面部件高溫過熱器、再熱器、水冷壁、省煤器等關鍵部位整臺機組供貨,鋼種覆蓋整個超超臨界燃煤機組,有力地支持了我國鍋爐和電力行業(yè)超臨界、超超臨界電站鍋爐的建設和發(fā)展。
在40年的高壓鍋爐管生產和研發(fā)的歷程中,寶鋼高壓鍋爐不銹鋼管產品質量也得到了國家、同行,以及鍋爐和電力行業(yè)的認可,并帶動了國內國產化進行,特別是21世紀初,為了降低煤耗,減少二氧化碳排放量,提高燃煤發(fā)電機組的熱效率,以滿足環(huán)境保護的要求,大容量、高參數(shù)(壓力和溫度)超臨界、超超臨界機組(按主蒸汽出口壓力分類,壓力大于22.0MPa為超臨界壓力鍋爐,主蒸汽壓力在28MPa以上或主汽、再熱汽溫在580℃以上的機組為超超臨界機組),其良好的節(jié)煤減排性能,廣受世界各國青睞,特別是600℃超超臨界火電機組是當前世界上最先進的商用燃煤發(fā)電技術,已成為我國火電機組發(fā)展的必然趨勢和主要候選機組。而國內鍋爐廠制造600℃超超臨界火電機組,需向國外訂購高合金高壓鍋爐不銹鋼管,其價格奇高,且能否訂到貨還要看外國人的臉色,從而制約了國內電廠建設。為此,國家科技部于2003年和2007年先后設立國家重點項目,組織由寶鋼、鋼研總院、國內著名鍋爐廠等單位組成產學研用聯(lián)合攻關組,圍繞600℃超超臨界火電機組鍋爐管技術開展攻關。為此,在2000年以來,由寶鋼、鋼研總院等7家單位,歷時10多年艱苦努力與合作完成的“600℃超超臨界火電機組鋼管創(chuàng)新研制與應用”項目,徹底扭轉了這一局面。項目組攻克了成分分析、冶煉技術、軋制技術及熱處理技術和性能等方面的難題,逐步實現(xiàn)了我國超超臨界火電機組關鍵鍋爐不銹鋼管從無到有、從有到全、從全到優(yōu)的歷史性跨越。在國內率先建立了18%Cr奧氏體鋼管無晶間腐蝕的窄成分范圍和7-8級晶粒度控制技術,成功研發(fā)了9~12%Cr馬氏體鋼管無8鐵素體成套工藝技術,首創(chuàng)高合金鍋爐管“高效連續(xù)化”生產控制技術,自主設計、制造和集成了兩條專用生產線,設計制造了鍋爐不銹鋼管環(huán)境腐蝕性能評價設備,制訂了國際第一個鍋爐管蒸汽腐蝕評價行業(yè)標準,并形成專利80項(其中發(fā)明專利31項),企業(yè)技術秘密38個,修訂國家標準2項,制訂行業(yè)標準2項,出版專著4部、發(fā)表論文134篇。如今,寶鋼已能大批量提供600℃超超臨界機組全套鋼管,使我國電站用鋼管技術躍居國際先進行列,保障了國家能源安全和能源戰(zhàn)略發(fā)展。項目的實施,使我國600℃超超臨界機組單位造價降低了20%。如今,T91/P91高壓鍋爐不銹鋼管幾乎全部實現(xiàn)了國產化,600℃超超臨界機組國產高壓鍋爐管國內市場占有率已從27%躍升到90%以上,徹底改變了世界鍋爐不銹鋼管市場格局。
在40年高壓鍋爐管生產研發(fā)過程中,寶鋼高壓鍋爐管曾獲得如下獎項:
1994年度獲得冶金工業(yè)部,高壓鍋爐用無縫鋼管及低、中壓鍋爐用無縫鋼管,冶金產品實物質量金杯獎;
1997年獲得上海市,寶光牌高壓鍋爐管上海名牌產品;
2005年SA-213 T91高壓鍋爐管獲得上海市高新技術成果轉化項目;
2006年SA-213 T91 高壓鍋爐管獲得國家重點新產品認定;
2006年T91高壓鍋爐管研制獲得冶金科學技術獎三等獎;
2011年SA-213 T92高壓鍋爐管獲得上海市高新技術成果轉化項目;
2012年A335P9、1Cr5Mo、A335P5、A213T5石油裂化用高壓鍋爐管獲得上海市高新技術成果轉化項目;
2013年600℃超超臨界火電機組用鋼管研制與應用項目獲得冶金科學技術獎一等獎;
2014年600℃超超臨界火電機組鋼管創(chuàng)新研制與應用獲得國家科技進步一等獎。
在40年高壓鍋爐管生產研發(fā)過程中,寶鋼高壓鍋爐管歷年生產量如圖8-10所示。
1990-2018年全國發(fā)電總裝機容量和火電機組裝機容量如圖8-11所示。2004-2018年鍋爐管進出口量如圖8-12和圖8-13所示。