[发明专利]铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管及其离心铸造生产方法

说明书

 

技术领域

本发明属于高性能合金炉管技术领域，具体涉及一种新型铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管及其生产方法。

 

背景技术

石化高温装置所需的合金炉管需要足够抵抗金属粉尘化腐蚀和氢腐蚀的性能，目前生产能够抵抗金属粉尘化腐蚀和氢腐蚀的合金炉管，比较可靠的合金材料为602CA，目前国内还没有生产这种材料的厂家，国外定购该材料不但价格昂贵而且交付周期较长；采用602CA材料生产合金炉管采用轧制方法，不仅工序复杂，而且生产成本高。

 

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管及其离心铸造生产方法，铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管性能可靠，解决了石化高温装置所需的抵抗金属粉尘化腐蚀和氢腐蚀的合金炉管问题。

本发明提供的铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管及其离心铸造生产方法，所述铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管化学成分含量如下：Si：0.3%—0.5%，Mn：0.3%—0.5%，P≤0.02%，S≤0.01%，Cr：24%—26%，Ni：59.3%-65.5%，Mo≤0.5%，Cu：0.03%—0.05%，Al：1.8%—2.4%，余量为微合金化元素Ti、Zr、Re。铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管的力学性能如下：常温机械性能：σ_s≥250 MPa，σ_b≥450 MPa，δ₅≥15%；700℃温度条件下的拉伸性能：σ_b≥170 MPa，δ₅≥20%。新型铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管的离心铸造生产方法，包括合金冶炼和离心铸造，具体步骤如下：（一）合金冶炼，将铬铁在电炉中熔化，之后加入镍板、钼铁、硅铁、锰铁、铜合金，控制碳含量达到要求，炉前调整成分合格后，将熔体温度升高至1560—1620℃ ，加入脱氧剂脱氧，当钢水达到出钢温度时，进行微合金化处理；（二）离心铸造，通过离心铸造方法将钢水在氩气保护下铸造成型， 离心铸造模转速为2100—2300r/min。

本发明提供的铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管及其离心铸造生产方法，其有益效果在于，铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管可替代进口轧制的602CA合金炉管，解决了石化高温装置所需的抵抗金属粉尘化腐蚀和氢腐蚀的合金炉管问题，使甲醇装置利用废气、尾气回收生产甲醇得以实现；离心铸造过程中，离心铸模转速为2100—2300r/min，较平时提高1.2-1.3倍系数，有效克服该材料钢水流动性较差的问题，提高其致密性。

 

附图说明

图1是离心铸造方法所生产的抗高温尘化腐蚀炉管的100倍组织状态图；

图2是离心铸造方法所生产的抗高温尘化腐蚀炉管的200倍组织状态图；

图3是离心铸造方法所生产的抗高温尘化腐蚀炉管的500倍组织状态图；

图4是离心铸造方法所生产的抗高温尘化腐蚀炉管的1000倍组织状态图。

 

具体实施方式

下面参照附图，结合一个实施例，对本发明提供的铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管及其离心铸造生产方法进行详细的说明。

 

实施例

参照图1-图4，本实施例的铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管及其离心铸造生产方法，所述铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管化学成分含量如下：Si：0.3%—0.5%，Mn：0.3%—0.5%，P≤0.02%，S≤0.01%，Cr：24%—26%，Ni：59.3%-65.5%，Mo≤0.5%，Cu：0.03%—0.05%，Al：1.8%—2.4%，余量为微合金化元素Ti、Zr、Re。铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管的力学性能如下：常温机械性能：σ_s≥250 MPa，σ_b≥450 MPa，δ₅≥15%；700℃温度条件下的拉伸性能：σ_b≥170 MPa，δ₅≥20%。新型铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管的离心铸造生产方法，包括合金冶炼和离心铸造，具体步骤如下：（一）合金冶炼，将铬铁在电炉中熔化，之后加入镍板、钼铁、硅铁、锰铁、铜合金，控制碳含量达到要求，炉前调整成分合格后，将熔体温度升高至1600℃ ，加入脱氧剂脱氧，当钢水达到出钢温度时，进行微合金化处理；（二）离心铸造，通过离心铸造方法将钢水在氩气保护下铸造成型， 离心铸造模转速为2100r/min。

铬、镍合金抗高温尘化腐蚀炉管，通过化学成分、机械性能、焊接工艺、电镜扫描、电子探针、金相组织等检查分析，结果与国外602CA合金轧制管基本相当；用离心铸造生产的抗高温尘化腐蚀炉管可代替进口602CA合金轧制管，使石化行业甲醇装置辐射室炉管金属粉化问题得以解决，同时填补了我国对该合金生产制造的空白，也创新用离心铸造代替了工序复杂、生产成本高的轧制方法。