[发明专利]一种用于石化工业炉三次风管的合金材料及其应用

说明书

本发明公开一种用于石化工业炉三次风管的合金材料，按质量百分比计，包括下列化学成分：C 0.35‑0.45%，Cr 26.0‑30.0%，Ni 38.0‑42.0%，W 14.0‑17.0%，Si 1.0‑2.5%，Mn≤2.0%，Nb 1.5‑3.0%，Ce 0.5‑1.5%，S≤0.015%，P≤0.015%，Fe余量。与HK40相比，由该合金材料制备而成的三次风管在常温和高温下均表现出明显更为优异的力学性能和硬度，在应用中能够具有更好的耐冲刷能力和更长的使用寿命，从而能够显著减少更换次数，节约成本。

技术领域

本发明属于无机合金材料技术领域，具体涉及一种用于石化工业炉三次风管的合金材料及其应用。

背景技术

石化工业炉三次风管的工作介质为空气和颗粒状煅烧石油焦，工作温度通常为1200-1350℃。目前，该类三次风管的材料多为进口HK40，其化学成分为（质量百分数）：C0.35-0.45%，Si 0.5-2.0%，Mn≤1.50%，Cr 23.0-27.0%，Ni 19.0-22.0%，Mo≤0.50%，P≤0.04%，S≤0.04%，Fe余量。HK40属于中碳耐热钢，具有较好的高温工作能力，但以HK40为材料的三次风管在使用超过1年后容易出现熔化、穿孔等现象，使用寿命和更换周期较短，导致生产成本增加。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于石化工业炉三次风管的合金材料。与HK40相比，由该合金材料制备而成的三次风管在常温和高温下均表现出了明显更为优异的力学性能和硬度，在应用中能够具有更好的耐冲刷能力和更长的使用寿命，从而能够显著减少更换次数，节约成本。

本发明的用于石化工业炉三次风管的合金材料，按质量百分比计，包括下列化学成分：C 0.35-0.45%，Cr 26.0-30.0%，Ni 38.0-42.0%，W 14.0-17.0%，Si 1.0-2.5%，Mn≤2.0%，Nb 1.5-3.0%，Ce 0.5-1.5%，S≤0.015%，P≤0.015%，Fe余量。

优选地，本发明的合金材料中，C 0.40-0.45%，Cr 27.0-29.0%，Ni 38.0-40.0%，W14.5-16.0%，Si 1.0-1.5%，Mn 1.0-2.0%，Nb 1.5-2.0%，Ce 0.5-1.5%，S≤0.015%，P≤0.015%，Fe余量。

更为优选地，本发明的合金材料中，C 0.42%，Cr 27.8%，Ni 38.5%，W 15.1%，Si1.2%，Mn 1.8%，Nb 1.7%，Ce 0.8%，S≤0.01%，P≤0.01%，Fe余量。

在制备上述用于石化工业炉三次风管的合金材料时，可以以金属铬、金属镍、金属钨、金属铈、铌铁、硅铁和锰铁为原料，按照各元素比例进行称量配比，然后经过常规合金制备工艺加工即可。制备过程中，原料的熔炼和混合过程可以使用直读光谱仪对试样包进行化学成分分析，以确保化学成分达标；可采用本领域熟悉且公知的方法监控熔炼温度，如使用红外线测温仪或接触式热电偶测温。

本发明的目的还在于提供上述合金材料在制备石化工业炉三次风管中的应用。利用已知组成的合金材料制备石化工业炉三次风管的工艺对本领域技术人员而言是公知的，例如可以采用现有技术中以HK40为材料制备三次风管的那些常规制备工艺。更为具体地，例如可以采用常规的静态铸造、离心铸造等。根据使用需要，本发明的合金材料可用来制造各种规格尺寸的产品。

相比于现有技术中用于制备三次风管的材料如HK40，本发明通过调整合金材料的元素构成，使得各组分之间发挥出了更加优越的协同功能。以该合金材料制备而成的三次风管具有优异的常温、高温力学性能和硬度，耐磨性能优越，在实际应用中的综合性能明显优于HK40。本发明能够有效降低我国相关行业对进口材料的依赖，促进行业健康发展。

附图简要说明

图1是实施例中制备的石化工业炉三次风管的结构示意图。