一种合金钢、特种钢、高温合金管的制造方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN96106513.3

申请日:

1996.06.14

公开号:

CN1142420A

公开日:

1997.02.12

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

专利申请的视为撤回公告日:1997.2.12|||公开|||

IPC分类号:

B22D13/02; B22C3/00

主分类号:

B22D13/02; B22C3/00

申请人:

张玉华;

发明人:

张玉华

地址:

272209山东省金乡县城西金乡合金股分有限公司

优先权:

专利代理机构:

北京市专利事务所

代理人:

王德桢

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内容摘要

本发明涉及一种合金钢、特种钢、高温合金管的制造方法。它是在旋转的型筒喷挂涂料,预热铸造用型筒,浇注钢水,调节型筒转速,冷却成型后脱模。本发明方法生产的大口径或特大口径的合金钢、特种钢、高温合金管组织致密,综合机械性能好,成品达到国家标准。

权利要求书

1: 一种合金钢、特种钢、高温合金管的制造方法,其特征在于: (1)把清理后的型筒上窑烘烤至100℃以上,小于300℃,或者大 于500℃而在800℃以下,再降温到室温以上小于100℃或大于200℃ 而小于700℃, (2)在型筒内壁喷涂或直接倒入涂料,涂料为耐火材料和粘接剂混合而 成,其混合重量比为100∶1-30,混合后加水稀释,其重量比为涂料∶ 水=1∶0.01-5,涂料层厚度为0.1-30mm,喷涂或者直接倒入时, 型筒匀速转动,其转速为300转/分以上小于500转/分,或者大于1400 转/分小于1600转/分,喷挂涂料后,型筒上窑烘干,烘干后窑内要保持 温度大于室温小于300℃或大于500℃小于700℃, (3)在型筒内浇注管子时,型筒的温度保持在室温以上,小于200℃ 范围,或者大于400℃小于600℃之间。型筒的均匀转速为300转/分 以上,500转/分以下,或者大于1400转/分小于1600转/分,钢 水浇注速度为10千克/秒以上小于50千克/秒,或者大于200千克/秒 而小于500千克/秒,浇注完毕,待温度下降到固相线以下时,逐步降低型筒 转速后停车,钢管温度降至小于500℃,或者在大于800℃小于1150 时脱模。
2: 根据权利要求1所述的一种合金钢、特种钢、高温合金管的制造方法, 其特征在于:耐火材料选用锆英粉、刚玉粉、莫来石粉。
3: 根据权利要求1所述的一种合金钢、特种钢、高温合金管的制造方法, 其特征在于:粘接剂选用硅溶胶、糊精、聚乙烯醇。

说明书


一种合金钢、特种钢、高温合金管的制造方法

    本发明涉及一种合金钢、特种钢、高温合金管的制造方法。

    申请号为92112681.6号专利“一种特种钢、高温合金钢无缝管的离心铸造方法”提供了一种制造无缝管的方法,其缺点是该方法的局限性大,条件较为苛刻,以致造成能源的浪费或生产效率的低下。

    本发明目的在于申请人经近几年之钻研、试验,克服了现有技术方法之局限性的缺点而提供一种生产条件容易满足,节约能源,或者生产效率高的合金钢、特种钢、高温合金管的制造方法。

    本发明目的是这样实现的,在现有的离心铸造无缝管的方法基础上,进行了深入的研究和反复地试验,设计出了如下的生产步骤。

    首先,对清理后的型筒上窑烘烤至100℃以上,小于300℃,或者大于500℃至800℃以下,清除水份和油污,再降温到室温以上小于100℃或大于200℃,而小于700℃。

    然后,在型筒内壁喷涂或直接倒入涂料,型筒内有喷头,沿型筒轴线往复运动,通过高压气体将涂料喷成雾状,粘接于型筒内壁,喷涂时或直接倒入时,为保证涂料均匀,型筒要做匀速转动,转速为300转/分以上小于500转/分,或大于1000转/分,小于1600转/分,涂料为耐火材料和粘接剂混合而成,耐火材料可选用锆英粉、刚玉粉、莫来石粉等;粘接剂可选用硅溶胶、糊精、聚乙烯醇等。耐火材料与粘接剂的重量比100∶1-30,混合后加水稀释,其混合后涂料与水的重量比为:

        涂料                     1

        水                       0.01-5

    为使钢水在进入铸型后具有良好地流动性和较快的充型速度,涂料厚度要在0.1-30mm范围内,型筒挂好涂料后,上窑烘干,窑内要保持温度大于50℃小于300℃或大于500℃小于700℃。烘干后取出等待浇注。

    第三步,在型筒内浇铸合金钢、特种钢、高温合金管时,浇咀伸入到喷挂好涂料的型筒内,浇注时型筒的温度保持在室温以上小于200℃范围,或者大于400℃小于600℃之间。其型筒的均匀转速为300转/分以上500转/分以下,或者大于1400转/分小于1600转/分之间。在这个转速,可保证铸管产品有良好的致密度,并能减少合金元素偏析,消除疏松缩孔和表面冷隔,细化晶粒组织,在合理转速前提下,选择钢水的浇铸速度为10千克/秒以上,但小于50千克/秒,或者大于200千克/秒,而小于500千克/秒。钢水温度高时,流动速度快,充型能力强,能减少冷隔和远端缺肉现象;但浇注温度较高,容易增大合金元素偏析,缩孔疏松,晶粒粗大倾向,因此将浇注温度确定在液相线温度之上,钢水浇注入型筒内,将型筒迅速加快到予定转速,同时用光学温度计观察型筒内钢水温度变化情况,浇注完毕,待温度下降到固相线以下时,逐步降低型筒转速后停车,钢管温度降至小于500℃时脱模,或者在大于800℃时小于1150时脱模。

    采用本发明方法可生产外径在219-4000mm、长1000-10000mm、壁厚6-250mm的合金钢、特种钢、高温合金管。成品达到国家标准要求。

    实施例1

    下面仅以生产Φ426×5000×12型ZGICr18Ni9Ti离心铸造不锈钢管为例,说明本发明方法及实验结果。

    选用1250KVA碱性电弧炉,碱性返回吹氧法炼钢工艺。炉前化验控制C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Ti、Mo等元素。使成品达到国家标准GB222、GB223之成分。

    采用卧式磨擦滚动传动离心机,电机为整流子变速电机,最高转速为1600转/分,离心铸造型筒采用滚筒式金属铸型,两端内有嵌入式档板,雨淋式冷却系统以调节冷却速度。

    首先对清理后的型筒上窑加温至230℃,清除水份和油污,降温到90℃,然后在型筒内喷涂料,涂料的成分及其重量比为。

        刚玉粉        100           硅溶胶        8

    把刚玉粉与硅溶胶按比例混合后加水稀释,其重量比为:

    刚玉粉和硅溶胶的混合物               1

    水                                   0.2

    喷挂涂料时型筒转速为1420转/分,涂层厚度为2mm,把挂好涂料的型筒上窑烘干,烘干后窑内温度保持在250℃。

    第三步,浇注钢水,钢水温度选择在1560℃,浇注时型筒温度为180℃,浇注速度为230千克/秒,型筒转速为1420转/分,浇注完毕,待温度降至1100℃,型筒逐步降低转速后停车,钢管温度降至400℃时脱模。最后,清理钢管表面涂料,进行热处理,再外车内膛,达到设计尺寸和表面光洁度要求。

    对产品进行抽样检查结果如下

    1、拉力实验(按BG639、GB228进行)   字号    炉号 屈服点ξ0.2抗拉强度(MPa) 延伸率%   001    92023    232    539    40   002    92024    240    560    42   003    92025    236    520    43   004    92026    242    540    44

    2、外观质量尺寸检查         良好

    3、水压试验(逐根按国际241)  良好

    4、压扁试验(抽样按BG246)    良好

    5、T法晶间腐蚀试验          良好

    实施例2:

    下面仅以生产Φ407×3852×34型ZG14Cr20Ni32Nb高温合金离心铸造制氢转化炉用出口集合管为例,说明本发明方法及实验结果。

    选用功率为1250KVA碱性电弧炉,采用返回吹氧法冶炼工艺,控制并分析C、Mn、Si、S、P、Cr、Ni、Nb等元素,并加入少量微量元素,按GB223-89要求试验。

    采用卧式离心机生产离心铸管,设备操作同实例1,转速选择为1420转/分,其余工艺参数为:

    涂料的成分及其重量比为:

    锆英粉         100            硅溶胶      10

    将锆英粉硅溶胶混合后用水稀释,其重量比为:

    锆英粉等与硅溶胶的混合物    1

    水                          0.3

    喷挂涂料时型筒的转速为1420转/分,涂料厚度2.5mm,将挂好涂料的型筒入窑烘干,烘干窑的温度保持在260℃。第三步浇注钢水,钢水浇注温度选定为1580℃,型筒温度200℃,注速为240千克/秒,型筒转速1410转/分,浇注完毕,按程序停车温度降至400℃时,脱模,冷却后机加精加工成品。

    二、抽样检测结果

    1、力学性能       集合管力学性能                         表1    炉(管)号          常温力学性能     高温力学性能BG 3652-83 σb    σ0.2    σ5(%)    σb σ0.2 δ5(%)    93-223 425    199    14.5    196    36    93-235 381    183    12.8    185    32    93-236 366    169    17.4    169    28

    注:常温供参考。

        σ单位为兆牛/米2,下表同。

    2、无损探伤 结合超声与射线检查10%GB5077-85II,逐件

       渗漏检查BG9443-88。

    3、水压试验240Kgf/cm2

    4、低倍组织酸浸试验GB226-91

    实施例3

    下面仅以生产Φ603×14×4000型,ZG35CrMo离心铸造合金铸管为例,说明本发明方法及试验结果。

    选用1250KVA碱性电弧炉,采用氧化或半氧化法炼钢,控制并分析C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo等元素,达到GB3077-87之要求。

    采用卧式磨擦滚动传动离心机,离心铸造型筒选用滚动式金属铸型,用雨淋式冷却系统,以调整冷却速度。

    将型筒上窑烘烤到240℃,去除水分及油污,然后降温至210℃向型筒内腔喷涂料,涂料的成份及比重为:

    莫来石          100           硅溶胶       8.5

    把莫来石与硅溶胶按比例混合后加水稀释,其重量比为

    莫来石和硅溶胶混合物            1

    水                              0.4

    喷挂涂料时型筒转速为495转/分,涂料厚度2.3mm,把挂好涂料的型筒上窑烘干,烘干温度为270℃。

    浇注钢水,钢水温度1565℃,浇注速度为280千克/秒,型筒转速为495转/分,浇注完毕,待温度下降到固相线以下时,逐步降低型筒转速后停车,钢管温度降到300℃脱模,然后精整,达到产品要求。

    力学性能

             35CrMo离心铸管力学性能  表1炉号         σP       σ0.2      δ95-001       450        382         1095-003       430        375         1195-010       460        376         10.5水压试验     6-12Kg/cm2不渗漏。

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本发明涉及一种合金钢、特种钢、高温合金管的制造方法。它是在旋转的型筒喷挂涂料,预热铸造用型筒,浇注钢水,调节型筒转速,冷却成型后脱模。本发明方法生产的大口径或特大口径的合金钢、特种钢、高温合金管组织致密,综合机械性能好,成品达到国家标准。。

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