本发明属于金属的非机械方法加工和处理领域，是一种广泛应用于炼油、化工等领域中抗高温硫、高温氧化、环烷酸和海水腐蚀的钢材渗铝的新方法和设备。 现有的技术中为防止钢材腐蚀的渗铝方法有：热浸法（液体法）、粉末法（固体法）、料浆法、气相沉积法、熔盐电解法和喷渗法等，而较多采用的是热浸法和粉末法。如在专利文献JP57126960、US4546051中所述。
人们已知，渗铝是使钢材和铝元素在没有氧气（防止氧化）、和900℃条件下，铝元素逐步扩散进入钢材的表层，成为能防腐的渗铝层-铝铁合金固熔体的过程。前述的方法都是外热的，大多采用在炉子中加热的方法，一般的料浆渗剂在大约600℃即开始熔化，再继续加热升温到900℃才能进行渗铝扩散，这种外部热源加热，在升温过程中，渗剂温度高于渗件表面温度，渗件表面到渗件内部也存在一个温度梯度，活性元素铝在渗件表面上形成的速度超过其在渗件内部的扩散速度，因此活性元素多在表面上堆积，铝和铁首先形成化合物FeAl，沉积在表面上，而不是铝原子立即向铁中扩散成为铝在铁中的固熔体。这就是用炉子加热渗铝时总有脆性外层的原因（容易脱落失去防腐性）。除此之外，由于渗件表层内部温度低，渗铝速度慢，一般钢管等渗铝扩散过程需8-10小时。而且由于在热浸过程中铝液氧化，浸渍层过厚，原材料和能量浪费较大，成本也较高;渗铝的质量也不理想，易出现漏渗，渗层的深度浅，只能达到0.1-0.15mm，热浸法还存在劳动条件不好，间断的高温作业，不安全，易出现爆溅和伤人事故。
料浆法渗铝和粉末法工艺过程有相似的地方。它是在工件表面上涂以特殊配方地料浆作为渗剂，渗剂料浆的成分有铝源、活性剂、填料、粘结剂和稀释剂。铝源是供给铝元素的材料，一般为铝粉或铝铁合金粉。活性剂是催渗剂，其作用是促使产生活性铝，加速渗铝过程，一般用氯化铵等。填料一般用氧化铝（Al2O3），稀释剂用醇类。然后装箱再放到炉中加热扩散。
渗剂料浆的配方和涂刷方法对渗铝层质量的影响很大，渗剂料浆中各种成分的用量和比率影响到渗层厚度、表面质量以及渗前涂刷和渗后脱壳的难易。传统使用的渗剂料浆由于各种成分选择不当和用量不当，常造成不易涂刷，渗层表面粗糙，附着物多，不易脱壳或有结瘤存在等缺点。
粉末法渗铝是将工件放在装有铝粉和助剂的箱子里，充入惰性气体，然后高温加热渗铝，也存在成本高、劳动强度大、生产周期长、有脆性外层的缺点。其它的如气相沉积法、熔盐电解法、和喷渗法等也都存在成本高、效率低、对大的、长的工件无法处理的缺点。快速电加热法为直接通电加热，虽然温升较快，但需要相当大的功率，不适于工业生产。
为了克服前述的这些缺点，本发明的第一个目的是解决渗铝质量，消除脆性外层及其引起的微裂缝问题，第二个目的是降低渗铝成本，第三个目的是可以加工任意长度的工件和管材，第四个目的是改善劳动条件，安全，不发生前述的事故，第五个目的是取消氮气消耗和相应的空分设备，第六个目的是可以连续操作，取代现有的间断操作。
本发明的概述：（参见附图）
我们认为解决脆性外层的关键在于造成与常规渗铝方式不同的温度传递，也就是使工件的温度高于料浆温度，或与料浆同时达到渗铝温度，这样才能渗得快，渗得均匀，质量好，无脆性外层，而且渗得深，可达0.2毫米厚的铁铝合金层。因此本发明采用中频电感应加热法，用一台感应炉（1）控制电流频率在500～8000赫芝，为便于加工长工件，用皮带输送机（5）将工件匀速向前移动，逐段地进行加热渗铝，这样可使涂刷了料浆和保护料浆的工件很快达到所要求的温度900～1300℃，然后立即进入恒温炉（2）进行扩散渗铝。恒温炉可以是外热的，也可以是内热的，最好还用电感应加热，温度在900～1100℃，工件在中频感应加热炉和恒温炉的总停留时间很短，只需要4～8分钟就可以满足要求。
为避免渗剂料浆中铝源（铝粉或铝铁合金粉）高温氧化，保证渗剂中有足够的铝源，应在渗剂料浆外面再涂以保护层料浆。
为克服因渗剂料浆和保护层料浆的配方和涂刷方法不当所带来的问题，本发明在传统料浆法基础上应用保护层料浆及独特的涂刷方法，当和中频电感应加热（扩散渗铝过程）方法结合时，能产生质量良好的渗铝层。
经我们实际应用证明，若无保护料浆层，则渗铝的效果不好。该保护料浆的配方是：填料-可以用各种矿物岩粉、玻璃粉、氧化铝和粘土等（40%～70%）;粘结剂-可以用能耐受高温的材料，例如水解硅酸乙酯、聚合物型粘结剂、纸浆废液等（10%～30%）;稀释剂-可以用水和醇类（20%～40%）。在保护料浆涂刷之后，先要干燥，最好是加热至40～100℃，这样的温度干燥的效果最好，加热的方式可以采用蒸汽间接加热，也可以用热空气，也可以用红外线或其它方式加热。当温度降低到60℃以下时再自然冷却，然后再刷一遍，以这种方式最好能涂刷2～3遍。然后送入下一步工序：中频感应加热炉（1）进行加热渗铝过程;再送到恒温炉（2），进行渗铝的充分扩散，然后再送到保温罩（3），使工件缓慢降温，最后用滚式输送机（4）将管材管件的渗件运出，放在空气中自然冷却。在冷却过程中，表面的溶渣能自动脱壳，用高压水一般能将表面清洗干净。
使用本发明渗铝方法的质量是令人满意的：渗铝钢的抗高温氧化性能极好，在800℃下，经200小时，增重极微。而碳钢和不锈钢（18-8）增重分别为渗铝钢的250倍和3倍。
在抗高温硫腐蚀试验中，800℃、100小时情况下，碳钢和合金钢（18-8）的增重分别为渗铝钢的40倍和8倍。
在抗环烷酸腐蚀方面，当环烷酸含量为注碱中和量37%时，抗腐蚀能力比碳钢提高40倍。
渗铝20＃钢的抗应力腐蚀性能比不渗铝的20＃钢并未降低。
渗铝后的钢材或钢件可以进行焊接加工、扩口和弯曲。
由于使用中频感应加热，加热速度快，过热度△T大，奥氏体晶粒小，铝在奥氏体中的扩散速度大，消除了铝在渗件表面形成铝铁化合物FeAl而沉积的现象。所以本发明中的渗铝层无脆性区，而在现有别的渗铝工艺中，都有程度不同的脆性外层。
用中频感应加热方法和料浆法相结合，得到的渗铝层厚度为0.15-0.20毫米，而用外部加热方法得到的只有0.10-0.15毫米。对低碳钢渗铝件进行的X射线衍射分析结果，渗铝层的金相组织，在表面上（深度0毫米）相组成为α-Fe（Al）固熔体，极少量Al2O3在深度0.02毫米和0.10毫米处均为α-Fe（Al）固熔体。
本发明的经济效果是显著的，渗铝的成本可以降低到使用常规方法的一半。在一座年产250万吨的炼油厂中，仅将其常减压、催化、和焦化三个装置中局部用上渗铝钢来代替普通钢材，按其寿命（从2年提高到15年）计算，直接效益可达463万元。
从本发明的工艺来看，我们的其它目的也已经达到：劳动条件好、安全、渗铝炉可以间断操作也可以连续操作，过程中不需要消耗氮气，可以加工任意长度的工件。
实施例1：
钢管渗铝保护料浆配方：
玻璃粉 20% 搪瓷粉 20% 矿物质粉 10%
铝氧粉 7% 纸浆废液 17% 水 26%
中频扩散条件为：
频率 2200赫 加热 900℃ 时间 10分钟
实施例2：
钢管渗铝保护料浆配方：
玻璃粉 20% 搪瓷粉 20% 矿物质粉 18%
纸浆废液 17% 乙醇 26%
中频扩散条件为：
频率 1400赫 加热 950℃ 时间 10分钟