高温合金炉管的回收再生技术.pdf

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摘要
申请专利号:

CN93118392.8

申请日:

1993.10.07

公开号:

CN1101381A

公开日:

1995.04.12

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)申请日:1993.10.7公告日:1998.2.11|||授权||||||公开

IPC分类号:

C22C33/04

主分类号:

C22C33/04

申请人:

化学工业部化工机械研究院; 兰州炼油化工机械厂

发明人:

徐自立

地址:

730060甘肃省兰州市西固区合水北路3号

优先权:

专利代理机构:

甘肃省专利服务中心

代理人:

李新林

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内容摘要

本发明属于一种用于转化炉中高温合金炉管的回收再生技术。其特征是废旧炉管经过两次熔炼,并在熔炼中采用吹氩和加入镍镁合金及多种强化元素,使再生后的炉管各项性能均达到原有材料所规定的要求。

权利要求书

1: 一种涉及转化炉中高温合金炉管的回收再生技术,其特征是废旧炉管先经电弧炉精炼一次再经中频感应炉采用吹氩和加入镍镁合金进一步精炼,在熔炼过程中加入多元微量元素,微量元素及镍镁合金的加入量按以下比例(百分比) Ti        0.05~
2: 0 Nb        0.2~1.5 W         0.4~1.8 RE        0.1~0.3 镍镁合金  0.05~0.5。

说明书


本发明涉及一种用于转化炉中高温合金炉管的回收再生技术。

    石油化工加热炉如转化炉内所用的高温合金炉管中不仅含有大量的Cr、Ni等贵重元素,还含有一定量的W、Nb、Co、Mo等其它贵重元素,这种炉管价格昂贵,材料难得,一旦使用期满破损后,大多厂家都只能把它当不锈钢废料卖掉,或者存放待处理。据粗略估计,我国更换下来的废旧炉管已累计达数千余吨以上,这是一笔很大的经济损失。

    目前,国外关于回收再生技术方面相近的或者相关的文献报导有:

    1.“超合金废料加工和痕量元素的考虑”

    《1977年宾西法尼亚匹兹堡真空冶炼会议文集》作者

    R·S·CREMISIO等

    2.“Ni基超合金再生的物理冶金问题”

    《物理学报》VO1  14A  NO3  1983.3  作者

    J·JDEBARBAILLO

    3.“不锈钢废料在高频感应磁性电炉中的熔炼”

    苏·《铸造生产》NO10  1982  作者

    B·H·ЯKOBЛEB

    P·Г·HAЧИEB

    他们都就超合金废料的回收再生技术进行了试验和探讨,如对18-8废钢回收通过炉渣成份和冶炼工艺的控制,把S.P含量降到很低的水平,加铝锭处理钢水,降低渣中的SiO9含量,为加钛铁创造有利条件,使液体金属中的Ti的氧化大大受到抑制,从而保证合金的性能。但是由于超合金中合金元素种类多,含量高,残存微量元素影响复杂,对残余和痕量元素处理工艺和设备也很复杂。而对于石油化工耐热材料的回收再生技术还未见报导。

    国内目前对于炉管废料的回收再生技术尚无公开报导。已知的某些厂家曾采用新料加工后剩余的边角废料,而不是经过高温使用后的废料进行简单地回炉重熔,因此,残存有害元素的矛盾不突出,技术问题也相对简单。但是对于真正意义上的废旧炉管而言,简单地回炉重熔很难达到原先材料所具备的各种性能指标,因此,也就降低了这些回收再生材料地使用价值和经济价值。

    本发明的目的是提供一种方法,能够使废旧炉管经过再生处理后,各项性能指标均达到原有材料的规定要求。

    本发明的目的这样实现的:

    1.采用两次熔炼法,废旧炉管先经电弧炉精炼脱除部分有害元素,如S、P等,再以中频感应炉采用吹氩和加入镍镁合金0.05~0.5一步精炼。

    2.在熔炼过程中,加入多元微量元素,强化合金性能,各微量元素的加入量按以下比例(百分比)

    Ti  0.05~1.0

    Nb  0.2~1.5

    W  0.4~1.8

    RE  0.1~0.3

    下面结合实施例对本发明作进一步详述。

    将废旧炉管按牌号、受污程度进行分类,除锈去污、干燥、切割、破碎,块度以能达到方便地装料熔炼即可,装料为100%废旧炉管。装料时同时加W铁。

    先在碱性电弧炉中溶化、精炼,降低废旧返回料的气体及其杂物,如S、P。然后在碱性中频感应炉中采用不氧化法空气熔炼。熔炼按感应炉常规要求进行。待炉料熔清后吹氩脱气,造碱性渣,取样分析,除去少量炉渣,再重新造渣,在炉渣流动性良好的状态下,加入铌铁、锰铁、硅铁和硅钙脱氧,再取样分析,并根据分析结果,调整炉内化学成分,出钢前5分钟加入钛铁,出钢时加入稀土及少量镍镁合金,钢水在钢包中静置2~3分钟,即可浇注。

    对于HK-40VH再生炉管,强化元素W按收得率98%加入,Nb按收得率90-95%加入,Ti按收率50~60%加入。

    在这些加入合金中,Ti可形成极细的碳化物TiC,这种碳化物在整个高温暴露期间不会粗化。W进入M23C6形成(Cr、W、Fe)23C6复杂碳化物,能明显地增加碳化物在高温应力作用下抗粗化的能力,而Nb的加入则大大提高了合金的蠕变-断裂强度。三种元素的加入对合金的复合强化,效果又优于某个元素的单独加入,从而明显提高合金蠕变-断裂性能,延缓合金由于长时间高温暴露引起的过时效而导致强度降低的倾向、稀土的加入,一方面改善了合金抗氧化性能,一方面在一定程度上提高了脱硫和净化钢水的作用,镍镁合金也是起进一步脱硫和脱氧作用。

    经过本方法再生的HK-40VH炉管,各项性能指标均达到ASTMA608标准。

    1.金相组织

    HK-40VH为奥氏体+少量一次碳化物+在晶界上分布的奥氏体与碳化物组成的层状共晶组织,与HK-40类合金相同。

    2.膨胀系列

    在21℃~700℃内,HK-40VH和HK-40热膨胀系数相同,(15.4~17.5)×10-6/℃。

    3.抗氧化性能

    在空气中,850℃、950℃、1050℃时抗氧化性能、比重、热导系数、磁导率HK-40VH和HK-40相同。

    本持久强度是根据试验室初步试验数据外推所得到的结果。

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本发明属于一种用于转化炉中高温合金炉管的回收再生技术。其特征是废旧炉管经过两次熔炼,并在熔炼中采用吹氩和加入镍镁合金及多种强化元素,使再生后的炉管各项性能均达到原有材料所规定的要求。。

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