高溫合金爐管的回收再生技術的製作方法
2023-10-22 08:04:27
專利名稱：高溫合金爐管的回收再生技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於轉化爐中高溫合金爐管的回收再生技術。
石油化工加熱爐如轉化爐內所用的高溫合金爐管中不僅含有大量的Cr、Ni等貴重元素，還含有一定量的W、Nb、Co、Mo等其它貴重元素，這種爐管價格昂貴，材料難得，一旦使用期滿破損後，大多廠家都只能把它當不鏽鋼廢料賣掉，或者存放待處理。據粗略估計，我國更換下來的廢舊爐管已累計達數千餘噸以上，這是一筆很大的經濟損失。
目前，國外關於回收再生技術方面相近的或者相關的文獻報導有1.「超合金廢料加工和痕量元素的考慮」《1977年賓夕法尼亞匹茲堡真空冶煉會議文集》作者R·S·CREMISIO等2.「Ni基超合金再生的物理冶金問題」《物理學報》VO1 14A NO3 1983.3 作者J·JDEBARBAILLO3.「不鏽鋼廢料在高頻感應磁性電爐中的熔煉」蘇·《鑄造生產》NO10 1982 作者B·H·ЯKOBЛEBP·Г·HAЧИEB他們都就超合金廢料的回收再生技術進行了試驗和探討，如對18-8廢鋼回收通過爐渣成份和冶煉工藝的控制，把S.P含量降到很低的水平，加鋁錠處理鋼水，降低渣中的SiO9含量，為加鈦鐵創造有利條件，使液體金屬中的Ti的氧化大大受到抑制，從而保證合金的性能。但是由於超合金中合金元素種類多，含量高，殘存微量元素影響複雜，對殘餘和痕量元素處理工藝和設備也很複雜。而對於石油化工耐熱材料的回收再生技術還未見報導。
國內目前對於爐管廢料的回收再生技術尚無公開報導。已知的某些廠家曾採用新料加工後剩餘的邊角廢料，而不是經過高溫使用後的廢料進行簡單地回爐重熔，因此，殘存有害元素的矛盾不突出，技術問題也相對簡單。但是對於真正意義上的廢舊爐管而言，簡單地回爐重熔很難達到原先材料所具備的各種性能指標，因此，也就降低了這些回收再生材料的使用價值和經濟價值。
本發明的目的是提供一種方法，能夠使廢舊爐管經過再生處理後，各項性能指標均達到原有材料的規定要求。
本發明的目的這樣實現的1.採用兩次熔煉法，廢舊爐管先經電弧爐精煉脫除部分有害元素，如S、P等，再以中頻感應爐採用吹氬和加入鎳鎂合金0.05～0.5一步精煉。
2.在熔煉過程中，加入多元微量元素，強化合金性能，各微量元素的加入量按以下比例(百分比)Ti 0.05～1.0Nb 0.2～1.5W 0.4～1.8RE 0.1～0.3
下面結合實施例對本發明作進一步詳述。
將廢舊爐管按牌號、受汙程度進行分類，除鏽去汙、乾燥、切割、破碎，塊度以能達到方便地裝料熔煉即可，裝料為100%廢舊爐管。裝料時同時加W鐵。
先在鹼性電弧爐中溶化、精煉，降低廢舊返回料的氣體及其雜物，如S、P。然後在鹼性中頻感應爐中採用不氧化法空氣熔煉。熔煉按感應爐常規要求進行。待爐料熔清後吹氬脫氣，造鹼性渣，取樣分析，除去少量爐渣，再重新造渣，在爐渣流動性良好的狀態下，加入鈮鐵、錳鐵、矽鐵和矽鈣脫氧，再取樣分析，並根據分析結果，調整爐內化學成分，出鋼前5分鐘加入鈦鐵，出鋼時加入稀土及少量鎳鎂合金，鋼水在鋼包中靜置2～3分鐘，即可澆注。
對於HK-40VH再生爐管，強化元素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。
在這些加入合金中，Ti可形成極細的碳化物TiC，這種碳化物在整個高溫暴露期間不會粗化。W進入M23C6形成(Cr、W、Fe)23C6複雜碳化物，能明顯地增加碳化物在高溫應力作用下抗粗化的能力，而Nb的加入則大大提高了合金的蠕變-斷裂強度。三種元素的加入對合金的複合強化，效果又優於某個元素的單獨加入，從而明顯提高合金蠕變-斷裂性能，延緩合金由於長時間高溫暴露引起的過時效而導致強度降低的傾向、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脫硫和淨化鋼水的作用，鎳鎂合金也是起進一步脫硫和脫氧作用。
經過本方法再生的HK-40VH爐管，各項性能指標均達到ASTMA608標準。
1.金相組織HK-40VH為奧氏體+少量一次碳化物+在晶界上分布的奧氏體與碳化物組成的層狀共晶組織，與HK-40類合金相同。
2.膨脹系列在21℃～700℃內，HK-40VH和HK-40熱膨脹係數相同，(15.4～17.5)×10-6/℃。
3.抗氧化性能在空氣中，850℃、950℃、1050℃時抗氧化性能、比重、熱導係數、磁導率HK-40VH和HK-40相同。
本持久強度是根據試驗室初步試驗數據外推所得到的結果。
權利要求
一種涉及轉化爐中高溫合金爐管的回收再生技術，其特徵是廢舊爐管先經電弧爐精煉一次再經中頻感應爐採用吹氬和加入鎳鎂合金進一步精煉，在熔煉過程中加入多元微量元素，微量元素及鎳鎂合金的加入量按以下比例(百分比)Ti0.05～1.0Nb0.2～1.5W 0.4～1.8RE0.1～0.3鎳鎂合金 0.05～0.5。
全文摘要
本發明屬於一種用於轉化爐中高溫合金爐管的回收再生技術。其特徵是廢舊爐管經過兩次熔煉，並在熔煉中採用吹氬和加入鎳鎂合金及多種強化元素，使再生後的爐管各項性能均達到原有材料所規定的要求。
文檔編號C22C33/04GK1101381SQ9311839
公開日1995年4月12日 申請日期1993年10月7日 優先權日1993年10月7日
發明者徐自立 申請人:化學工業部化工機械研究院, 蘭州煉油化工機械廠