高温合金炉管的回收再生技术制造技术

本发明专利技术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。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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·JDEBARBAILLO3.“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·ЯKOBЛEBP·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的使用价值和经济价值。本专利技术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。本专利技术的目的这样实现的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 0.05～1.0Nb 0.2～1.5W 0.4～1.8RE 0.1～0.3下面结合实施例对本专利技术作进一步详述。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。权利要求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)Ti0.05～1.0Nb0.2～1.5W 0.4～1.8RE0.1～0.3镍镁合金 0.05～0.5。全文摘要本专利技术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。文档编号C22C33/04GK1101381SQ9311839公开日1995年4月12日 申请日期1993年10月7日 优先权日1993年10月7日专利技术者徐自立 申请人:化学工业部化工机械研究院, 兰州炼油化工机械厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
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. ０５～１. ０Ｎｂ ０ . ２～１. ５Ｗ ０. ４～１. ８ＲＥ ０. １～０. ３镍镁合金 ０. ０５～０. ５。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐自立，
申请(专利权)人：化学工业部化工机械研究院，兰州炼油化工机械厂，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]