一种化工装备降膜用纯镍管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种化工装备降膜用纯镍管及其制备方法，属于镍铬冶炼和常用有色金属压延加工领域。其配方比例按质量百分比计如下：包括：Ni+Co≥99.0%和Ti 0.05%‑0.60%，杂质元素控制Cu≤0.015%、Si≤0.03%、Mn≤0.002%、Mg≤0.01%；通过真空熔炼、电渣重熔、锻造、斜轧穿孔、管坯修磨、联合轧制、内孔修磨和退火制备而成。采用上述配方及工艺可以有效控制降膜用纯镍管的有害杂质元素C、S、P等含量控制在较低限以内，同时添加Ti元素，增强了镍管的强度，使镍管材在工作环境条件下的变形抗力大大提高。通过以上成分控制、加工工艺提高了产品的成品率、降低生产成本，减少了夹杂等有害物质含量，强度和延伸性能有明显的提高，增强了镍管在使用时的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种化工装备降膜用纯镍管及其制备方法
本专利技术涉及一种化工装备降膜用纯镍管及其制备方法，属于镍铬冶炼和常用有色金属压延加工领域。
技术介绍
化工装备降膜用纯镍管在氯碱行业是不可或缺的材料。在化工产业中，烧碱制备装备和烧碱行业占据着重要的地位。烧碱具有很强的腐蚀性，特别是在高温、高浓度碱环境下，对构成相关质检设备技术材料的腐蚀危害更大。自从我国制碱工业引进瑞士BERTRAM公司的降膜式固碱节能高效制碱工艺技术后，一改传统的大锅蒸发式的能耗高、固碱效率低、环境污染严重落后的工艺。而降膜式制碱工艺装置中，与碱液直接发生作用的核心材料为——纯镍管。在相当长一段时间内，降膜用纯镍管选用进口的N02201材质镍管，其相当于国内的N5或N6牌号的镍管。该材料C含量最大值达到了0.02%，S含量高达0.01%，而对于P元素更是没有给出明确的规定。有害元素C是造成镍管在碱环境中发生晶间腐蚀的主要元素；有害元素S、P直接影响管材的塑性、延展性等，也是导致纯镍管在机械加工、塑性变形、热处理等工艺过程中形成表面微裂纹的主要原因。有害杂质元素含量过高将会加速降膜用纯镍管在高温碱环境下腐蚀、变形加速，变形加速将会导致降膜过程中降膜用纯镍管表面成膜不均匀，而出现局部的干壁现象，严重影响降膜装备的使用寿命。频繁调整或更换降膜用纯镍镍管，大大增加工业降膜制碱的成本，同时严重降低固碱生产的效率。另外，在上述材料降膜管使用过程中易产生弯曲变形，使得降膜固碱过程中，中心管——纯镍管内壁成膜不均匀而影响纯镍管自身的使用寿命，从而增加降膜固碱的成本，降低固碱生产的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述不足之处，提供一种化工装备降膜用纯镍管及其制备方法。本专利技术的技术方案，一种化工装备降膜用纯镍管，配方比例按质量百分比计如下：包括：Ni+Co≥99.0%和Ti0.05%-0.60%。控制其中杂质元素如下：C≤0.01%、S≤0.01%、P≤0.01%、Cu≤0.015%、Si≤0.03%、Mn≤0.002%和Mg≤0.01%。其中Ti元素的加入增加了纯镍管的强度，使其在使用过程中的抗变形强度增强，从而提高了纯镍管的使用寿命，并且Ti元素含量需控制在一定范围内，避免增加碳化物的形成及有害相的形成。而C元素的控制含量的控制，则增强了纯镍管的耐晶间腐蚀性能，S、P等含量的控制则提高了纯镍管的机械加工性能。提高了化工装备降膜用纯镍管的使用寿命，增加了降膜效率，降低了成本。所述化工装备降膜用纯镍管的制备方法，步骤如下：（1）真空熔炼：取电解镍，在10-1~10-2MPa真空条件下，1500-1600℃下熔炼2-3h制备纯镍铸锭；（2）电渣重熔：对步骤（1）制备所得纯镍铸锭进行电渣重熔，化渣电压32-40V，电流1-3kA；（3）锻造：对步骤（2）所得重熔的铸锭进行锻造，终锻温度不低于要求温度30-50℃，锻造得到圆形锻坯；（4）斜轧穿孔：通过斜轧穿孔将锻造后的圆形锻坯轧得到荒管；（5）管坯修磨：将穿孔后的荒管进行切头、表面修磨；（6）联合轧制：将步骤（5）中的荒管联合轧至所需成品管尺寸；（7）定尺锯切、修磨整理：对步骤（6）所得成品管进行定尺锯切，并将定尺锯切后的纯镍管的内、外表面修磨整理；（8）退火：将步骤（7）中所得的镍管进行成品退火，退火温度为550-800℃。步骤（1）中在熔炼后期加入以电解镍质量计，Ti0.05%-0.6%。步骤（1）中熔炼后期加入以电解镍质量计，Ni-Mg合金0.01%-0.08%；所述Ni-Mg合金中Mg含量的比例为10%-30%。对步骤（6）所制备的成品管进行逐根水压试验，最大试验压力为6.9MPa。步骤（4）所述荒管外径为159mm，壁厚12mm。步骤（7）定尺锯切至每段管5-7m长。本专利技术的有益效果：与原有化工装备降膜用纯镍管相比，本专利技术化工装备降膜用纯镍管采用上述真空感应熔炼和电渣重熔，严格控制了有害杂质元素C、S、P等元素的含量，提高了纯镍管在降膜固碱过程中的耐腐蚀性能，机械加工性能，同时添加元素Ti，增强了纯镍管的强度，减小了降膜过程中出现局部干壁现象的发生，增加了纯镍管的使用寿命。另外采用本专利技术的加工工艺增加了纯镍管材的成品率，降低了生产成本。打破国外对进口化工装备降膜用纯镍管的垄断现象。附图说明图1是本专利技术所述化工装备降膜用纯镍管的结构示意图。具体实施方式实施例1本专利技术提供一种化工装备降膜用纯镍管，具体结构如图1所示。其特征是按质量百分比计配方如下，包括：Ni+Co≥99.0%、Ti0.3%、Ni-Mg合金0.02%。并控制有害杂质元素含量：C≤0.01%、S≤0.01%、P≤0.01%、Cu≤0.015%、Si≤0.03%、Mn≤0.002%、Mg≤0.01%。其制备工艺如下：（1）真空熔炼：取电解镍，在10-1MPa-10-2MPa真空条件下，1500℃熔炼3h，在熔炼后期先后加入以电解镍质量计，Ti0.3%、Ni-Mg合金0.02%，制备纯镍铸锭；所述Ni-Mg合金中Mg含量的比例为10%。（2）电渣重熔：对步骤（1）制备所得纯镍锭进行电渣重熔，化渣电压32V，电流3kA；（3）锻造：终锻温度，不得低于要求温度30℃，钢坯锻打完毕，如有严重裂纹应予以清除，锻造成品为圆形锻坯；（4）斜轧穿孔：通过斜轧穿孔将锻造后的坯料轧至外径为159mm，壁厚12mm的荒管。（5）管坯修磨：将穿孔后的荒管进行切头、修磨；（6）轧制：将步骤（5）中的管坯通过多次轧制得到外径为57mm，壁厚3.5mm的成品管尺寸。（7）水压试验：对步骤（6）所制备的管材进行逐根水压试验，最大试验压力为6.9MPa。（8）定尺锯切、修磨整理：对步骤（7）所得管坯进行定尺锯切至6m长，并将定尺锯切后的纯镍管的内、外壁修磨整理。（9）退火：将步骤（8）中所得的镍管进行成品退火，退火温度为550℃。实施例2本专利技术提供一种化工装备降膜用纯镍管，具体结构如图1所示。其特征是按质量百分比计配方如下，包括：Ni+Co≥99.0%、Ti0.60%、Ni-Mg合金0.04%。并控制有害杂质元素含量：C≤0.01%、S≤0.01%、P≤0.01%、Cu≤0.015%、Si≤0.03%、Mn≤0.002%、Mg≤0.01%。其制备工艺如下：（1）真空熔炼：按重量百分比计取电解镍在10-1MPa-10-2MPa真空条件下，1600℃熔炼2h，在熔炼后期先后加入Ti0.6%、Ni-Mg合金0.04%，制备纯镍铸锭；所述Ni-Mg合金中Mg含量的比例为30%。（2）电渣重熔：对步骤（1）制备所得纯镍锭进行电渣重熔，化渣电压40V，电流1kA；（3）锻造：终锻温度，不得低于要求温度50℃，钢坯锻打完毕，如有严重裂纹应予以清除，锻造成品为圆形锻坯；（4）斜轧穿孔：通过斜轧穿孔将锻造后的坯料轧至外径为159mm，壁厚12mm的荒管。（5）管坯修磨：将穿孔后的荒管进行切头、修磨；（6）轧制：将步骤（5）中的管坯通过多次轧制得到外径为112mm，壁厚3.5mm的成品管尺寸。（7）水压试验：对步骤（6）所制备的管材进行逐根水压试验，最大试验压力为6.9MPa。（8）定尺锯切、修磨整理：对步骤（7）所得管坯进行定尺锯切至6.5m长，并将定尺锯切后的纯镍管的内、外壁修磨整理。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化工装备降膜用纯镍管，其特征是配方比例按质量百分比计如下：包括：Ni+Co≥99.0%和Ti 0.05%‑0.60%。

【技术特征摘要】
1.一种化工装备降膜用纯镍管，其特征是配方比例按质量百分比计如下：包括：Ni+Co≥99.0%和Ti0.05%-0.60%。2.如权利要求1所述化工装备降膜用纯镍管，其特征是按质量百分比计控制其中杂质元素如下：C≤0.01%、S≤0.01%、P≤0.01%、Cu≤0.015%、Si≤0.03%、Mn≤0.002%和Mg≤0.01%。3.如权利要求1所述化工装备降膜用纯镍管，其特征是：所述化工装备降膜用纯镍管的尺寸规格为外径50-120mm，壁厚3-4mm，长度为5-7m。4.权利要求1-3之一所述化工装备降膜用纯镍管的制备方法，其特征是步骤如下：（1）真空熔炼：取电解镍，在10-1~10-2MPa真空条件下，1500-1600℃下熔炼2-3h制备纯镍铸锭；（2）电渣重熔：对步骤（1）制备所得纯镍铸锭进行电渣重熔，化渣电压32-40V，电流1-3kA；（3）锻造：对步骤（2）所得重熔的铸锭进行锻造，终锻温度不低于要求温度30-50℃，锻造得到圆形锻坯；（4）斜轧穿孔：通过斜轧穿孔将锻造后的圆形锻坯轧得到荒管；（5）管坯修磨：将穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：李淑苹，李华兵，浦益龙，周向东，郑晓飞，
申请(专利权)人：无锡隆达金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32