專利名稱：高溫合金爐管的回收再生技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于轉(zhuǎn)化爐中高溫合金爐管的回收再生技術(shù)。
石油化工加熱爐如轉(zhuǎn)化爐內(nèi)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，一旦使用期滿破損后，大多廠家都只能把它當(dāng)不銹鋼廢料賣掉，或者存放待處理。據(jù)粗略估計，我國更換下來的廢舊爐管已累計達(dá)數(shù)千余噸以上，這是一筆很大的經(jīng)濟(jì)損失。
目前，國外關(guān)于回收再生技術(shù)方面相近的或者相關(guān)的文獻(xiàn)報導(dǎo)有1.“超合金廢料加工和痕量元素的考慮”《1977年賓西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(xué)報》VO1 14A NO3 1983.3 作者J·JDEBARBAILLO3.“不銹鋼廢料在高頻感應(yīng)磁性電爐中的熔煉”蘇·《鑄造生產(chǎn)》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(shù)進(jìn)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(chuàng)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。但是由于超合金中合金元素種類多，含量高，殘存微量元素影響復(fù)雜，對殘余和痕量元素處理工藝和設(shè)備也很復(fù)雜。而對于石油化工耐熱材料的回收再生技術(shù)還未見報導(dǎo)。
國內(nèi)目前對于爐管廢料的回收再生技術(shù)尚無公開報導(dǎo)。已知的某些廠家曾采用新料加工后剩余的邊角廢料，而不是經(jīng)過高溫使用后的廢料進(jìn)行簡單地回爐重熔，因此，殘存有害元素的矛盾不突出，技術(shù)問題也相對簡單。但是對于真正意義上的廢舊爐管而言，簡單地回爐重熔很難達(dá)到原先材料所具備的各種性能指標(biāo)，因此，也就降低了這些回收再生材料的使用價值和經(jīng)濟(jì)價值。
本發(fā)明的目的是提供一種方法，能夠使廢舊爐管經(jīng)過再生處理后，各項性能指標(biāo)均達(dá)到原有材料的規(guī)定要求。
本發(fā)明的目的這樣實現(xiàn)的1.采用兩次熔煉法，廢舊爐管先經(jīng)電弧爐精煉脫除部分有害元素，如S、P等，再以中頻感應(yīng)爐采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(qiáng)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(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
將廢舊爐管按牌號、受污程度進(jìn)行分類，除銹去污、干燥、切割、破碎，塊度以能達(dá)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。
先在堿性電弧爐中溶化、精煉，降低廢舊返回料的氣體及其雜物，如S、P。然后在堿性中頻感應(yīng)爐中采用不氧化法空氣熔煉。熔煉按感應(yīng)爐常規(guī)要求進(jìn)行。待爐料熔清后吹氬脫氣，造堿性渣，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(tài)下，加入鈮鐵、錳鐵、硅鐵和硅鈣脫氧，再取樣分析，并根據(jù)分析結(jié)果，調(diào)整爐內(nèi)化學(xué)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。
對于HK-40VH再生爐管，強(qiáng)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(xì)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(jìn)入M23C6形成(Cr、W、Fe)23C6復(fù)雜碳化物，能明顯地增加碳化物在高溫應(yīng)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(qiáng)度。三種元素的加入對合金的復(fù)合強(qiáng)化，效果又優(yōu)于某個元素的單獨加入，從而明顯提高合金蠕變-斷裂性能，延緩合金由于長時間高溫暴露引起的過時效而導(dǎo)致強(qiáng)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凈化鋼水的作用，鎳鎂合金也是起進(jìn)一步脫硫和脫氧作用。
經(jīng)過本方法再生的HK-40VH爐管，各項性能指標(biāo)均達(dá)到ASTMA608標(biāo)準(zhǔn)。
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(nèi)，HK-40VH和HK-40熱膨脹系數(shù)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(dǎo)系數(shù)、磁導(dǎo)率HK-40VH和HK-40相同。
本持久強(qiáng)度是根據(jù)試驗室初步試驗數(shù)據(jù)外推所得到的結(jié)果。
權(quán)利要求
一種涉及轉(zhuǎn)化爐中高溫合金爐管的回收再生技術(shù)，其特征是廢舊爐管先經(jīng)電弧爐精煉一次再經(jīng)中頻感應(yīng)爐采用吹氬和加入鎳鎂合金進(jìn)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(fā)明屬于一種用于轉(zhuǎn)化爐中高溫合金爐管的回收再生技術(shù)。其特征是廢舊爐管經(jīng)過兩次熔煉，并在熔煉中采用吹氬和加入鎳鎂合金及多種強(qiáng)化元素，使再生后的爐管各項性能均達(dá)到原有材料所規(guī)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(yōu)先權(quán)日1993年10月7日
發(fā)明者徐自立 申請人:化學(xué)工業(yè)部化工機(jī)械研究院, 蘭州煉油化工機(jī)械廠