權利要求書: 1.一種防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管的制備方法,其特征在于,采用中頻感應電爐熔煉,具體制備工藝步驟如下:
①采用廢舊哈氏合金、金屬鋁、中碳鉻鐵和鈮鐵配料,先將質量分數60?62%的廢舊哈氏合金、25?26%的中碳鉻鐵和1.8?2.0%的鈮鐵,在中頻感應電爐內混合加熱熔化,金屬熔液熔清后,往爐內繼續(xù)加入質量分數10?12%的金屬鋁,廢舊哈氏合金、金屬鋁、中碳鉻鐵和鈮鐵的質量分數之和為100%;鋁全部熔化后,將爐內金屬熔液升溫至1672?1694℃,然后將金屬熔液出爐到澆包,并用喂絲機往澆包內加入多元合金線;多元合金線的尺寸為多元合金線加入量占進入澆包內金屬熔液質量分數的1.6?1.8%,多元合金線化學組成及其質量分數是18.37?18.71%Si,6.20?6.57%Ti,15.66?15.90%Y,12.17?
12.46%B,6.03?6.39%Ca,5.04?5.37%Mg,3.19?3.42%N,余量為Fe和不可避免的雜質;
②澆包內金屬熔液,經扒渣、靜置后,當溫度降至1521?1538℃,澆入臥式離心機上高速旋轉1800?1850轉/分鐘的鑄型內,凝固完畢后,離心機停機;將鑄件從離心機上的鑄型中取出,打磨清理后,入爐加熱至350?380℃,保溫8?10小時后,爐冷至溫度低于150℃后,出爐空冷至室溫,即可獲得防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管;
所述廢舊哈氏合金的化學組成及其質量分數是22.07?22.63%Cr,12.84?13.31%Mo,
2.91?3.39%W,0.02?0.08%C,<0.80%Si,<0.60%Mn,<0.1%Al,<0.03%P,<0.03%S,<
5.0%Fe,余量為Ni和不可避免的雜質;
所述中碳鉻鐵的化學組成及其質量分數是60.33?60.87%Cr,1.78?1.91%C,2.14?
2.35%Si,<0.04%P,<0.03%S,余量為Fe和不可避免的雜質;
所述鈮鐵的化學組成及其質量分數是70.12?70.57%Nb,<0.04%C,<0.03%S,<0.04%P,2.54?2.77%Al,0.81?0.96%Si,<0.30%Mn,余量為Fe和不可避免的雜質。
2.按照權利要求1所述的方法制備得到的乙烯裂解爐管。
說明書: 一種防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管及其制備方法技術領域[0001] 本發(fā)明公開了一種乙烯裂解爐管及其制備方法,特別涉及一種防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管及其制備方法,屬于乙烯裂解爐管技術領域。
背景技術[0002] 乙烯裂解爐管工況條件十分惡劣,為了提高乙烯裂解爐管的使用壽命,增加鎳含量是有效措施之一。但是,鎳含量的大幅度提高,會大幅度增加爐管成本。此外,鎳含量增加
后,爐管抗結焦性能下降,為了提高乙烯裂解爐管的防氧化抗結焦能力,中國發(fā)明專利CN
103469096公開了一種乙烯裂解爐管材質用耐熱鋼及乙烯裂解爐管的制備方法,該耐熱鋼
的重量百分比成分為:C:0.5?1.5%,Si:0.5?1.5%,Mn:0.5?1.5%,Cr:30?35%,Ni:15?
20%,Nb:0.1?0.5%,
稀土Ce:0.05?0.1%,S≤0.03%,P≤0.03%,其余為Fe。該發(fā)明通過改
變化學成分,然后通過離心鑄造的方法和輔以一定的熱處理工藝,可制備出外層為奧氏體
和少量的Cr7C3型碳化物,內層為Cr7C3型碳化物和微量的奧氏體的乙烯裂解爐管。中國發(fā)明
專利CN103788987還公開了一種防氧化、抗結焦的烴類裂解爐管及其制備方法。將裂解爐
管作為桶形陰極,單質鉬、單質硅及改性物質置于桶形陰極內,通過輝光放電原理形成鉬離
子、硅離子及改性物質離子,在爐管內表層形成MoSi2與改性物質的復合滲透層。該滲透層
可以減少爐管高溫氧化和滲碳,減少烴類在蒸汽裂解過程中焦炭在爐管內表面的沉積,顯
著延長運行周期和使用壽命。中國發(fā)明專利CN103788983還公開了一種抗結焦的烴類裂解
爐管及其制備方法。裂解爐管在含有H2和水蒸氣的低氧分壓氣體氛圍下進行兩階段的高溫
熱處理,最終在內表面形成錳鉻尖晶石涂層。第一階段中H2與水蒸氣的摩爾比在1792~107
之間,第二階段中H2與水蒸氣的摩爾比在1~1791之間。錳鉻尖晶石的結構式為MnxCr3?
xO4,其中x的數值為0.5~1.5。該涂層可以在烴類裂解過程中減少焦炭在輻射段爐管內壁
的沉積,延長了爐管的運行周期和使用壽命。中國發(fā)明專利CN104293371還公開了一種在線
預氧化烴類裂解爐管的方法,將氧化性混合氣體通入裂解爐管,使裂解爐管內表面在氧化
性混合氣體氛圍中進行氧化處理,所述的氧化性混合氣體包括氫氣與水蒸氣,其中水蒸氣
的體積為氧化性混合氣體總體積的20.1~69.9%。該發(fā)明的方法可以在裂解裝置上在線進
行預氧化,成本低廉,可以減少焦炭在裂解爐管內壁的沉積50%以上。中國發(fā)明專利
CN103788986還公開了一種抗結焦的烴類裂解爐管及其制備方法。首先將裂解爐管作為桶
形陰極,單質錳或錳鋁的混合物,通過輝光放電原理形成錳離子或錳離子、鋁離子的混合
物,在高溫下沿晶體缺陷快速滲入爐管內表層,形成錳元素或錳、鋁元素的滲透層;然后在
含有H2和水蒸氣的低氧分壓氣體氛圍下進行高溫熱處理,在裂解爐管的內表面形成錳鉻尖
晶石或者錳鋁尖晶石涂層。該涂層可以減少裂解爐管的結焦和滲碳,延長了爐管的運行周
期和使用壽命。中國發(fā)明專利CN103421531還公開了一種減輕裂解爐管結焦方法。采用以下
步驟:在裂解爐管內表面的抑焦涂層涂覆之前,對裂解爐管內表面進行預處理;在裂解爐管
內表面涂敷抗結焦涂層;在裂解原料中添加結焦抑制劑。該發(fā)明是通過抗結焦技術的復合
來降低結焦的形成,大大減少了烴類高溫裂解結焦速率,延長了烴類裂解設備使用周期。中
國發(fā)明專利CN102807887還公開了一種抑制烴類裂解爐管催化結焦的裂解爐管及其制造方
法。所述的爐管包括基體和與基體結合的氧化膜;所述的氧化膜為三層氧化物復合而成的
氧化膜;其中,靠近基體的內層氧化物含有SiO2、CeO2、Y2O3中的至少一種;中間層氧化物選
自Cr2O3、FeO、Fe2O3、NiO中的至少一種;表層氧化物選自MnO、MnxCr3?xO4中的至少一種,x為
0.5~1.5。該裂解爐管是由將鎳鉻合金爐管管材在低氧分壓氣體中進行分步升溫熱處理,
在其內表面生成一種三層氧化物復合而成的氧化膜所制得。該發(fā)明的裂解爐管的氧化膜中
的Fe、Ni含量很低,用于烴類裂解爐生產低碳數烯烴時,可以顯著抑制裂解爐輻射段爐管的
催化結焦。
[0003] 中國發(fā)明專利CN102899067還公開了一種裂解爐管及其制備方法和應用,該裂解爐管包括裂解爐管基體,附著在裂解爐管基體內壁表面的惰性涂層,該惰性涂層為能夠防
止焦炭與裂解爐管基體接觸且不與裂解原料和/或裂解產物發(fā)生反應的涂層,所述惰性涂
層具有平均孔半徑為0.5?15nm的多孔結構,其比表面積為1m2/g至小于150m2/g;所述惰性
涂層還能夠催化焦炭和水蒸氣發(fā)生反應;或者,所述惰性涂層表面還附著能夠催化焦炭和
水蒸氣發(fā)生反應的活性催化層;或者,所述惰性涂層還能夠催化焦炭和水蒸氣發(fā)生反應,且
該惰性涂層表面還附著能夠催化焦炭和水蒸氣發(fā)生反應的活性催化層。該發(fā)明提供的裂解
爐管具有抗結焦性能好、耐高溫且環(huán)保的優(yōu)點。中國發(fā)明專利CN104294271還公開了一種在
線預涂覆烴類裂解爐管的方法,將涂覆氣體通入裂解爐管,所述涂覆氣體包括有機鋁蒸汽
與載氣,涂覆氣體與爐管內表面進行氧化反應和氣相沉積反應,所述載氣包括H2、N2、Ar、He
中至少一種。該發(fā)明的方法可以在裂解裝置上在線進行預涂覆,成本低廉,可以減少焦炭在
裂解爐管內壁的沉積70%以上。中國發(fā)明專利CN102899066還公開了一種裂解爐管及其制
備方法和應用,所述裂解爐管包括裂解爐管基體、附著在裂解爐管基體內壁表面的粘結層
和附著在所述粘結層表面的抗結焦、抗?jié)B碳層;所述粘結層為能夠粘結所述裂解爐管基體
和抗結焦、抗?jié)B碳層并能夠防止焦炭與裂解爐管基體接觸的涂層,所述抗結焦、抗?jié)B碳層為
能夠防止焦炭與裂解爐管基體接觸且不與裂解原料和/或裂解產物發(fā)生反應的涂層;所述
粘結層和抗結焦、抗?jié)B碳層具有微孔結構,所述粘結層的微孔結構的平均孔半徑小于所述
抗結焦、抗?jié)B碳層的微孔結構的平均孔半徑。該發(fā)明提供的烯烴生產方法操作簡單、抗結焦
性能好。中國發(fā)明專利CN102807886還公開了一種烴類裂解爐管在線燒焦過程中抑制結焦
的方法,所述的方法包括在所述的烴類裂解爐管的在線燒焦后期,在1~5大氣壓下,以載氣
攜帶有機硅蒸汽進入裂解爐管的輻射段,所述的有機硅在爐管內壁氣相沉積后形成SiO2涂
層。該發(fā)明的方法,所生成的SiO2涂層會減少下周期裂解結焦;且其技術工藝簡單,便于實
施,對下游系統(tǒng)無不良影響,能夠有效降低燒焦過程對爐管的氧化,從而延長爐管的使用壽
命,而且能夠減少裂解過程的結焦量,延長裂解爐的操作周期。
[0004] 中國發(fā)明專利CN102399570還公開了一種抑制乙烯裂解爐輻射段爐管結焦和滲碳的方法。該發(fā)明的方法包括將石油烴引入乙烯裂解爐中,使其通過所述的乙烯裂解爐的輻
射段爐管進行熱裂解;所述的裂解爐管內表面具有一層至少包含下列中一種元素的氧化物
膜:Cr、Ni、Fe、Mn、La、Ce、Y;所述的金屬氧化物薄膜的厚度為0.1~20μm。使用該發(fā)明的方
法,可以顯著抑制裂解爐輻射段爐管結焦和滲碳,不需要對現有的乙烯裝置進行改造,只是
在裂解爐需要更換爐管時更換本發(fā)明的內表面具有金屬氧化物膜的爐管即可;效果顯著,
可以減少焦炭在裂解爐輻射段爐管內壁的沉積60%以上。中國發(fā)明專利CN102399569還公
開了一種減緩乙烯裂解爐輻射段爐管結焦和滲碳的方法。該方法包括將石油烴引入乙烯裂
解爐中,使其通過所述的乙烯裂解爐的輻射段爐管進行熱裂解;所述的輻射段爐管內表面
具有一層至少包含下列中一種元素的氧化物膜:Cr、Ni、Fe、Mn、Al、Si、B;所述的裂解爐管內
表面氧化物膜厚度為0.1~10μm。本發(fā)明的方法用于乙烯裂解爐生產低碳數烯烴時,可以顯
著減緩焦炭在裂解爐輻射段爐管內壁的沉積達70%以上。中國發(fā)明專利CN102399571還公
開了一種減緩乙烯裂解爐管結焦和滲碳的裂解爐管及其制造方法。所述的裂解爐管內表面
具有一層至少包含下列中一種元素的氧化物膜:Cr、Ni、Fe、Mn、Al、Si、B。其制造方法包括將
包含有Cr、Ni、Fe、Mn、C元素的鎳鉻合金在裂解爐管常規(guī)制造過程中直接加入選自Al、Si或B
中的至少一種元素制成管材,再將所述的管材在低氧分壓氣氛下進行熱處理,在其內表面
生成一層金屬和/或非金屬的氧化物薄膜。該發(fā)明的裂解爐管用于石油烴裂解爐生產低碳
數烯烴時,可以減少焦炭在爐管內壁的沉積70%以上。中國發(fā)明專利CN102399572一種抗
結焦、抗?jié)B碳的裂解爐管及其制造方法。本發(fā)明所述的裂解爐管內表面具有一層至少包含
下列中一種元素的氧化物膜:Cr、Ni、Fe、Mn、La、Ce、Y。其制造方法包括將包含有Cr、Ni、Fe、
Mn、C元素的鎳鉻合金在裂解爐管常規(guī)制造過程中直接加入選自La、Ce或Y中的至少一種元
素制成管材,再將所述的管材在低氧分壓氣氛下進行熱處理,在其內表面生成一層金屬的
氧化物薄膜。該發(fā)明的爐管用于石油烴裂解爐生產低碳數烯烴時,可以減少焦炭在輻射段
爐管內壁的沉積60%以上。中國發(fā)明專利CN102251225還公開了一種減少烴類裂解爐爐管
結焦的處理方法及涂層預處理液。所述的方法包括氣相沉積和鈍化處理步驟;其中使用的
涂層預處理液的溶質為含有抗結焦性能的元素的化合物A組分,或A組分和含有摻雜元素的
化合物B組分;所述A組分中的抗結焦性能的元素選自Si、Al、Ti中的一種或多種;所述B組分
中的摻雜元素選自Cr、稀土元素、堿金屬元素、堿土金屬元素中的一種或多種;所述的B組分
和A組分的重量比為(0~0.5)∶1;所述的涂層預處理液的溶劑選自水、甲醇、乙醇、乙二醇、
苯、甲苯、乙苯和四氫呋喃中的一種或多種;所述的預處理溶液的濃度為1~15wt.%。該發(fā)
明工藝簡單,便于實施,環(huán)境友好,對下游系統(tǒng)無不良影響,能夠有效減少裂解過程中的結
焦量,延長裂解爐操作周期。
[0005] 但是,上述爐管材料仍存在貴重合金元素加入量較多,以及爐管抗氧化性能較差等不足。
發(fā)明內容[0006] 本發(fā)明克服現有技術的不足,在廢舊哈氏合金中,加入較多的鋁和鉻,提高抗氧化能力,并加入適量硼,提高爐管高溫強度。
[0007] 一種防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管的制備方法,其特征在于,采用中頻感應電爐熔煉,具體制備工藝步驟如下:
[0008] ①采用廢舊哈氏合金、金屬鋁、中碳鉻鐵和鈮鐵配料,先將質量分數60?62%的廢舊哈氏合金、25?26%的中碳鉻鐵和1.8?2.0%的鈮鐵,在中頻感應電爐內混合加熱熔化,金
屬熔液熔清后,往爐內繼續(xù)加入質量分數10?12%的金屬鋁,廢舊哈氏合金、金屬鋁、中碳鉻
鐵和鈮鐵的質量分數之和為100%;鋁全部熔化后,將爐內金屬熔液升溫至1672?1694℃,然
后將金屬熔液出爐到澆包,并用喂絲機往澆包內加入多元合金線;多元合金線的尺寸為
多元合金線加入量占進入澆包內金屬熔液質量分數的1.6?1.8%,多元合金線
化學組成及其質量分數是18.37?18.71%Si,6.20?6.57%Ti,15.66?15.90%Y,12.17?
12.46%B,6.03?6.39%Ca,5.04?5.37%Mg,3.19?3.42%N,余量為Fe和不可避免的雜質;
[0009] ②澆包內金屬熔液,經扒渣、靜置后,當溫度降至1521?1538℃,澆入臥式離心機上高速旋轉1800?1850轉/分鐘的鑄型內,凝固完畢后,離心機停機;將鑄件從離心機上的鑄型
中取出,打磨清理后,入爐加熱至350?380℃,保溫8?10小時后,爐冷至溫度低于150℃后,出
爐空冷至室溫,即可獲得防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管。
[0010] 如上所述廢舊哈氏合金的化學組成及其質量分數是22.07?22.63%Cr,12.84?13.31%Mo,2.91?3.39%W,0.02?0.08%C,<0.80%Si,<0.60%Mn,<0.1%Al,<0.03%P,<
0.03%S,<5.0%Fe,余量為Ni和不可避免的雜質。
[0011] 如上所述中碳鉻鐵的化學組成及其質量分數是60.33?60.87%Cr,1.78?1.91%C,2.14?2.35%Si,<0.04%P,<0.03%S,余量為Fe和不可避免的雜質。
[0012] 如上所述鈮鐵的化學組成及其質量分數是70.12?70.57%Nb,<0.04%C,<0.03%S,<0.04%P,2.54?2.77%Al,0.81?0.96%Si,<0.30%Mn,余量為Fe和不可避免的雜質。
[0013] 本發(fā)明采用廢舊哈氏合金、金屬鋁、中碳鉻鐵和鈮鐵配料,先將質量分數60?62%的廢舊哈氏合金、25?26%的中碳鉻鐵和1.8?2.0%的鈮鐵,在中頻感應電爐內混合加熱熔
化,金屬熔液熔清后,往爐內繼續(xù)加入質量分數10?12%的金屬鋁,廢舊哈氏合金、金屬鋁、
中碳鉻鐵和鈮鐵的質量分數之和為100%。其中廢舊哈氏合金中含有較多的鎳、鎢、鉬元素,
可以大幅度提高爐管的高溫強度。加入鋁和中碳鉻鐵,可以大幅度提高爐管的抗高溫氧化
能力,特別是鋁元素密度較低,在離心鑄造過程中,多數富集于爐管內表面,可以提高爐管
的抗結焦能力。鋁全部熔化后,將電爐內金屬熔液升溫至1672?1694℃,然后將金屬熔液出
爐到澆包,并用喂絲機往澆包內加入多元合金線;多元合金線的尺寸為 多元合
金線加入量占進入澆包內金屬熔液質量分數的1.6?1.8%,多元合金線化學組成及其質量
分數是18.37?18.71%Si,6.20?6.57%Ti,15.66?15.90%Y,12.17?12.46%B,6.03?6.39%
Ca,5.04?5.37%Mg,3.19?3.42%N,余量為Fe和不可避免的雜質。由于爐管原材料主要是廢
舊哈氏合金,因此,加入多元合金線,可以凈化金屬熔液,提高金屬熔液內在質量。特別是多
元合金線中,還含有15.66?15.90%Y和12.17?12.46%B,可以進一步提高爐管高溫性能。多
元合金線中6.20?6.57%Ti和3.19?3.42%N的加入,可以進一步細化爐管凝固組織,提高爐
管綜合力學性能。澆包內金屬熔液,經扒渣、靜置后,當溫度降至1521?1538℃,澆入臥式離
心機上高速旋轉的鑄型內,確保爐管組織致密。凝固完畢后,離心機停機;將鑄件從離心機
上的鑄型中取出,打磨清理后,入爐加熱至350?380℃,保溫8?10小時,用于消除爐管內應
力。爐冷至溫度低于150℃后,出爐空冷至室溫,即可獲得防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管。
[0014] 本發(fā)明與現有技術相比,具有以下優(yōu)點:[0015] 1)本發(fā)明爐管以廢舊哈氏合金、金屬鋁、中碳鉻鐵和鈮鐵做主要原料,原料價格低廉,爐管制造成本低;
[0016] 2)本發(fā)明爐管由于釔的加入以及鋁在離心力作用下多數富集于爐管內表面,可以提高爐管的抗結焦能力;
[0017] 3)本發(fā)明爐管具有優(yōu)異的抗高溫氧化能力,且高溫強度高,爐管使用壽命長,比普通耐熱鋼爐管壽命提高120%以上。
具體實施方式[0018] 以下結合實施例對本發(fā)明做進一步詳述,但本發(fā)明并不限于以下實施例。[0019] 實施例1:[0020] 一種防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管,采用1000公斤中頻感應電爐熔煉,具體制備工藝步驟如下:
[0021] ①采用廢舊哈氏合金(廢舊哈氏合金的化學組成及其質量分數是22.07%Cr,13.31%Mo,2.91%W,0.08%C,0.67%Si,0.44%Mn,0.08%Al,0.022%P,0.017%S,3.62%
Fe,余量為Ni和不可避免的雜質)、金屬鋁、中碳鉻鐵(中碳鉻鐵的化學組成及其質量分數是
60.87%Cr,1.78%C,2.35%Si,0.038%P,0.025%S,余量為Fe和不可避免的雜質)和鈮鐵
(鈮鐵的化學組成及其質量分數是70.12%Nb,0.036%C,0.021%S,0.029%P,2.77%Al,
0.81%Si,0.18%Mn,余量為Fe和不可避免的雜質)配料,先將質量分數60%的廢舊哈氏合
金、26%的中碳鉻鐵和2.0%的鈮鐵,在1000公斤中頻感應電爐內混合加熱熔化,金屬熔液
熔清后,往爐內繼續(xù)加入質量分數12%的金屬鋁,廢舊哈氏合金、金屬鋁、中碳鉻鐵和鈮鐵
的質量分數之和為100%;鋁全部熔化后,將爐內金屬熔液升溫至1672℃,然后將金屬熔液
出爐到澆包,并用喂絲機往澆包內加入多元合金線;多元合金線的尺寸為 多元合
金線加入量占進入澆包內金屬熔液質量分數的1.6%,多元合金線化學組成及其質量分數
是18.37%Si,6.57%Ti,15.66%Y,12.46%B,6.03%Ca,5.37%Mg,3.19%N,余量為Fe和不
可避免的雜質;
[0022] ②澆包內金屬熔液,經扒渣、靜置后,當溫度降至1521℃,澆入臥式離心機上高速旋轉1800轉/分鐘的鑄型內,凝固完畢后,離心機停機;將鑄件從離心機上的鑄型中取出,打
磨清理后,入爐加熱至350℃,保溫10小時后,爐冷至溫度低于150℃后,出爐空冷至室溫,即
可獲得防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管。
[0023] 實施例2:[0024] 一種防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管,采用3000公斤中頻感應電爐熔煉,具體制備工藝步驟如下:
[0025] ①采用廢舊哈氏合金(廢舊哈氏合金的化學組成及其質量分數是22.63%Cr,12.84%Mo,3.39%W,0.03%C,0.58%Si,0.55%Mn,0.05%Al,0.020%P,0.013%S,4.26%
Fe,余量為Ni和不可避免的雜質)、金屬鋁、中碳鉻鐵(中碳鉻鐵的化學組成及其質量分數是
60.33%Cr,1.91%C,2.14%Si,0.035%P,0.021%S,余量為Fe和不可避免的雜質)和鈮鐵
(鈮鐵的化學組成及其質量分數是70.57%Nb,0.033%C,0.017%S,0.032%P,2.54%Al,
0.96%Si,0.11%Mn,余量為Fe和不可避免的雜質)配料,先將質量分數62%的廢舊哈氏合
金、25%的中碳鉻鐵和1.8%的鈮鐵,在3000公斤中頻感應電爐內混合加熱熔化,金屬熔液
熔清后,往爐內繼續(xù)加入質量分數11.2%的金屬鋁,廢舊哈氏合金、金屬鋁、中碳鉻鐵和鈮
鐵的質量分數之和為100%;鋁全部熔化后,將爐內金屬熔液升溫至1694℃,然后將金屬熔
液出爐到澆包,并用喂絲機往澆包內加入多元合金線;多元合金線的尺寸為 多元
合金線加入量占進入澆包內金屬熔液質量分數的1.8%,多元合金線化學組成及其質量分
數是18.71%Si,6.20%Ti,15.90%Y,12.17%B,6.39%Ca,5.04%Mg,3.42%N,余量為Fe和
不可避免的雜質;
[0026] ②澆包內金屬熔液,經扒渣、靜置后,當溫度降至1538℃,澆入臥式離心機上高速旋轉1850轉/分鐘的鑄型內,凝固完畢后,離心機停機;將鑄件從離心機上的鑄型中取出,打
磨清理后,入爐加熱至380℃,保溫8小時后,爐冷至溫度低于150℃后,出爐空冷至室溫,即
可獲得防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管。
[0027] 實施例3:[0028] 一種防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管,采用1500公斤中頻感應電爐熔煉,具體制備工藝步驟如下:
[0029] ①采用廢舊哈氏合金(廢舊哈氏合金的化學組成及其質量分數是22.38%Cr,12.97%Mo,3.19%W,0.06%C,0.49%Si,0.36%Mn,0.08%Al,0.017%P,0.022%S,2.95%
Fe,余量為Ni和不可避免的雜質)、金屬鋁、中碳鉻鐵(中碳鉻鐵的化學組成及其質量分數是
60.67%Cr,1.81%C,2.18%Si,0.025%P,0.020%S,余量為Fe和不可避免的雜質)和鈮鐵
(鈮鐵的化學組成及其質量分數是70.36%Nb,0.034%C,0.021%S,0.035%P,2.61%Al,
0.87%Si,0.23%Mn,余量為Fe和不可避免的雜質)配料,先將質量分數62%的廢舊哈氏合
金、26%的中碳鉻鐵和2.0%的鈮鐵,在1500公斤中頻感應電爐內混合加熱熔化,金屬熔液
熔清后,往爐內繼續(xù)加入質量分數10%的金屬鋁,廢舊哈氏合金、金屬鋁、中碳鉻鐵和鈮鐵
的質量分數之和為100%;鋁全部熔化后,將爐內金屬熔液升溫至1683℃,然后將金屬熔液
出爐到澆包,并用喂絲機往澆包內加入多元合金線;多元合金線的尺寸為 多元合
金線加入量占進入澆包內金屬熔液質量分數的1.7%,多元合金線化學組成及其質量分數
是18.51%Si,6.47%Ti,15.73%Y,12.30%B,6.18%Ca,5.22%Mg,3.25%N,余量為Fe和不
可避免的雜質;
[0030] ②澆包內金屬熔液,經扒渣、靜置后,當溫度降至1527℃,澆入臥式離心機上高速旋轉1830轉/分鐘的鑄型內,凝固完畢后,離心機停機;將鑄件從離心機上的鑄型中取出,打
磨清理后,入爐加熱至360℃,保溫9小時后,爐冷至溫度低于150℃后,出爐空冷至室溫,即
可獲得防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管。
[0031] 本發(fā)明爐管以廢舊哈氏合金、金屬鋁、中碳鉻鐵和鈮鐵做主要原料,原料價格低廉,爐管制造成本低;本發(fā)明爐管由于釔的加入以及鋁在離心力作用下多數富集于爐管內
表面,可以明顯提高爐管的抗結焦能力,使用兩年后,結焦厚度小于1.5mm(其中本發(fā)明實
施例1為1.47mm,實施例2為1.35mm,實施例3為1.44mm);本發(fā)明爐管具有優(yōu)異的抗高溫
氧化能力,且高溫強度高,本發(fā)明上述實施例的爐管在1100℃、25MPa試驗應力條件下高溫
持久斷裂時間均大于120小時(其中實施例1為135小時,實施例2為136小時,實施例3為139
小時),爐管使用壽命長,比普通耐熱鋼爐管壽命提高120%以上。使用本發(fā)明爐管,可以延
長爐管定修周期,減輕工人勞動強度,推廣應用具有良好的經濟和社會效益。
聲明:
“防氧化抗結焦的乙烯裂解爐管及其制備方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)