[发明专利]裂解炉炉管用镍基高温合金

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及冶金工业，是一种裂解炉炉管用镍基高温合金。

(二)背景技术：

乙烯产品，广泛应用于工业、军事、农业、日常生活等各个方面。同时，乙烯装置的大小、多少、产量等，也是体现一个国家化工技术能力的高低。而乙烯等产品的生产，主要是高温装置裂解炉中的裂解炉管。裂解炉炉管的使用要求要抗高温、抗高温变形、抗腐蚀、抗渗碳等。并要求在高温高压下连续工作10万小时。因此对乙烯裂解炉中的裂解管材质综合性能要求高，生产难度大，技术含量高。

以前和现在的乙烯裂解炉炉管通常使用HK40或HPNb材质来生产炉管。根据使用情况，常有炉管在使用过程中出现裂纹，高温热变形大，抗渗碳能力差，易结焦，鼓包等缺陷，炉管的使用寿命短，使生产成本增大。

㈢发明内容：

本发明的目的是要解决采用现有HK40或HPNb材质生产的裂解炉炉管，在使用过程中出现裂纹、高温热变形大，抗渗碳能力差，易结焦、鼓包等问题，提供一种综合性能好的裂解炉炉管用镍基高温合金。

本发明的设计方案是：其化学成份重量百分比为：C 0.40-0.60，Si 1.00-1.80，Mn 0.80-1.50，P＜0.03，S＜0.02，Cr 34.00-37.00，Ni 43.00-47.00，Nb 0.80-1.50，Mo≤0.5，Zr 0.02-0.20，Ti 0.02-0.20，Ce 0.02-0.20，其余为Fe和微量杂质。

本发明从合金成份及含量入手，提高Cr、Ni的含量，并进行微合金化处理，来改变合金的组织结构，从而提高产品的综合使用性能。

本发明与现有技术相比，有如下优点：

1、Cr、Ni含量提高，改善金属组织奥氏体的热稳定性等，从而克服炉管高温使用的热变形。

2、提高Cr、Ni含量，并经微合金化处理，细化了晶粒，形成强化相，减少蠕变应力。

3、提高新型镍基高温合金的高温强度，比相应的合金高出6％--10％以上。

4、本研发的镍基高温合金使用温度可在原有的温度基础上提高100℃左右，缩短了裂解时间，提高了乙烯产量，节约能源。

5、与进口相应材质的炉管相比，价格低30％--50％以上，为用户节省成本。同时，该发明的高温合金炉管在高温装置上使用后高温性能、热变形、抗渗碳等性能优于国际同类产品的水平。

本发明的综合性能见下表：

本合金由于Cr、Ni含量高，为全奥氏体与共晶组织，同时由于C含量的增加，提高了合金的热强性，并同合金元素形成各类碳化物，起固溶强化作用，也与合金生产间隙相强化晶界，提高了合金的高温性能。

(四)具体实施方式：

例1：采用500kg中频感应电炉熔炼，按本发明设计方案称重化学成分为：C 2.00kg，Si 5.00kg，Mn 4.00kg，P 0.05kg，S 0.02kg，Cr 170.00kg，Ni 215.00kg，Nb 4.00kg，Mo 0.50kg，Zr 0.1kg，Ti0.1kg，Ce 0.1kg，其余为Fe和微量杂质。将配料全部入炉融化后取样分析成分含量，并升温打打渣、脱氧工作。成份中如有偏差，应进行成份调整，成分合格，钢水脱氧好，温度符合工艺要求后，可做出钢准备。出钢时炉内和钢包加入微合金化处理。

应用本发明合金，可采用卧式离心铸造方法来生产裂解炉炉管。

例2：采用500kg中频感应电炉熔炼，按本发明设计方案称重化学成分为：C 2.50kg，Si 6.50kg，Mn 5.00kg，P 0.13kg，S 0.05kg，Cr 180.00kg，Ni 225.00kg，Nb 6.00kg，Mo 1.50kg，Zr 0.50kg，Ti 0.50kg，Ce 0.50kg，其余为Fe和微量杂质。将配料全部入炉融化后取样分析成分含量，并升温打打渣、脱氧工作。成份中如有偏差，应进行成份调整，成分合格，钢水脱氧好，温度符合工艺要求后，可做出钢准备。出钢时炉内和钢包加入微合金化处理。

应用本发明合金，可采用卧式离心铸造方法来生产裂解炉炉管。