專利名稱：重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用在石油化工的重油催化裂化裝置中，處在高溫氧化腐蝕環(huán)境的流道管體的材料，是一種高溫耐磨合金鋼金屬材料。
石油化工的重油催化裂化裝置內(nèi)部，是處在高溫?zé)煔馀c大流量催化劑的高速沖刷和高溫氧化腐蝕的環(huán)境中，特別是再生器下部燒焦罐里分布板流道的短管材料，需要具很高的耐磨損性能?，F(xiàn)在人們所采用的材料是高鉻耐磨合金鑄鐵或稱高鉻鑄鐵材料，如其中含鈷的高鉻鑄鐵材料含有貴金屬鈷，其碳含量為2.4-2.7％，鉻含量為24-27％，錳含量0.5-1.5％，硅含量為0.5-1％。這種材料的短管在裝置中使用，最低的不到三個月就損壞了，有的也只能使用6、7個月就損壞，大大影響了裝置的正常使用，而且含有貴金屬鈷和高含量的鉻，使得材料及短管的生產(chǎn)成本很高。這種材料短管的硬度為HRC48，在重油催化裂化裝置內(nèi)部的高溫?zé)煔馀c大流量催化劑狀態(tài)下硬度只有HRC35。除此之外，還有從耐腐蝕角度，采用了非金屬材料或金屬與非金屬復(fù)合，但都因高溫和溫度的變化造成裂紋脫落，損壞嚴重，影響正常的使用。
本發(fā)明的目的是提供一種使用壽命較長、成本較低，重油催化裂化裝置中耐高溫磨損的短管材料。
本發(fā)明的重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，仍是合金鋼材料，含有碳、硅和錳及磷、硫等元素，其特征在于外加有8-15％鎢2-6％釩。本發(fā)明的材料不采用貴金屬鈷，總的合金含量也較低，從而降低了成本。由于加有金屬鎢，并形成鎢、釩的復(fù)合碳化物分布在合金里，大大增強了在高溫狀態(tài)下的耐磨性。雖然合金的含量較低，也比高鉻的鑄鐵材料的短管更具有高溫耐磨性，特別是增加的釩，有效地維持了高溫狀態(tài)下顯微組織的穩(wěn)定性和鎢的碳化物的穩(wěn)定性，保持高溫狀態(tài)的耐腐蝕性，保持高溫狀態(tài)的高硬度。為了降低釩的使用量，進一步降低材料的成本，還可以外加有2-4％鉬。這樣就增加了釩和鉬配合使用的效果，配合使用所達到的維持高溫細化晶粒的效果要好于各自單獨的作用。還可以外加2-4％鉻，與金屬鎢、釩或者鎢、釩、鉬形成多元素的碳化物分布在合金里，進一步增加高溫狀態(tài)的耐磨性。為了進一步提高含有鎢和釩及鉬合金的耐腐蝕性，碳的含量最好降低，最碳的含量最好為0.8-1.6％。硅的含量一般為0.4-0.6％，錳的含量一般為0.6-1％，磷、硫的含量還是應(yīng)小于0.04％。為了進一步細化合金晶粒，最好外加有0.1-0.3％稀土鈦。
本發(fā)明與已有的技術(shù)相比，具有增加和保持在高溫條件下的硬度，硬度值可達HRC≥60，長期處在高溫狀態(tài)使用后的硬度HRC≥44，在高速沖刷和高溫氧化腐蝕狀態(tài)下也能有較高的壽命，比已有的高鉻耐磨合金鑄鐵及含鈷的高鉻鑄鐵提高五倍以上，成本價格卻有所下降，而且還具有強度、韌性高，安裝不易破碎，受熱沖擊性強等特點。
下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明。
實施例1、一種本發(fā)明重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，是一種合金鋼材料，其含有碳1.84％、硅1.01％、錳0.32％及其他雜質(zhì)磷0.043％、硫0.024％，外加有13.5％鎢、2.7％釩。按照合金鋼熔煉工藝熔煉，經(jīng)鑄造制成上述材料的短管，并經(jīng)熱處理，形成了硬度為HRC≥64的高溫耐磨短管。其在高溫700-720℃和催化劑氣流24m/s條件下工作，使用壽命最低達18個月，比含鈷高鉻鑄鐵材料短管提高了5倍。該高溫耐磨短管材料使用后的硬度還能達到HRC≥45。該本發(fā)明的短管材料DL與已有的兩種高鉻耐磨合金鑄鐵SY、LY對比無沖擊磨粒磨損實驗結(jié)果見下面的例表，磨損實驗條件為載荷2.75公斤，石英砂粒度70-140目，砂流量80g/min，底盤硬度121.7HB，磨損時間20秒。
無沖擊磨粒磨損試驗結(jié)果 實施例2、一種本發(fā)明重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，仍是合金鋼材料，含有碳0.8％、硅0.6％、錳1％及其他雜質(zhì)磷0.03％、硫0.04％，外加有10％鎢、6％釩、2％鉻。按照合金鋼相應(yīng)的熔煉工藝熔煉，并經(jīng)鑄造制成上述材料的短管，并經(jīng)熱處理，形成了硬度為HRC≥62的高溫耐磨短管。在高溫700-720℃和催化劑氣流24m/s條件下工作，使用壽命達到最低16個月多，比含鈷高鉻鑄鐵材料短管提高了4倍多。該高溫耐磨短管材料使用后的硬度還能達到HRC45。
實施例3、一種本發(fā)明重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，仍是合金鋼材料，含有碳1.4％、硅0.45％、錳0.75％及其他雜質(zhì)磷0.035％、硫0.03％，外加有11％鎢、4％釩、2.5％鉻、2％鉬。按照合金鋼相應(yīng)的熔煉工藝熔煉，并經(jīng)鑄造制成上述材料的短管，并經(jīng)熱處理方，形成了硬度為HRC66的高溫耐磨短管。在高溫700-720℃和催化劑氣流24m/s條件下工作，使用壽命達到最低24個月，比高鉻鑄鐵等材料短管提高了7倍。該高溫耐磨短管材料使用后的硬度還能達到HRC≥50。
實施例4、一種本發(fā)明重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，仍是合金鋼材料，含有碳1.6％、硅0.5％、錳0.6％及其他雜質(zhì)磷0.04％、硫0.04％，外加有12％鎢、2％釩、4％鉻、4％鉬、0.1％鈦。按照合金鋼相應(yīng)的熔煉工藝熔煉，并經(jīng)精密鑄造制成上述材料的短管，并經(jīng)合金鋼常用的熱處理方法處理，形成了硬度為HRC≥65的高溫耐磨短管。在高溫700-720℃和催化劑氣流24m/s條件下工作，使用壽命達到最低24個月多，比高鉻鑄鐵等材料短管提高了7倍多。該高溫耐磨短管材料使用后的硬度還能達到HRC≥53。
實施例5、一種本發(fā)明重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，仍是合金鋼材料，含有碳1.6％、硅0.5％、錳0.6％及其他雜質(zhì)磷0.04％、硫0.04％，外加有14.5％鎢、3％釩、3％鉻、3％鉬、0.28％鈦。按照合金鋼相應(yīng)的熔煉工藝熔煉，經(jīng)鑄造制成上述材料的短管，并經(jīng)熱處理，形成了硬度為HRC≥65的高溫耐磨短管。在高溫700-720℃和催化劑氣流24m/s條件下工作，使用壽命達到最低26個月多，比高鉻鑄鐵等材料短管提高了8倍。該高溫耐磨短管材料使用后的硬度還能達到HRC≥56。
實施例6、一種本發(fā)明重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，仍是合金鋼材料，含有碳1.84％、硅1.01％、錳0.32％及其他雜質(zhì)磷0.043％、硫0.024％，外加有8.5％鎢、2％釩、3％鉬。按照合金鋼相應(yīng)的熔煉工藝熔煉，經(jīng)鑄造制成上述材料的短管，并經(jīng)熱處理，形成了硬度為HRC≥63的高溫耐磨短管。在高溫700-720℃和催化劑氣流24m/s條件下工作，使用壽命達到最低19個月，比高鉻鑄鐵等材料短管提高了5倍多。
權(quán)利要求
1.一種重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，是合金鋼材料，含有碳、硅、錳及磷、硫等元素，其特征在于外加有8-15％鎢、2-6％釩。
2.如權(quán)利要求1所說的重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，其特征在于外加有2-4％鉬。
3.如權(quán)利要求1或2所說的重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，其特征在于外加有2-4％鉻。
4.如權(quán)利要求1或2所說的重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，其特征在于碳的含量為0.8-1.6％，磷、硫的含量小于0.04％。
5.如權(quán)利要求1或2所說的重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，其特征在于外加有0.1-0.3％稀土鈦。
6.如權(quán)利要求3所說的重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，其特征在于外加有0.1-0.3％稀土鈦。
7.如權(quán)利要求1或2所說的重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，其特征在于加有10-12％的鎢。
8.如權(quán)利要求3所說的重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料，其特征在于加有10-12％的鎢。
全文摘要
重油催化裂化裝置的高溫耐磨短管材料,是合金鋼材料,含有碳、硅和錳及磷、硫等元素,外加有8－15%鎢、2－6%釩。為了降低釩的使用量及材料的成本,進一步提高性能還可以外加有2－4%鉬。材料不采用貴金屬鈷,總的合金含量也較低,從而降低了成本。由于加有金屬鎢,并形成鎢、釩及鉬復(fù)合碳化物分布在合金里,大大增強了在高溫狀態(tài)下的耐磨性。雖然合金的含量較低,也比高鉻的鑄鐵材料的短管更具有高溫耐磨性。
文檔編號F16L9/00GK1339558SQ0012293
公開日2002年3月13日 申請日期2000年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月23日
發(fā)明者徐延偉 申請人:徐延偉