CN105499529A - 炉管柱状晶组织形成方法及温度控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种炉管柱状晶组织形成方法及温度控制装置，采用离心铸造浇注工艺，首先对离心铸造型筒加热，达到预定温度后保温，将铸造钢水注入离心铸造型筒，通过温度控制装置确保整个离心铸造过程中铸造钢水与离心铸造型筒之间的温度梯度，从而获得所需柱状晶组织比例的炉管。离心铸造型筒下方的加热***和冷却***可以确保离心铸造管段生产时，铸造钢水与离心铸造型筒之间的温度梯度，从而确保离心铸造炉管的柱状晶组织的比例。

Description

炉管柱状晶组织形成方法及温度控制装置
技术领域
本发明属于高温合金材料制备技术领域，具体涉及一种石油化工用炉管柱状晶金相组织形成方法及温度控制装置。
背景技术
在石油化工行业中的乙烯裂解炉管或制氢转化炉管都工作在1000℃左右，工作周期为8-10年，所以一般都对柱状晶组织所占比例有要求。炉管结晶组织最外层为薄薄的细晶层，然后是柱状晶组织，这种组织由于逐层生长，具有较高的抗氧化、耐腐蚀性能。所以用户要求柱状晶组织在一定比例范围内，例如要求60-80%。柱状晶组织生长主要取决于浇注的钢水温度与浇注用型筒的温度梯度之差。因此，要准确控制炉管柱状晶组织的比例难度很大。
发明内容
为了克服现有技术领域存在的上述缺陷，本发明的目的在于，提供一种炉管柱状晶组织形成方法及温度控制装置，控制石油化工用耐热合金炉管柱状晶组织比例。
本发明提供的炉管柱状晶组织形成方法，采用离心铸造浇注工艺，首先对离心铸造型筒加热，达到预定温度后保温，将铸造钢水注入离心铸造型筒，通过温度控制装置确保整个离心铸造过程中铸造钢水与离心铸造型筒之间的温度梯度，从而获得所需柱状晶组织比例的炉管。
一种用于生产如上述方法制备的炉管柱状晶组织的温度控制装置，其设置在离心铸造型筒下方，它包括加热***、冷却***、控制***，所述加热***包括天然气压力表、天然气主管道、天然气薄膜调压阀、天然气电控截止阀、天然气支管道、天然气支管道管夹、天然气末管道、天然气电子打火器，天然气主管道与天然气支管道之间设有天然气薄膜调压阀和天然气电控截止阀，天然气支管道与天然气末管道之间设有天然气支管道管夹，天然气末管道终端设有天然气电子打火器，天然气主管道设有天然气压力表；所述冷却***包括冷却水主管道、冷却水手动截止阀、冷却水电控截止阀、冷却水支管道、冷却水末管道、冷却水雾化喷头，冷却水主管道与冷却水支管道之间设有冷却水手动截止阀和冷却水电控截止阀，冷却水末管道终端设有冷却水雾化喷头，型筒温度由型筒测温装置测量，型筒温度、阀的开关等工艺参数实时反馈给控制***，并进行实时在线控制。
本发明提供的炉管柱状晶组织形成方法及温度控制装置，其有益效果在于，离心铸造型筒下方的加热***和冷却***可以确保离心铸造管段生产时，铸造钢水与离心铸造型筒之间的温度梯度，从而确保离心铸造炉管的柱状晶组织的比例。
附图说明
图1是本发明温度控制装置的原理图；
图2是图1的A-A向结构示意图；
图3是炉管离心浇注设备的工作状态图。
图中标注：
1.天然气电子打火器；2.型筒测温装置；3.冷却水手动截止阀；4.冷却水电控截止阀；5.冷却水主管道；6.冷却水支管道；7.天然气支管道管夹；8.天然气压力表；9.天然气主管道；10.天然气薄膜调压阀；11.天然气电控截止阀；12.天然气支管道；13.冷却水末管道；14.天然气末管道；15.支撑架；16.冷却水雾化喷头；17.离心铸造型筒。
具体实施方式
下面参照附图，结合一个实施例，对本发明提供的炉管柱状晶组织形成方法及温度控制装置进行详细的说明。
参照图1-图3，温度控制装置设置在离心铸造型筒17下方，它包括加热***、冷却***、控制***，所述加热***包括天然气压力表8、天然气主管道9、天然气薄膜调压阀10、天然气电控截止阀11、天然气支管道12、天然气支管道管夹7、天然气末管道14、天然气电子打火器1，天然气主管道9与天然气支管道12之间设有天然气薄膜调压阀10和天然气电控截止阀11，天然气支管道12与天然气末管道14之间设有天然气支管道管夹7，天然气末管道14终端设有天然气电子打火器1，天然气主管道9设有天然气压力表8；所述冷却***包括冷却水主管道5、冷却水手动截止阀3、冷却水电控截止阀4、冷却水支管道6、冷却水末管道13、冷却水雾化喷头16，冷却水主管道5与冷却水支管道6之间设有冷却水手动截止阀3和冷却水电控截止阀4，冷却水末管道13终端设有冷却水雾化喷头16，型筒温度由型筒测温装置2测量，型筒温度、阀的开关等工艺参数实时反馈给控制***，并进行实时在线控制，天然气末管道14和冷却水末管道13通过支撑架15设置在离心铸造型筒17下方。
本发明的炉管柱状晶组织形成方法，采用离心铸造浇注工艺，首先对离心铸造型筒17加热，达到预定温度后保温，将铸造钢水注入离心铸造型筒17，通过温度控制装置确保整个离心铸造过程中铸造钢水与离心铸造型筒17之间的温度梯度，从而获得所需柱状晶组织比例的炉管。
当每天开始生产时，浇注用的离心铸造型筒17可以放在烘干窑中加热，当达到要求温度时进行保温，在浇注前调到离心铸造机上进行浇注。铸造钢水与浇注前型筒温度按照设定值有个温度梯度，在这个温度梯度下浇注离心铸造炉管，可以使柱状晶组织达到60-80%以上。如果连续浇注时离心铸造型筒17的温度一定会上升，为了保证浇注时具有一定的温度梯度，可以采用离心铸造型筒17下方的冷却***进行冷却，如果生产时天气温度较低，铸造型通温度降的较快，也可以采用离心铸造型筒17下方的火焰加热***进行加热，以确保离心铸造管段生产时，铸造钢水与离心铸造型筒17之间的温度梯度，从而确保离心铸造炉管的柱状晶组织的比例。
实施例
炉管外径73㎜、内径59㎜、单边厚度7㎜、单边加工量4㎜的乙烯裂解炉管。
ZG40Cr35Ni45Nb合金采用离心浇注工艺，其化学成分为：C：0.40%-0.48%；Si：1.20%-2.00%；Mn：1.0%-2.0%；P≤0.03%；S≤0.03%；Cr：33.0%-36.0%；Ni：43.0%-46.0%；Nb：0.8%-1.5%。在铸造钢水浇注温度为1580℃-1600℃、型筒浇注前端温度为240℃-290℃、型筒浇注尾端温度为270℃-320℃、型筒转速为2200rpm的工艺方案下制备出炉管外径73㎜、内径59㎜、单边厚度7㎜、单边加工量4㎜的乙烯裂解炉管，所制备炉管的柱状晶组织在60%-80%之间。

Claims (2)

1.一种炉管柱状晶组织形成方法，采用离心铸造浇注工艺，其特征在于：首先对离心铸造型筒加热，达到预定温度后保温，将铸造钢水注入离心铸造型筒，通过温度控制装置确保整个离心铸造过程中铸造钢水与离心铸造型筒之间的温度梯度，从而获得所需柱状晶组织比例的炉管。
2.一种用于生产如权利要求1所述的炉管柱状晶组织的温度控制装置，其设置在离心铸造型筒下方，其特征在于：它包括加热***、冷却***、控制***，所述加热***包括天然气压力表、天然气主管道、天然气薄膜调压阀、天然气电控截止阀、天然气支管道、天然气支管道管夹、天然气末管道、天然气电子打火器，天然气主管道与天然气支管道之间设有天然气薄膜调压阀和天然气电控截止阀，天然气支管道与天然气末管道之间设有天然气支管道管夹，天然气末管道终端设有天然气电子打火器，天然气主管道设有天然气压力表；所述冷却***包括冷却水主管道、冷却水手动截止阀、冷却水电控截止阀、冷却水支管道、冷却水末管道、冷却水雾化喷头，冷却水主管道与冷却水支管道之间设有冷却水手动截止阀和冷却水电控截止阀，冷却水末管道终端设有冷却水雾化喷头，型筒温度由型筒测温装置测量，型筒温度、阀的开关等工艺参数实时反馈给控制***，并进行实时在线控制。
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