JPH0735555B2 - Heat resistant wrought steel for ethylene decomposition furnace tube - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ナフサ、エタン、ガスオイル等を水蒸気と
ともに750℃〜1100℃の温度で加熱炉内に設けられた耐
熱鋼管内で分解し、エチレン等の軽質不飽和炭化水素を
製造する目的に使用される管（以下、エチレン分解炉管
という）の素材として用いる耐熱鍛伸鋼に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention decomposes naphtha, ethane, gas oil, etc. with steam in a heat-resistant steel pipe provided in a heating furnace at a temperature of 750 ° C to 1100 ° C, The present invention relates to a heat-resistant forged steel used as a material for a pipe (hereinafter referred to as an ethylene decomposition furnace pipe) used for the purpose of producing a light unsaturated hydrocarbon such as ethylene.

（従来の技術） エチレン分解炉管においては、合成樹脂（ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、塩化ビニル等）の需要増加に伴
い、エチレンの収率向上の点から反応が高温化し、また
反応速度向上のため小径管、異形管採用の動きが活発化
してきた。このような分解炉管（クラッキングチューブ
ともいう）の管内表面は、操業中に高温の含炭素化合物
流体、すなわち浸炭性のガス雰囲気にさらされるため、
一定の速度で雰囲気から炭素管内表面上に析出するいわ
ゆるコーキングが生じる。なお、同じ浸炭性ガス雰囲気
中で生じる浸炭は、雰囲気中の炭素が管内表面から鋼内
部に拡散浸透し、鋼の機械的性質を劣化させる現象であ
って、コーキングは浸炭とは本質的に異なる現象であ
る。このコーキングによりガス相から炭素が多量に析出
堆積すると管内面の有効断面積を狭めるため、しばしば
ΔＰの上昇、加熱効率の低下等の操業上の弊害を生ず
る。従って、実操業においては一定頻度でクラッキング
チューブ内部の炭素を機械的に除去するいわゆるデコー
キングを行う必要があり、かかる操作のため装置の定常
運転が妨げられて生産量が落ち、プロセスの経済性が悪
化する。このような問題は、分解炉管を収率、収量を上
げるのに有利な小径管にする程厳しくなることが予想さ
れることから、経済性が向上する小径管の導入も見合わ
されているのが現状である。(Prior art) In the ethylene cracking furnace tube, a small-diameter tube is used to increase the reaction temperature as the demand for synthetic resins (polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, etc.) increases, and to improve the ethylene yield. , The movement of adopting odd-shaped tubes has become active. Since the inner surface of such a cracking furnace tube (also called a cracking tube) is exposed to a high temperature carbon-containing compound fluid during operation, that is, a carburizing gas atmosphere,
So-called coking occurs which deposits on the inner surface of the carbon tube from the atmosphere at a constant rate. Note that carburizing that occurs in the same carburizing gas atmosphere is a phenomenon in which carbon in the atmosphere diffuses and permeates from the inner surface of the pipe into the steel, degrading the mechanical properties of the steel, and caulking is essentially different from carburizing. It is a phenomenon. When a large amount of carbon is deposited and deposited from the gas phase due to this coking, the effective cross-sectional area of the inner surface of the tube is narrowed, and this often causes operational problems such as an increase in ΔP and a decrease in heating efficiency. Therefore, in actual operation, it is necessary to perform so-called decoking, which mechanically removes carbon inside the cracking tube at a fixed frequency, and this operation hinders the steady operation of the device, reducing the production amount, and making the process economical. Becomes worse. Since such problems are expected to become more severe as the yield of the cracking furnace tube becomes smaller and the small diameter tube advantageous for increasing the yield, it is expected that the introduction of the small diameter tube will improve the economical efficiency. Is the current situation.

上記のコーキングの防止を目的とした従来技術は極めて
少ない。例えば、特開昭63−31535号公報では、少なく
ともガス相と接触する部材をCrを30％（以下、成分含有
量についての％は全て重量％である）以上含有する合金
で構成した装置が提案されている。これは、Cr含有量が
25％程度の耐熱鋼では、浸炭酸化雰囲気に熱サイクルが
加わる実操業環境下で保護的なCr₂O₃酸化被膜が安定し
て生成せず、Fe、Niの酸化物が外表面に現れ、これらの
遷移金属元素が炭素析出の触媒作用を有しコーキングを
促進するため、酸化物最表面に遷移金属元素を地金内部
から拡散させないよう、Cr₂O₃酸化被膜を安定化する目
的で母材のCr含有量を30％以上にするというのである。There are very few conventional techniques for preventing the above-mentioned caulking. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-31535 proposes a device in which at least a member that comes into contact with the gas phase is made of an alloy containing 30% or more of Cr (hereinafter, all% of the component content are% by weight) Has been done. It has a Cr content of
With a heat-resistant steel of about 25%, a protective Cr ₂ O ₃ oxide film was not stably formed in the actual operating environment where a heat cycle was applied to the carbonation atmosphere, and oxides of Fe and Ni appeared on the outer surface, Since these transition metal elements have a catalytic action for carbon precipitation and promote coking, the mother metal is used for the purpose of stabilizing the Cr ₂ O ₃ oxide film so that the transition metal elements do not diffuse from the inside of the metal to the outermost oxide surface. The Cr content of the material should be 30% or more.

しかしながら、Crを30％以上含有する鋼では、安定した
完全オーステナイト相を得るのにNi含有量を高くする必
要があるため、クリープ強度に大きく寄与する積層欠陥
エネルギーが減少する結果、クリープ強度、衝撃値とも
に極めて低くなる。従って、優れた高温強度を有する材
料として使用されている従来鋼では、高温強度、組織安
定性、製造性等の観点から母材のCr含有量を25％程度に
設定している。なお、、脱酸、加工性改善のため、ある
いはオーステナイト相を得るためのNiの代わりとしてMn
が添加されることがあるが、Mnは、後述するように、酸
化スケール表面を活性化させ、耐コーキング性を悪化さ
せるので、NiのMnによる代替は好ましくない。However, in a steel containing 30% or more of Cr, it is necessary to increase the Ni content in order to obtain a stable complete austenite phase, and as a result, the stacking fault energy, which greatly contributes to the creep strength, is reduced. Both values are extremely low. Therefore, in the conventional steel used as a material having excellent high temperature strength, the Cr content of the base material is set to about 25% from the viewpoints of high temperature strength, structural stability, manufacturability, and the like. It should be noted that Mn is used as a substitute for Ni for deoxidizing, improving workability, or for obtaining an austenite phase.
However, since Mn activates the oxide scale surface and deteriorates coking resistance as described later, substitution of Mn for Ni is not preferable.

また、Cr含有量が30％以上の鋼を使用する場合には、例
えば特開昭63−77736号公報に提案されているように二
重管として適用する方向にある。即ち、高温強度に優れ
る材質を用いた外管と浸炭性ガスと接触する内管から構
成される二重管の内管用材料として用いるのである。二
重管の場合には、耐コーキング性に優れる高Cr材から成
る内管は強度部材とならないため、この分だけ肉厚を厚
くする必要があることから加熱効率の低下、材料費のア
ップ等の問題を有する。また、上記の高Cr鋼は、通常の
API−HP,ASTM−HK40のような耐熱鋼に較べて加工性に劣
るため、製管および施工に際してコストがかかるという
欠点もある。Further, when a steel having a Cr content of 30% or more is used, it tends to be applied as a double pipe as proposed in, for example, JP-A-63-77736. That is, it is used as a material for an inner pipe of a double pipe composed of an outer pipe made of a material excellent in high temperature strength and an inner pipe in contact with a carburizing gas. In the case of a double pipe, the inner pipe made of high Cr material with excellent caulking resistance does not become a strength member, so it is necessary to increase the wall thickness by this amount, so the heating efficiency decreases, the material cost increases, etc. Have the problem of. In addition, the above high Cr steel is
Compared to heat-resistant steels such as API-HP and ASTM-HK40, they are inferior in workability, so they also have the drawback of being expensive in pipe making and construction.

（発明が解決しようとする課題） 上記のような事情から、エチレン分解炉管材料として高
温で高強度を有し、加工性、溶接性その他の実用性能の
点で従来の耐熱鍛伸鋼と同等以上で、しかも耐コーキン
グ性に優れる材料の開発が望まれてきた。本発明は、か
かる要請に応えることを課題とする。(Problems to be Solved by the Invention) From the above circumstances, as an ethylene decomposition furnace tube material, it has high strength at high temperature and is equivalent to conventional heat-resistant wrought steel in terms of workability, weldability and other practical performance. Thus, it has been desired to develop a material having excellent caulking resistance. An object of the present invention is to meet such a demand.

クラッキングチューブの管内表面が実操業条件下でさら
される含炭素化合物主体のガス雰囲気は、鋼にとっては
浸炭性であるため、平衡論的には炭素がガス相から析出
する雰囲気である。The gas atmosphere mainly containing carbon-containing compounds, to which the inner surface of the cracking tube is exposed under actual operating conditions, is carburizing for steel, and is therefore an atmosphere in which carbon precipitates from the gas phase theoretically.

このような炭素析出反応は基本的には一種の表面反応で
あり、鋼表面に生成した酸化スケールの表面性状や表面
反応に大きく影響される。即ち、析出反応には活性の高
い反応サイトが必要であり、Fe、Ni等の遷移金属元素の
他に表面欠陥も反応サイトの一つとして作用する。従っ
て、鋼表面での炭素析出反応を抑制するためには反応サ
イトの数を減らせばよく、そのための一つの方法は、前
掲の特開昭63−31535号公報にも示されているように、C
r含有量を大幅に高め、鋼表面に反応活性の低いCr₂O₃被
膜を安定に生成させることである。Such a carbon deposition reaction is basically a kind of surface reaction, and is greatly influenced by the surface properties and surface reaction of the oxide scale formed on the steel surface. That is, a highly active reaction site is necessary for the precipitation reaction, and in addition to transition metal elements such as Fe and Ni, surface defects act as one of the reaction sites. Therefore, in order to suppress the carbon precipitation reaction on the steel surface, it is sufficient to reduce the number of reaction sites, and one method therefor is, as shown in the above-mentioned JP-A-63-31535, C
It is intended to significantly increase the r content and to stably form a Cr ₂ O ₃ coating having low reaction activity on the steel surface.

しかし、Cr含有量を過大にすると前述のように加工性が
劣化し、またクリープ強度に有利なオーステナイト相を
得ることが困難となるためクリープ強度が低下するとい
う問題があり、また、前述のようにCr含有量を25％程度
に抑えた従来鋼では、生成するCr₂O₃の安定性は十分で
はなく、実操業条件下では酸化スケール最表面にFe、Ni
等の遷移金属を主体とした酸化スケールも生成し、酸化
スケール表面が活性化してしまう。However, if the Cr content is too large, the workability deteriorates as described above, and it becomes difficult to obtain an austenite phase advantageous for creep strength, so there is a problem that the creep strength lowers. In the conventional steel with the Cr content suppressed to around 25%, the stability of the generated Cr ₂ O ₃ was not sufficient, and under actual operating conditions, Fe and Ni were deposited on the outermost surface of the oxide scale.
Oxide scale mainly composed of such transition metals is also generated, and the oxide scale surface is activated.

結局、Cr含有量が25％程度であって、しかも表面活性の
低い被膜が生成するような耐熱鍛伸鋼が最も望ましい。After all, the heat-resistant wrought steel having a Cr content of about 25% and producing a film with low surface activity is most desirable.

本発明の目的は、Cr含有量が30％未満、例えば25％程度
で、高温強度をはじめとする基本的性質が従来の耐熱鍛
伸鋼と同等以上であり、しかもエチレン分解反応条件下
で、表面活性の低い被膜が生成する、耐コーキング性に
優れた耐熱鍛伸鋼を提供することにある。An object of the present invention is that the Cr content is less than 30%, for example, about 25%, the basic properties including high temperature strength are equal to or higher than those of conventional heat-forged steel, and under ethylene decomposition reaction conditions, It is intended to provide a heat-resistant wrought steel having excellent caulking resistance, which produces a film having low surface activity.

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、Cr含有量が約25％前後の耐熱鍛伸鋼の耐
コーキング性を向上させるには、鋼表面（厳密にはその
鋼で製造された管の表面であるが、便宜的に鋼表面と記
す）に生成する酸化スケール表面での炭素析出反応を小
さくする必要があると考え検討を重ねてきた。その結
果、エチレン分解反応の実操業条件下で生成する酸化ス
ケール表面の反応活性には、母材のMnの含有量が大きく
影響し、Mn含有量が増大すると耐コーキング性が悪化す
ることが判明した。(Means for Solving the Problems) The present inventors have found that in order to improve the caulking resistance of heat-resistant forged steel having a Cr content of about 25%, the steel surface (strictly Although it is the surface of the tube, it is necessary to reduce the carbon deposition reaction on the oxide scale surface formed on the surface of the pipe for convenience sake. As a result, it was found that the Mn content of the base material had a great influence on the reaction activity of the oxide scale surface generated under the actual operating conditions of the ethylene decomposition reaction, and that the coking resistance deteriorates when the Mn content increased. did.

これは、MnがFe、Cr、Niよりも酸化され易く、スピネル
型酸化物をつくりやすいこと、および酸化物中のMnは、
容易に他の金属と置換するため、Mn酸化物は格子欠陥や
格子の歪が大きく、この表面の欠陥や置換した遷移金属
が、炭素析出の反応サイトとして作用するため耐コーキ
ング性を著しく悪化させることによるものである。This is because Mn is more easily oxidized than Fe, Cr and Ni, and a spinel type oxide is easily formed, and Mn in the oxide is
Since it easily substitutes for other metals, Mn oxide has large lattice defects and lattice strain, and the surface defects and substituted transition metals act as reaction sites for carbon precipitation, which significantly deteriorates coking resistance. This is due to the fact.

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであっ
て、その要旨は下記およびの組成をもつ耐熱鍛伸鋼
にある。The present invention was made based on the above findings, and the gist thereof is a heat-resistant forged steel having the following composition.

C:0.05〜0.30％、Si:5％以下、Mn:0.40％以下、Cr:
15％以上30％未満、Ni:15〜50％、Ti:0.01〜2.0％、Al:
0.01〜2.0％、および、B:0.001〜0.03％とZr:0.005〜0.
3％の１種以上を含有し、残部はFeおよび不可避的不純
物からなり、不純物中のＰは0.04％以下、Ｓは0.03％以
下であることを特徴とする耐コーキング性に優れたエチ
レン分解炉管用耐熱鍛伸鋼。C: 0.05 to 0.30%, Si: 5% or less, Mn: 0.40% or less, Cr:
15% or more and less than 30%, Ni: 15-50%, Ti: 0.01-2.0%, Al:
0.01-2.0%, B: 0.001-0.03% and Zr: 0.005--0.
An ethylene cracking furnace with excellent coking resistance, containing 3% or more of 1 type and the balance Fe and unavoidable impurities, and P in the impurities is 0.04% or less and S is 0.03% or less. Heat-resistant forged steel for pipes.

上記の成分に加えて、更にMo:0.5〜3.0％を含有
する鋼。Steel containing Mo: 0.5 to 3.0% in addition to the above components.

（作用） 上記本発明の耐熱鍛伸鋼は、例えば、ASTMのHK40、API
のALLOY800H、同じくHPのような従来から知られているC
r含有量が30％未満の耐熱鋼を、エチレン分解炉管用と
して改良したものである。従って、Cr以外の合金成分の
含有量も従来この用途に用いられてきた耐熱鍛伸鋼と基
本的には同じでよく、本出願人が特開昭57−23050号公
報によって提案した耐熱鍛伸鋼のうちのCr含有量の上限
を30％未満とし、かつ前述のように、酸化スケール表面
の反応活性に大きな影響を与えるMnの含有量を0.40％以
下としたものが本発明の耐熱鍛伸鋼である。即ち、Mn含
有量を低下させることにより酸化スケールの主成分が実
質的にCr₂O₃のみとなり、表面の反応活性が低下するの
で、耐コーキング性を向上させることができる。(Operation) The heat-resistant wrought steel of the present invention is, for example, ASTM HK40, API.
ALLOY 800H, also a conventionally known C like HP
It is a heat-resistant steel with an r content of less than 30% that has been improved for use in ethylene cracking furnace tubes. Therefore, the content of alloy components other than Cr may be basically the same as that of the heat-resistant forged steel conventionally used for this application, and the heat-resistant forged steel proposed by the present applicant in JP-A-57-23050. The upper limit of the Cr content of steel is less than 30%, and as described above, the content of Mn that greatly affects the reaction activity of the oxide scale surface is 0.40% or less. It is steel. That is, when the Mn content is reduced, the main component of the oxide scale is substantially only Cr ₂ O _3, and the reaction activity on the surface is reduced, so that the coking resistance can be improved.

以下に、本発明の鋼を構成する各成分の作用効果と、そ
れらの含有量の限定理由について述べる。The effects of each component constituting the steel of the present invention and the reasons for limiting the content thereof will be described below.

Ｃは、耐熱鍛伸鋼として必要な引張強さとクリープ破断
強度を向上させるのに有効な元素で、0.05％以上必要で
あるが、0.30％を超えると固溶化処理の状態で未固溶の
炭化物が残り、高温強度に寄与しなくなる。C is an element effective for improving the tensile strength and creep rupture strength required for heat-resistant forged steel, and is required to be 0.05% or more, but if it exceeds 0.30%, it is an undissolved carbide in the state of solution treatment. Remain and do not contribute to high temperature strength.

Siは、脱酸剤として必要なだけでなく、耐浸炭性を著し
く高める元素である。しかし、５％を超えると溶接性が
劣化し、組織も不安定になる。Si is an element which is not only required as a deoxidizer but also significantly enhances carburization resistance. However, if it exceeds 5%, the weldability deteriorates and the structure becomes unstable.

Mnは、脱酸および加工性改善のために添加されるが、0.
40％を超えると酸化スケール表面にスピネル型酸化物が
生成し、耐コーキング性を悪化させる。好ましくは0.30
％以下に抑えるのがよい。Mn is added to improve deoxidation and processability, but
If it exceeds 40%, spinel type oxides are formed on the surface of the oxide scale, which deteriorates the coking resistance. Preferably 0.30
It is better to keep it below%.

Crは、15％未満では必要な強度が得られず、また耐酸化
性にも劣る。ただし、その含有量を30％以上にすると、
多くの弊害が現れることは、先に詳しく述べたとおりで
ある。If Cr is less than 15%, the required strength cannot be obtained, and the oxidation resistance is also poor. However, if its content is 30% or more,
As described in detail above, many adverse effects are manifested.

Niは、Cr含有量に応じて安定した完全オーステナイト組
織を得るために必要である。ただし、過剰な添加は合金
の価格を上昇させるだけで好ましくない。15〜50％が適
正含有量である。Ni is necessary to obtain a stable complete austenite structure depending on the Cr content. However, excessive addition only increases the price of the alloy and is not preferable. 15-50% is a proper content.

TiおよびAlは、それぞれ0.01％以上の微量の添加でも高
温強度および延性、靱性の改善に大きく寄与する。しか
し、それぞれ含有量が２％を超えると加工性や溶接性が
劣化する。Ti and Al greatly contribute to the improvement of high-temperature strength, ductility, and toughness even when added in a small amount of 0.01% or more. However, if the content of each exceeds 2%, workability and weldability deteriorate.

ＢおよびZrは、それぞれ0.001％以上、0.005％以上で粒
界を強化し高温強度特性を改善するのに有効な元素であ
る。しかし、Ｂの場合は0.03％、Zrの場合は0.3％を超
えると溶接性を損なう。B and Zr are 0.001% or more and 0.005% or more, respectively, and are elements effective for strengthening the grain boundaries and improving the high temperature strength characteristics. However, if B exceeds 0.03% and Zr exceeds 0.3%, the weldability is impaired.

本発明鋼は、上記の成分以外、残部Feと不可避の不純物
からなるものである。不純物としてはＰとＳの上限を抑
えることが重要で、ＰおよびＳは、いずれも熱間加工性
を悪くしたり、偏析を起こすなど有害な作用が多いた
め、通常のステンレス鋼と同様にＰは0.04％以下、Ｓは
0.03％以下で、できるだけ低く抑えるのがよい。The steel of the present invention is composed of the balance Fe and inevitable impurities in addition to the above components. As impurities, it is important to suppress the upper limits of P and S. Both P and S have many harmful effects such as poor hot workability and segregation. Is 0.04% or less, S is
It should be kept as low as possible at 0.03% or less.

本発明のもうひとつは、上記成分に加え更にMoを含有す
るものである。Another aspect of the present invention is that it further contains Mo in addition to the above components.

Moは、固溶強化元素として高温強度の向上に有効であ
る。この効果を期待して添加する場合には、0.5％以上
の含有量とする。ただし、3.0％を超える含有量になる
と加工性が劣化し、組織も不安定になる。Mo is effective as a solid solution strengthening element for improving high temperature strength. When adding with expectation of this effect, the content is 0.5% or more. However, if the content exceeds 3.0%, the workability deteriorates and the structure becomes unstable.

（実施例１）第１表に供試材の化学組成を示す。供試材
の溶製は17kg真空溶解炉で行い、鍛造熱延して7t×100w
×530l（mm）の熱延板とした。軟化処理後冷間圧延で4.
9t×100w×380l（mm）の形状の冷延板とし、1250℃で10
分間加熱後水冷処理した板より10w×25l×3t（mm）の試
験片を切り出し、試験に供した。(Example 1) Table 1 shows the chemical composition of the test material. The test material is melted in a 17kg vacuum melting furnace and hot-rolled by forging 7t x 100w
It was a hot rolled sheet of × 530 l (mm). Cold rolling after softening treatment 4.
Cold rolled sheet of 9t x 100w x 380l (mm) shape, 10 at 1250 ℃
A test piece of 10w × 25l × 3t (mm) was cut out from the plate that had been heated for a minute and then cooled with water, and used for the test.

耐コーキング性の評価は、♯600研磨にて試験片表面を
調整した後、アセトン、メラノールで脱脂し、水蒸気中
950℃で１時間酸化後、70％CH₄−10％CO₂−20％H₂Oガス
気流中1000℃で２時間加熱する間にガス中から析出した
炭素量を測定することにより行った。析出炭素量の測定
には、試験片表面に付着析出した炭素を燃焼させて二酸
化炭素とした後、二酸化炭素ガス量を定量する方法を用
いた。なお、試験結果のばらつきを考慮して、試験片は
同種のものを３個以上使用した。The coking resistance is evaluated by polishing the surface of the test piece with # 600 polishing, degreasing it with acetone and melanol, and then using steam.
After oxidizing at 950 ° C for 1 hour, the amount of carbon deposited from the gas was measured while heating at 1000 ° C for 2 hours in a gas stream of 70% CH ₄ -10% CO ₂ -20% H ₂ O. The amount of deposited carbon was measured by burning carbon deposited on the surface of the test piece into carbon dioxide, and then quantifying the amount of carbon dioxide gas. In consideration of variations in test results, three or more test pieces of the same type were used.

析出炭素量の測定結果を第１表に併せ示す。同表から本
発明鋼においては、従来鋼に比較して炭素析出量が極め
て少なく、耐コーキング性が大幅に改善されていること
がわかる。Table 1 also shows the measurement results of the amount of deposited carbon. From the table, it can be seen that in the steel of the present invention, the amount of carbon precipitation is extremely small as compared with the conventional steel, and the coking resistance is greatly improved.

第１図に母材中のMn含有量と耐コーキング性（炭素の析
出量）との関係を示す。従来鋼のMn含有量（約1.0％）
を半分に減らしても耐コーキング性改善効果は小さい
が、0.4％以下の本発明鋼では大きな改善効果が確認さ
れた。FIG. 1 shows the relationship between the Mn content in the base material and the coking resistance (carbon precipitation amount). Mn content of conventional steel (about 1.0%)
Although the effect of improving the caulking resistance is small even if the ratio is reduced by half, a large improvement effect was confirmed for the steels of the present invention of 0.4% or less.

第２図にMn含有量と表面酸化スケール中のスピネル型酸
化物含有比との関係を示す。母材中のMn含有量が少ない
とスケール中のスピネル型酸化物量も少なくなり、第１
図に示した炭素析出量の減少と対応していることがわか
る。FIG. 2 shows the relationship between the Mn content and the spinel oxide content in the surface oxide scale. If the Mn content in the base material is low, the amount of spinel type oxide in the scale will also be low.
It can be seen that this corresponds to the decrease in the amount of carbon deposition shown in the figure.

クラッキングチューブとして要求される種々の性能とし
て、耐コーキング性以外に高温強度特性、組織安定性が
ある。前記の供試材についてクリープ破断強度と衝撃値
を測定した。その結果を第１表に併せ示す。なお、クリ
ープ破断強度は、1000℃×1000時間の破断強度、衝撃値
は1000℃で1000時間時効処理した後の常温衝撃試験の結
果である。Various performances required of the cracking tube include high-temperature strength characteristics and structural stability in addition to coking resistance. The creep rupture strength and impact value of the above-mentioned test material were measured. The results are also shown in Table 1. The creep rupture strength is the rupture strength at 1000 ° C. for 1000 hours, and the impact value is the result of a room temperature impact test after aging treatment at 1000 ° C. for 1000 hours.

第１表のクリープ破断強度と衝撃値の測定結果から、本
発明鋼は従来鋼と同等以上の性能を有することが明らか
である。なお、本発明の耐熱鍛伸鋼の加工性および溶接
性も従来鋼と同等以上であることも確認している。ま
た、Crを40％含有する従来鋼６は安定した完全オーステ
ナイト相を得るのにNiを50％と多量に含有させているた
め、クリープ強度、衝撃値ともに極めて低くなっている
ことがわかる。From the measurement results of the creep rupture strength and the impact value shown in Table 1, it is clear that the steel of the present invention has the performance equal to or higher than that of the conventional steel. It is also confirmed that the workability and weldability of the heat-resistant forged steel of the present invention are equal to or higher than those of conventional steel. Further, it can be seen that the conventional steel 6 containing 40% of Cr contains a large amount of Ni of 50% in order to obtain a stable complete austenite phase, and therefore the creep strength and the impact value are extremely low.

（発明の効果） 本発明によれば、高温の含炭素化合物主体のガス雰囲気
にさらされる耐熱鋼の高温強度特性、組織安定性、加工
性、溶接性等を劣化させることなく、耐コーキング性が
大幅に改善された耐熱鍛伸鋼が得られる。この耐熱鍛伸
鋼は製造コストも従来の同種の材料と大差ないことか
ら、エチレン分解炉管材料として実用性の高いものであ
る。 (Effects of the Invention) According to the present invention, the caulking resistance can be obtained without deteriorating the high temperature strength characteristics, the microstructure stability, the workability, the weldability, etc. of the heat resistant steel exposed to the high temperature carbon-containing compound-based gas atmosphere. A significantly improved heat-resistant forged steel can be obtained. This heat-forged wrought steel is highly practical as an ethylene decomposition furnace tube material because the manufacturing cost is not much different from that of conventional materials of the same type.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は、耐熱鍛伸鋼のMn含有量と耐コーキング性との
関係を示す図である。 第２図は、耐熱鍛伸鋼のMn含有量と鋼表面酸化スケール
中のスピネル型酸化物含有比との関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the Mn content of heat-resistant forged steel and coking resistance. FIG. 2 is a diagram showing a relationship between the Mn content of heat-resistant forged steel and the spinel-type oxide content ratio in the steel surface oxide scale.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】重量％で、C:0.05〜0.30％、Si:5％以下、
Mn:0.40％以下、Cr:15％以上30％未満、Ni:15〜50％、T
i:0.01〜2.0％、Al:0.01〜2.0％、およびB:0.001〜0.03
％とZr:0.005〜0.3％の１種以上を含有し、残部はFeお
よび不可避的不純物からなり、不純物中のＰは0.04％以
下、Ｓは0.03％以下であることを特徴とする耐コーキン
グ性に優れたエチレン分解炉管用耐熱鍛伸鋼。1. By weight%, C: 0.05 to 0.30%, Si: 5% or less,
Mn: 0.40% or less, Cr: 15% or more and less than 30%, Ni: 15-50%, T
i: 0.01-2.0%, Al: 0.01-2.0%, and B: 0.001-0.03
% And Zr: 0.005 to 0.3%, the balance is Fe and inevitable impurities, P in the impurities is 0.04% or less, and S is 0.03% or less. Excellent heat-resistant wrought steel for ethylene decomposition furnace tubes. 【請求項２】成分元素として、重量％で、更にMo:0.5〜
3.0％を含有する請求項（１）記載の耐コーキング性に
優れたエチレン分解炉管用耐熱鍛伸鋼。2. As a constituent element, in% by weight, further Mo: 0.5-
The heat-resistant wrought steel for ethylene cracking furnace tubes according to claim 1, which contains 3.0% and has excellent caulking resistance.