一种金属冶炼设备用耐热钢及制备方法与流程

本发明涉及金属冶炼，公开了一种金属冶炼设备用耐热钢及制备方法。

背景技术：

1、金属冶炼设备对其自身材质有着较为苛刻的要求，金属镁属于一种轻质金属结构材料 ，具有良好的金属性能 ，能与多种金属组合生产轻质高强度合金材料 ，广泛应用于航空、航天、冶金、交通等部门。随着金属镁需求的增加，对镁冶炼设备也提出了更高的要求，现有技术中，制取镁的主要生产工艺为硅热法和电解法，在硅热法炼镁技术的工艺装备中，还原罐是重要的装备单元，目前金属镁冶炼还原罐用钢主要采用材质为zg35cr24ni7sin，并采用离心浇铸管制作的还原罐，由于这种材质的还原罐含有大量贵重的镍、钼等元素，炉料价格昂贵，因此生产成本居高不下，由于还原罐工况条件恶劣 ，长时间在1180℃~1230℃的高温及罐内抽真空负压10pa左右的条件下进行周期性生产，很容易造成严重的氧化腐蚀以及高温状态下的强度下降，高温下组织性能不稳定等，罐身易发生蠕变，变形及裂纹，使其过早失效，使用寿命也只有60～70天。还原罐寿命低、价格高是炼镁业的一大难题，提高还原罐的综合性能强，延长还原罐的使用寿命，降低还原罐的制造成本已成为镁冶炼业的重要课题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种金属冶炼设备用耐热钢及制备方法，以提高金属冶炼设备的综合性能，延长其使用寿命，降低其制造成本。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种金属冶炼设备用耐热钢的技术方案，如下：

3、一种金属冶炼设备用耐热钢，所述金属冶炼设备用耐热钢的化学成分按质量百分比计为：c：0.35～ 0.45％、mn：1.5～2.3％ 、si：≤ 0.15％ 、p：≤ 0.025％、s：≤ 0.015％、cr：8.5～10.0％ 、mo：0.4～1.0％ 、n：0.040 ～ 0.080％、ni：≤0.40%、nb：0.04～0.08％、 al：≤ 0.005％ 、cu：≤0.25%、ti：≤ 0.01％ 、zr：≤ 0.01％ ，余量为fe及不可避免杂质元素。

4、进一步，所述金属冶炼设备用耐热钢的室温下屈服强度rp0.2≥ 700mpa，抗拉强度rm ≥ 850mpa，延伸率a ≥ 12% 。

5、进一步，所述金属冶炼设备用耐热钢在1250℃时，屈服强度rp0.2 ≥ 12mpa，抗拉强度rm ≥ 20mpa，延伸率a ≥ 40% 。

6、进一步，所述金属冶炼设备用耐热钢在1250℃，12mpa持续强度下，持久强度不低于3000小时。

7、本发明还提供一种金属冶炼设备用耐热钢制备方法，包括如下步骤：

8、采用eaf电炉或bof转炉加lf精炼加rh真空处理的冶炼工艺，对上述的金属冶炼设备用耐热钢的原料进行冶炼，对其化学成分范围进行精确控制，经连铸成圆管坯；

9、对所述圆管坯退火处理，退火后，采用斜轧穿孔或热挤压的制管方法制作无缝钢管；

10、采用车底式lpg热处理炉对定径后的荒管进行正火加回火热处理。

11、进一步，热处理后对所述钢管内外表面进行粗糙度加工，粗糙度为12.5~50μm。

12、进一步，所述圆管坯退火处理，采用的退火工艺为870℃ ±10℃炉冷。

13、进一步，所述采用斜轧穿孔或热挤压的制管方法制作无缝钢管，包括：

14、对所述圆管坯使用环形加热炉，加热温度控制在1120℃~1180℃；

15、圆管坯采用锥形辊穿孔机进行穿孔后，制成毛管，穿孔时钢管温度控制在1150℃~1180℃；

16、使用二辊均整机对所述毛管进行均壁扩径轧制取得荒管，轧管时钢管温度控制在1020℃~1150℃；

17、使用五机架定径机对轧制后的荒管进行定径。

18、进一步，所述采用车底式lpg热处理炉对定径后的荒管进行正火加回火热处理，包括：

19、采用车底式lpg热处理炉对定径后的荒管进行正火加回火热处理，正火热处理温度控制在1020℃~1050℃，保温时间为每1mm壁厚1～1.5分钟，总保温时间不小于30分钟，保温结束后出炉吹风快速冷却至93℃以下；

20、回火热处理温度控制在690℃~710℃，保温时间为每1mm壁厚3～4分钟，总保温时间不小于90分钟，保温结束后出炉空冷至600℃以下，带温矫直。

21、本发明所提供金属冶炼设备用耐热钢及制备方法，相对于现有技术，通过对钢化学成分范围的选取和控制，通过控制cr、mo、nb、n等合金元素的范围并严格控制cu、al、ti、zr的上限，保证了金属冶炼设备用耐热钢良好的室温力学性能以及高温拉伸性能和持久蠕变性能，相对于现有技术中的镁冶炼还原罐用耐热钢，减少了其材质中贵金属cr和ni的含量，有效降低了镁冶炼还原罐用耐热钢的生产成本；同时通过管坯冶炼、钢管轧制及热处理工艺，提高了金属冶炼设备的综合性能，延长了其使用寿命，降低了其制造成本。

技术特征：

1.一种金属冶炼设备用耐热钢，其特征在于：所述金属冶炼设备用耐热钢的化学成分按质量百分比计为：c：0.35~ 0.45％、mn：1.5~2.3％ 、si：≤ 0.15％ 、p：≤ 0.025％、s：≤0.015％ 、cr：8.5~10.0％ 、mo：0.4~1.0％ 、n：0.040 ～ 0.080％、ni：≤0.40%、nb：0.04~0.08％、 al：≤ 0.005％ 、cu：≤0.25%、ti：≤ 0.01％ 、zr：≤ 0.01％ ，余量为fe及不可避免杂质元素；所述金属冶炼设备用耐热钢在1250℃时，屈服强度rp0.2 ≥ 12mpa，抗拉强度rm ≥ 20mpa，延伸率a ≥ 40% 。

2.根据权利要求1所述的金属冶炼设备用耐热钢，其特征在于，所述金属冶炼设备用耐热钢的室温下屈服强度rp0.2≥ 700mpa，抗拉强度rm ≥ 850mpa，延伸率a ≥ 12% 。

3.根据权利要求1所述的金属冶炼设备用耐热钢，其特征在于，所述金属冶炼设备用耐热钢在1250℃，12mpa持续强度下，持久强度不低于3000小时。

4.一种金属冶炼设备用耐热钢制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的金属冶炼设备用耐热钢制备方法，其特征在于，热处理后对所述钢管进行内外表面粗糙度加工，粗糙度为12.5~50μm。

6.根据权利要求4所述的金属冶炼设备用耐热钢制备方法，其特征在于，所述圆管坯退火处理，采用的退火工艺为870℃ ±10℃炉冷。

7.根据权利要求4所述的金属冶炼设备用耐热钢制备方法，其特征在于，所述采用斜轧穿孔或热挤压的制管方法制作无缝钢管，包括：

8.根据权利要求4所述的金属冶炼设备用耐热钢制备方法，其特征在于，所述采用车底式lpg热处理炉对定径后的荒管进行正火加回火热处理，包括：

技术总结本发明涉及金属冶炼技术领域，公开了一种金属冶炼设备用耐热钢及制备方法，所述金属冶炼设备用耐热钢的化学成分按质量百分比计为：C：0.35～0.45％、Mn：1.5～2.3％、Si：≤0.15％、P：≤0.025％、S：≤0.015％、Cr：8.5～10.0％、Mo：0.4～1.0％、N：0.040～0.080％、Ni：≤0.40%、Nb：0.04～0.08％、Al：≤0.005％、Cu：≤0.25%、Ti：≤0.01％、Zr：≤0.01％，余量为Fe及不可避免杂质元素，通过控制Cr、Mo、Nb、N等合金元素的范围并严格控制Cu、Al、Ti、Zr的上限，保证了金属冶炼设备用耐热钢良好的室温力学性能以及高温拉伸性能和持久蠕变性能；同时通过管坯冶炼、钢管轧制及热处理工艺，提高了金属冶炼设备的综合性能，延长了其使用寿命，降低了其制造成本。技术研发人员：张怀德,李进,王如军,吕正南,谢冬明,徐银庚,陈伟,仇文华,庞德禹,魏广受保护的技术使用者：扬州诚德钢管有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9