CN102732808A - 一种分离机行业用双相不锈钢筒体及其离心浇铸工艺 - Google Patents

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SICHUAN WEIZHEN PETROCHEMICAL EQUIPMENT Co Ltd
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Abstract

为解决现有技术分离行业用离心浇铸不锈钢筒体存在的制造成本较高，推广应用受到限制等问题，本发明提出一种分离行业用双相不锈钢筒体及其离心浇铸工艺。本发明分离行业用双相不锈钢筒体采用离心浇铸工艺制备，其成分中减少了贵金属本镍、钼的用量，其性能相当于或优于现有技术不锈钢材料。本发明分离行业用双相不锈钢筒体及其离心浇铸工艺的有益技术效果是降低了材料中镍、钼等贵金属的含量，并减少筒体壁厚，在保证其使用性能的前提下降低了离心浇铸不锈钢筒体的制造成本，为离心浇铸不锈钢筒体的推广应用创造了条件。

Description

一种分离机行业用双相不锈钢筒体及其离心浇铸工艺
技术领域
本发明涉及到一种分离行业用双相不锈钢筒体，特别涉及到一种分离行业用双相不锈钢筒体及其离心浇铸工艺。
背景技术
长期以来，困扰我国分离机行业装备水平提高的主要问题包括：无法提供性价比较高的核心部件——离心浇铸的不锈钢筒体。与采用卷板工艺制造的分离机不锈钢筒体相比，离心浇铸工艺制造的不锈钢筒体能大幅提升分离机效能，但是，在材质相同的情况下，离心浇铸的不锈钢筒体的成本要高于卷板工艺制造的不锈钢筒体，因此，离心浇铸的不锈钢筒体的推广应用受到了极大的限制。显然，现有技术分离行业用离心浇铸不锈钢筒体存在着制造成本较高，推广应用受到限制等问题。
另外，目前广泛应用于各个领域的强度较高、抗腐蚀性较好的不锈钢主要有二种，一种是牌号为022Cr19Ni10（通常简称为304L）的不锈钢，另一种是牌号为022Cr17Ni12Mo2（通常简称为316L）。这两种不锈钢具有较高的强度和较优异的抗腐蚀性能。但是，这两种不锈钢中镍、钼等贵金属的含量较高，从而导致其价格较高，不仅消耗稀有战略资源，还使其推广应用受到限制。
发明内容
为解决现有技术分离行业用离心浇铸不锈钢筒体存在的制造成本较高，推广应用受到限制等问题，本发明提出一种分离行业用双相不锈钢筒体及其离心浇铸工艺。本发明分离行业用双相不锈钢筒体采用离心浇铸工艺制备，其材质化学成分为：
  元素   Cr   Ni   Mn   Mo   N   C   Si   Cu   P   S   Fe
  含量   17.0-32.0   1.00-5.00   1.0-10.00   0.10-2.50   0.20-0.50  ≤0.040  ≤1.00   0.10-1.00  ≤0.040  ≤0.030   余量
本发明分离行业用双相不锈钢筒体离心浇铸工艺包括以下步骤：
⑴采用电弧炉或中频感应炉将金属原料冶炼成钢水并初步达到化学成分范围，调整好钢水温度到1450℃~1700℃后出钢；
⑵将钢水兑入氩氧精炼炉AOD炉吹入氧气进行脱碳、脱硅处理，
⑶通过化学热加热钢水到1500℃~1800℃，加入石灰、萤石并吹入氩气或氮气等进行精炼，脱除钢水中的S、Si夹杂物；
⑷进一步精炼提纯钢水并最后调整化学成分，以符合下表要求：
  元素   Cr   Ni   Mn   Mo   N   C   Si   Cu   P   S   Fe
  含量   17.0-32.0   1.00-5.00   1.0-10.00   0.10-2.50   0.20-0.50   ≤0.040   ≤1.00   0.10-1.00   ≤0.040   ≤0.030   余量
⑸将钢水温度调整到1550℃~1800℃出钢进行离心浇铸；
⑹在钢水冶炼前或冶炼过程中准备离心浇铸模具，包括：
①按拟浇注的分离机用不锈钢筒体的尺寸要求，制备离心浇铸机型筒，即模具；
②将离心铸机型筒烘烤到200~300℃，开启离心机使型筒转速达到400r/min～600r/min，再将型筒内壁均匀喷入以硅藻土或锆英石为基料的离心浇铸专用涂料，控制涂料厚度在1mm～3mm之间；
③保持转速不变自然干燥15分钟以上，提高离心机转速到700r/min以上；
⑺将钢包钢水注入已烘烤好的浇斗中，并通过浇斗流入离心浇铸机型筒，根据产品尺寸调整转速到700r/min～2000r/min，其中，型筒内径≥φ300mm的，转速选中、下限；型筒内径在φ300mm以下的，则取中、上限；
⑻钢水浇完后，待铸件冷却至暗红色，钢水已在型筒内完全凝固成形，将转速降低20~40%，直到铸件完全冷却成型后脱模；
⑼在900℃-1100℃的温度条件下对脱模后的铸件进行固溶退火处理，即出炉后应在12秒内淬入水中，快速冷却到接近室温；
⑽机械加工使离心浇铸毛坯管达到分离机用不锈钢筒体的粗加工尺寸要求；
⑾探伤检测合格后方可标记、包装、入库。
本发明分离行业用双相不锈钢筒体及其离心浇铸工艺的有益技术效果是降低了材料中镍、钼等贵金属的含量，在保证其使用性能的前提下降低了离心浇铸不锈钢筒体的制造成本，为离心浇铸不锈钢筒体的推广应用创造了条件。
附图说明
附图1是本发明分离行业用双相不锈钢筒体离心浇铸工艺流程图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明分离行业用双相不锈钢筒体及其离心浇铸工艺作进一步的说明。
具体实施方式
附图1是本发明分离行业用双相不锈钢筒体离心浇铸工艺流程图，由图可知，本发明分离行业用双相不锈钢筒体离心浇铸工艺，包括以下步骤：
⑴采用电弧炉或中频感应炉将金属原料冶炼成钢水并初步达到化学成分范围，调整好钢水温度到1450℃~1700℃后出钢；
⑵将钢水兑入氩氧精炼炉AOD炉吹入氧气进行脱碳、脱硅处理，
⑶通过化学热加热钢水到1500℃~1800℃，加入石灰、萤石并吹入氩气或氮气进行精炼，脱除钢水中的S、Si夹杂物；
⑷进一步精炼提纯钢水并最后调整化学成分，以符合下表要求：
  元素   Cr   Ni   Mn   Mo   N   C   Si   Cu   P   S   Fe
  含量   17.0-32.0   1.00-5.00   1.0-10.00   0.10-2.50   0.20-0.50   ≤0.040   ≤1.00   0.10-1.00   ≤0.040   ≤0.030   余量
⑸将钢水温度调整到1550℃~1800℃出钢进行离心浇铸；
⑹在钢水冶炼前或冶炼过程中准备离心浇铸模具，包括：
①按拟浇注的分离机用不锈钢筒体的尺寸要求，制备离心浇铸机型筒，即模具；
②将离心铸机型筒烘烤到200~300℃，开启离心机使型筒转速达到400r/min～600r/min，再将型筒内壁均匀喷入以硅藻土或锆英石为基料的离心浇铸专用涂料，控制涂料厚度在1mm～3mm之间；
③保持转速不变自然干燥15分钟以上，提高离心机转速到700r/min以上；
⑺将钢包钢水注入已烘烤好的浇斗中，并通过浇斗流入离心浇铸机型筒，根据产品尺寸调整转速到700r/min～2000r/min，其中，型筒内径≥φ300mm的，转速选中、下限；型筒内径在φ300mm以下的，则取中、上限；
⑻钢水浇完后，待铸件冷却至暗红色，钢水已在型筒内完全凝固成形，将转速降低20~40%，直到铸件完全冷却成型后脱模；
⑼在900℃-1100℃的温度条件下对脱模后的铸件进行固溶退火处理，即出炉后应在12秒内淬入水中，快速冷却到接近室温；
⑽机械加工使离心浇铸毛坯管达到分离机用不锈钢筒体的粗加工尺寸要求；
⑾探伤检测合格后方可标记、包装、入库。
显然，本发明分离行业用双相不锈钢筒体采用离心浇铸工艺制备，其化学成分为：
  元素   Cr   Ni   Mn   Mo   N   C   Si   Cu   P   S   Fe
  含量   17.0-32.0   1.00-5.00   1.0-10.00   0.10-2.50   0.20-0.50  ≤0.040   ≤1.00   0.10-1.00  ≤0.040  ≤0.030   余量
本发明分离行业用双相不锈钢筒体的机械性能与其它材料对比如下表1所示。
表1：本发明不锈钢筒体的机械性能与其它材料的对比
本发明分离行业用双相不锈钢筒体的最低高温拉伸性能如下表2所示。
表2：本发明不锈钢筒体的最低高温拉伸性能
  温度   抗拉强度σb，MPa   屈服强度σs，MPa
  200℉   594   384
  300℉   560   280
  400℉   540   328
  500℉   540   318
本发明分离行业用双相不锈钢筒体的抗脉动拉伸疲劳强度与其它材料的对比如下表3所示。
表3：本发明不锈钢筒体抗脉动拉伸疲劳强度与其它材料的对比
Figure BDA00001881675400051
本发明分离行业用双相不锈钢筒体与304L不锈钢耐应力腐蚀性能对比如下表4所示。
表4：耐应力腐蚀性能对比
Figure BDA00001881675400052
本发明分离行业用双相不锈钢筒体材料在成分为表5所示的试验溶液浸泡腐蚀试验的性能对比如下表6所示。
表5：试样溶液成分
表6：浸泡腐蚀试验的性能对比
Figure BDA00001881675400061
由以上实验数据可知，本发明分离行业用双相不锈钢筒体材料，由于节约了Ni、Mo等贵金属，使得材料成本大幅下降，其强度性能和耐蚀性能均与现有技术不锈钢材料相当或有所提高，不仅能满足离心浇铸不锈钢筒体的性能需求，还可以减少筒体壁厚，更进一步节约了材料成本，为离心浇铸不锈钢筒体的推广应用创造了条件。
显然，本发明分离行业用双相不锈钢筒体及其离心浇铸工艺的有益技术效果是降低了材料中镍、钼等贵金属的含量，在保证其使用性能的前提下降低了离心浇铸不锈钢筒体的制造成本，为离心浇铸不锈钢筒体的推广应用创造了条件。

Claims (2)

1.一种分离行业用双相不锈钢筒体，其特征在于：该筒体采用离心浇铸工艺制备，其材质化学成分为：
  元素   Cr   Ni   Mn   Mo   N   C   Si   Cu   P   S   Fe   含量   17.0-32.0   1.00-5.00   1.0-10.00   0.10-2.50   0.20-0.50   ≤0.040   ≤1.00   0.10-1.00   ≤0.040   ≤0.030   余量
2.一种分离行业用双相不锈钢筒体离心浇铸工艺，其特征在于：该离心浇铸工艺包括以下步骤：
⑴采用电弧炉或中频感应炉将金属原料冶炼成钢水并初步达到化学成分范围，调整好钢水温度到1450℃~1700℃后出钢；
⑵将钢水兑入氩氧精炼炉AOD炉吹入氧气进行脱碳、脱硅处理，
⑶通过化学热加热钢水到1500℃~1800℃，加入石灰、萤石并吹入氩气或氮气进行精炼，脱除钢水中的S、Si夹杂物；
⑷进一步精炼提纯钢水并最后调整化学成分，以符合下表要求：
  元素   Cr   Ni   Mn   Mo   N   C   Si   Cu   P   S   Fe   含量   17.0-32.0   1.00-5.00   1.0-10.00   0.10-2.50   0.20-0.50  ≤0.040   ≤1.00   0.10-1.00  ≤0.040  ≤0.030   余量
⑸将钢水温度调整到1550℃~1800℃出钢进行离心浇铸；
⑹在钢水冶炼前或冶炼过程中准备离心浇铸模具，包括：
①按拟浇注的分离机用不锈钢筒体的尺寸要求，制备离心浇铸机型筒，即模具；
②将离心铸机型筒烘烤到200~300℃，开启离心机使型筒转速达到400r/min～600r/min，再将型筒内壁均匀喷入以硅藻土或锆英石为基料的离心浇铸专用涂料，控制涂料厚度在1mm～3mm之间；
③保持转速不变自然干燥15分钟以上，提高离心机转速到700r/min以上；
⑺将钢包钢水注入已烘烤好的浇斗中，并通过浇斗流入离心浇铸机型筒，根据产品尺寸调整转速到700r/min～2000r/min，其中，型筒内径≥φ300mm的，转速选中、下限；型筒内径在φ300mm以下的，则取中、上限；
⑻钢水浇完后，待铸件冷却至暗红色，钢水已在型筒内完全凝固成形，将转速降低20~40%，直到铸件完全冷却成型后脱模；
⑼在900℃-1100℃的温度条件下对脱模后的铸件进行固溶退火处理，即出炉后应在12秒内淬入水中，快速冷却到接近室温；
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