[发明专利]一种薄壁耐高温铸钢管及其制备方法

说明书

本发明公开一种薄壁耐高温铸钢管及其制备方法，所述铸钢管的原料组分按重量百分比配比如下：C：0.10‑0.25％，Si：0.35‑0.7％，Mn：1.0‑1.5％，Cr：15‑20％，Ni：20.0‑40.0％，Ti：0.05‑0.10％，Nb：0.05‑0.20％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe和不可避免的微量元素，所述耐高温铸钢管的壁厚为5～12mm。该方法制备的耐高温铸钢管壁厚最低可以达到5.0mm，相比于传统浇铸的离心铸管，能在同等工矿使用条件下，壁厚减薄三分之一，既能节约合金消耗，又能减少资源及钢材的消耗，同时实现了对钒、钛、铬、镍资源的节约，并且薄壁铸钢管脱模方便，保证产品外壁表面光洁，减少模筒损耗。

技术领域

本发明涉及一种耐高温金属材料技术领域，具体涉及一种薄壁耐高温铸钢管及其制备方法。

背景技术

目前，国内外在电力、矿山、冶金、土木建筑、环保等行业的许多大型成套设备和装置的关键部位，均采用了大量管道，这类管道大多数是长期连续服役，工作环境恶劣，对管道的耐高温性能的要求越来越高。

现有铸造耐高温铸钢件的最有效方法之一是向铸钢中加入合金元素。使用最多的合金元素有铬、镍、钼、锰、钒、钛、铜、钨、铝、锆、硅等，这些元素均能与铸钢中的碳形成高硬度的碳化物，制成高合金铸钢件，从而提高耐高温性能，但加入的合金份量较多，价格昂贵，成本较高。

长铸钢管的生产一般采用离心铸造方法，由于钢水在离心力作用下凝固，不仅管体组织致密，而且可使渣、微量元素从钢水中浮出，使得钢水在凝固前得到净化。目前国内所浇注钢管壁厚最低为9-10mm，而后再对所浇注的钢管进行轧制和热处理，最终获得所需贝氏体钢管产品。国内仅有清华大学基于传统转炉冶炼、连续铸钢和热送轧制锰系贝氏体钢的研究开发，目前已经研发成功空冷贝氏体钢，但铸管壁厚较厚，并且在熔炼过程中通常都加入钼系微量合金元素，由于钼资源宝贵且价格昂贵，该类钢生产成本极高，这不仅浪费合金消耗，还会增加生产合金所需宝贵资源。

在浇铸中，钢水不能与型筒内表面直接接触，否则会与型筒内表面粘结，从而导致铸管无法与型筒分离，为此，必须在型筒内表面喷涂一层涂料，其目的，一方面使钢水与型筒内壁隔离，另一方面起到保温作用，以使钢水易于成型，所以涂料以及喷涂工艺直接关系到铸件质量。

目前使用的涂料以及喷涂方法往往使生产的铸管出现壁厚不均匀，外壁表面质量不好，铸管成型性较差，如壁厚均匀性差，甚至扒管困难等缺点。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种薄壁耐高温铸钢管及其制备方法，该方法制备的耐高温铸钢管壁厚最低可以达到5.0mm，相比于传统浇铸的离心铸管，能在同等工矿使用条件下，壁厚减薄三分之一，既能节约合金消耗，又能减少资源及钢材的消耗，同时实现了对钒、钛、铬、镍资源的节约，并且薄壁铸钢管脱模方便，保证产品外壁表面光洁，减少模筒损耗。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种薄壁耐高温铸钢管，所述铸钢管的原料组分按重量百分比配比如下：C：0.10-0.25％，Si：0.35-0.7％，Mn：1.0-1.5％，Cr：15-20％，Ni：20.0-40.0％，Ti：0.05-0.10％，Nb：0.05-0.20％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe和不可避免的微量元素，所述耐高温铸钢管的壁厚为5～12mm。

优选的，所述铸钢管的原料组分按重量百分比配比如下：C：0.15-0.20％，Si：0.5-0.7％，Mn：1.2-1.4％，Cr：17-20％，Ni：25.0-35.0％，Ti：0.06-0.09％，Nb：0.1-0.15％，P≤0.015％，S≤0.015％，余量为Fe和不可避免的微量元素，所述耐高温铸钢管的壁厚为5～12mm。