• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
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  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Beschrieben wird die Verwendung einer Stahlzusammensetzung für die Herstellung von Apparaturen und Ausrüstung in der Raffination und Petrochemie (z. B. Elemente von Öfen, Reaktoren oder Leitungen), bestehend aus: DOLLAR A - höchstens 0,25% C, DOLLAR A - mehr als 1% bis 10% Mn, DOLLAR A - zwischen 1,5 und 5% Si, DOLLAR A - höchstens 0,03% P, DOLLAR A - höchstens 0,03% S, DOLLAR A - zwischen 4 und 10% Cr, DOLLAR A - zwischen 0,5 und 2% Mo, DOLLAR A - höchstens 0,40% V und DOLLAR A - höchstens 0,10% N, DOLLAR A - wobei der Rest bis zu 100% hauptsächlich Eisen ist. DOLLAR A Die Stähle, bestehend aus: DOLLAR A - höchstens 0,15% C, DOLLAR A - zwischen + als 2,00% bis 10% Mn, DOLLAR A - zwischen 1,5 bis 5% Si, DOLLAR A - höchstens 0,03% P, DOLLAR A - höchstens 0,03% S, DOLLAR A - zwischen 4 und 10% Cr, DOLLAR A - mehr als 0,5 bis 2% Mo, DOLLAR A - höchstens 0,40% V und DOLLAR A - höchstens 0,10% N, DOLLAR A - wobei der Rest bis zu 100% hauptsächlich Eisen ist, DOLLAR A sind ihrerseits neu.
    公开号:DE102004009430A1
    申请号:DE200410009430
    申请日:2004-02-24
    公开日:2004-09-09
    发明作者:Xavier Longaygue；Francois Ropital
    申请人:IFP Energies Nouvelles IFPEN；
    IPC主号:F27D1-00
    专利说明:
    [0001] Die Erfindung betrifft die Verwendungvon niedrig legierten Anti-Coking-Stählen mit erhöhtem Silizium- undMangangehalt in Raffinations- und Erdölchemieanwendungen und neueZusammensetzungen von Stählen,die in diesen Anwendungen verwendbar sind.
    [0002] In dem französischen Patentantrag FR-A-2 776 671 isteine Zusammensetzung von niedrig legiertem Anti-Coking-Stahl Cr-Mobeschrieben, die dank der kontrollierten Hinzufügung von Silizium eine geringeEmpfindlichkeit gegenüberkatalytischer Verkokung aufweisen.
    [0003] Die betreffenden Stähle hatteninsbesondere die folgende Gewichtzusammensetzung: höchstens0,25 % C, zwischen 1,5 und 5 % Si, zwischen 4 und 10 % Cr, zwischen0,5 und 2 % Mo, zwischen 0,3 und 1 % Mn, höchstens 0,030 % S und höchstens0,03 % P, wobei der Rest bis zu 100 % im Wesentlichen Eisen ist.Diese Stählekönnenaußerdeminsbesondere höchstens0,40 % V und höchstens0,10 % N enthalten.
    [0004] Die vorteilhafte Rolle des Siliziums,zum Beispiel in einem minimalen Anteil von 2 % in der Massezusammensetzungdes Stahls, wurde durch thermogravimetrische Versuche unter Umgebungsbedingungenbewiesen, die Raffinationsverfahren simulieren: Rexforming und Dehydrierungvon Isobutan.
    [0005] Zwar beeinträchtigt das Silizium nicht dieVerarbeitungseigenschaften des Stahls wie z.B. die Schmiedbarkeit,doch hat es leider einen Brüchigkeitseffekt,der in einem geringen Widerstand (Bruchenergie durch Charpy-Versuch)des Endprodukts resultiert. Diese Brüchigkeit wurde an verschiedenenGüssen,die angereichert mit Silizium, warmgewalzt und mechanisch im gehärteten undausgehärtetenZustand charakterisiert waren. Zur Erinnerung: die Aushärtung istdie letzte am Metall vorgenommene Bearbeitung; sie ermöglicht es,die mechanischen Eigenschaften des Stahls anzupassen: angestrebtwird eine HärteHV30 von ungefähr 250Vickersund eine Elastizitätsgrenzezwischen 500 und 600 Mpa. Die folgende Tabelle 1 veranschaulichtdie Tatsache, dass die Anwesenheit des Siliziums den Widersand Kvstark beeinträchtigt,währenddie Werte für Härte HV undZugelastizitätsgrenzeRp sich kaum von denen des Referenzgusses unterscheiden. Eine derartigeBrüchigkeitriskiert, die Verwendung der Sorten mit Silizium in den in der Raffinationverwendeten Verarbeitungsausrüstungenzu beschränken. Tabelle1
    [0006] Da die Sorten mit Silizium etwashöhereZugkennlinien haben als die Referenz, bestand ein erstes in Betrachtgezogenes Mittel, um zu versuchen, das Brüchigkeitsproblem zu lösen, darin,verstärkteWärmebehandlungenanzuwenden. Dies hättejedoch den Nachteil, das industrielle Herstellungsverfahren zu erschwerenund zusätzlicheKosten zu verursachen (Wärmebehandlungensind ein hoher Kostenfaktor in der Fertigung) ohne Garantie, denerhofften Effekt zu erzielen.
    [0007] Der Gegenstand der vorliegenden Erfindungbesteht darin, die Verwendung von niedrig legierten Anti-Coking-Stählen inder Herstellung von Apparaturen und Ausrüstungen bereit zustellen, dieinsbesondere in der Raffination und Erdölchemie zum Einsatz kommen.Die verwendeten Stähleweisen einen erhöhtenWiderstand auf, ohne Verminderung der Zugelastizitätseigenschaften.Letztere spielen in der Tat eine Rolle bei der Dimensionierung derAusrüstungen,und ihre Verminderung wärenachteilig.
    [0008] Um dieses Ziel zu erreichen, stelltdie Erfindung niedrig legierte Stähle bereit, die mit Manganwie auch mit Silizium angereichert sind.
    [0009] Daher ist ein erstes Ziel der Erfindungdie Verwendung bestimmter Stahlzusammensetzungen in der Herstellungvon Apparaturen und Ausrüstungen,die insbesondere in der Raffination und der Erdölchemie zum Einsatz kommen(besonders Elemente von Öfen,Reaktoren oder Leitungen). Die in der Erfindung verwendeten Stahlzusammensetzungensind dadurch definiert, dass sie Folgendes enthalten: – höchstens0,25 % C, – mehrals 1 % bis 10 % Mn, – zwischen1,5 und 5 % Si, – höchstens0,03 % P, – höchstens0,03 % S, – zwischen4 und 10 % Cr, – zwischen0,5 und 2 % Mo, – höchstens0,40 % V und – höchstens0,10 % N, – wobeider Rest bis zu 100 % hauptsächlichEisen ist.
    [0010] Gemäß der Erfindung kann jedesTeil von Elementen hergestellt werden, die für die Herstellung von Öfen, Reaktorenoder Leitungen bestimmt sind. Diese Stähle können unter Anwendung traditionellerGuss- und Formverfahren ausgeführtwerden und anschließendmit Hilfe der üblichenVerfahren in Form gebracht werden, um beispielsweise Blech, Gitter,Rohre, Profile, Ringe oder Platten herzustellen. Diese Halbfabrikate können für den Bauder Hauptbauteile von Öfen,Reaktoren oder Leitungen verwendet werden oder einfach von Zusatz-oder Hilfsteilen von diesen.
    [0011] Der Stahl gemäß der Erfindung kann ebenfallsverwendet werden, um Innenwändevon Öfen,Reaktoren oder Leitungen auszukleiden, unter Anwendung von mindestenseinem Verfahren, ausgewähltunter Co-Zentrifugierung,Plasma, PVD, CVD, Elektrolytverfahren, Overlay und Plattierung.
    [0012] Die Apparaturen oder Ausrüstungen,hergestellt unter Verwendung der Stähle der oben definierten Zusammensetzung,könnenfür Raffinations-oder Erdölchemieverfahreneingesetzt werden, die bei Temperaturen von 350 bis 1100°C stattfinden,zum Beispiel katalytisches oder thermisches Kracken und Dehydrierung. ZumBeispiel führtwährendder Rexformingreaktion, die es ermöglicht, bei Temperaturen von450 bis 650°C einReforming-Erzeugnis zu erhalten, eine sekundäre Reaktion zur Bildung vonKoks. Diese Bildung von Koks wird katalytisch durch die Anwesenheitvon Nickel, Eisen und/oder deren Oxide aktiviert.
    [0013] Eine andere Anwendung kann das Verfahrenzur Dehydrierung von Isobutan sein, das es ermöglicht, Isobutan bei Temperaturenvon 550 bis 700°Czu erhalten.
    [0014] Ein zweites Ziel der Erfindung bestehtin neuen Stahlzusammensetzungen, die durch die Tatsache definiertsind, dass sie Folgendes enthalten: – höchstens0,15 % C, – zwischen+ als 2,00 % bis 10 % Mn, – zwischen1,5 bis 5 % Si, – höchstens0,03 % P, – höchstens0,03 % S, – zwischen4 und 10 % Cr, – mehrals 0,5 bis 2 % Mo, – höchstens0,40 % V und – höchstens0,10 % N, – wobeider Rest bis zu 100 % hauptsächlichEisen ist,
    [0015] In den Zusammensetzungen gemäß der Erfindungliegt das VerhältnisMn/Si vorzugsweise im Bereich von 1,5/1 bis 3/1.
    [0016] Um die Erfindung verständlicherzu machen und ihre Vorteile deutlicher aufzuzeigen, sind im Folgendenohne einschränkendenCharakter ein Beispiel und Versuche beschrieben, unter Bezugnahmeauf die Begleitzeichnungen, in denen:
    [0017] 1 dieErgebnisse des Verkokens zeigen, die den günstigen Effekt des Siliziumsauf die Mn-Si-Güssebelegt;
    [0018] 2 einendirekten Vergleich der "Si"-Güsse undder "Mn-Si"-Güsse mittelsdes Parameters (HV.Kv) liefert.
    [0019] Ein weiteres Ziel der Erfindung bestehtdarin, bestimmte neue Stahlzusammensetzungen zu liefern.
    [0020] Unter industriellen Bedingungen wurdenGüsse miteinem VerhältnisMn/Si im Bereich von 1,5/1 bis 3/1 ausgeführt. Diese Güsse wurdenwarmgewalzt und anschließendeiner Härtungs-und Aushärtungsbehandlungunterzogen. Sie haben die Zusammensetzungen, die in der folgendenTabelle 2 angegeben sind: Tabelle2
    [0021] Nach Abschluss dieser Behandlungenist festzustellen, dass die Festigkeit beim Verkoken (unter Rexforming-Bedingungen)in Bezug auf Stähle,denen kein Mangan hinzugefügtwurde, erhalten bleibt: das hinzugefügte Mangan beeinträchtigt alsonicht die günstigeWirkung des Siliziums; 1 zeigtdie Verkokungsergebnisse, die den günstigen Effekt des Siliziumsauf die Mn-Si-Güsse belegen.
    [0022] Es wurden mechanische Festigkeitsversucheausgeführt,die einen Vergleich mit den Siliziumgüssen ohne hinzugefügtes Manganermöglichen,deren Zusammensetzung in der folgenden Tabelle angegeben ist: Tabelle3
    [0023] Um den Gewinn im Hinblick auf dieBrüchigkeitverbunden mit der Hinzufügungvon Mangan zu veranschaulichen, wurde als Parameter das Produktder Härtedurch die Elastizität(Bruchenergie bei 20°C)genommen. Tatsächlichweiß man,dass diese beiden Eigenschaften eher antagonistisch sind: je härter (und auchzugfester) ein Material ist, desto größere Brüchigkeitsrisiken weist es auf;umgekehrt führtdie Verlängerungder Wärmebehandlungzum Verhindern der Brüchigkeitdazu, dass zugleich auch die Härteund die Zugfestigkeit abnehmen.
    [0024] 2 lieferteinen direkten Vergleich der "Si"-Güsse (ZusammensetzungenB, C und D) und der "Mn-Si"-Güsse (ZusammensetzungenI, II, III und IV) anhand des Parameters (HV.Kv). Die Schwankungdes Letzteren ist in Abhängigkeitvom Siliziumgehalt des Stahls aufgezeichnet. Man beobachtet, dasssich der günstigeEffekt des Mangans vor allem fürdie Siliziumgehalte unter 2,5 % zeigt. Für einen Gehalt zwischen 2,0% und 2,5 %, der im Hinblick auf den Anti-Coking-Effekt ausreichend ist, wirdder Parameter (HV.Kv) mit einem Faktor von 2 bis 5 multipliziert.
    权利要求:
    Claims (8)
    [1] Verwendung einer Stahlzusammensetzung für die Herstellungvon Elementen von Öfen,Reaktoren oder Leitungen, wobei die Stahlzusammensetzung aus Folgendembesteht: – höchstens0,25 % C, – mehrals 1 % bis 10 % Mn, – zwischen1,5 und 5 % Si, – höchstens0,03 % P, – höchstens0,03 % S, – zwischen4 und 10 % Cr, – zwischen0,5 und 2 % Mo, – höchstens0,40 % V und – höchstens0,10 % N, – wobeider Rest bis zu 100 % hauptsächlichEisen ist.
    [2] Verwendung nach Anspruch 1, in der das Element imGanzen aus diesem Stahl hergestellt ist.
    [3] Verwendung nach Anspruch 1, in der das Element mitdiesem Stahl bekleidet ist.
    [4] Verwendung nach Anspruch 3, in der das Element mittelseines Verfahrens bekleidet ist, das ausgewählt ist unter Co-Zentrifugierung,Plasma, PVD, CVD, Elektrolytverfahren, Overlay und Plattierung.
    [5] Apparatur, ausgewähltunter Öfen,Reaktoren oder Leitungen, die vollständig oder teilweise nach einem derAnsprüche1 bis 4 hergestellt sind.
    [6] Rexforming-Verfahren von Naphtha bei Temperaturenvon 450 bis 650°Cunter Verwendung von mindestens einer Apparatur nach Anspruch 5.
    [7] Dehydrierungsverfahren von Isobutan bei Temperaturenvon 550 bis 700°Cunter Verwendung von mindestens einer Apparatur nach Anspruch 5.
    [8] Zusammensetzung von niedrig legiertem Anti-Coking-Stahl,dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst: – höchstens0,15 % C, – zwischen+ als 2,00 % bis 10 % Mn, – zwischen1,5 bis 5 % Si, – höchstens0,03 % P, – höchstens0,03 % S, – zwischen4 und 10 % Cr, – mehrals 0,5 bis 2 % Mo, – höchstens0,40 % V und – höchstens0,10 % N, – wobeider Rest bis zu 100 % hauptsächlichEisen ist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-05-26| 8141| Disposal/no request for examination|
    2011-05-26| R005| Application deemed withdrawn due to failure to request examination|Effective date: 20110225 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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