JPH02299760A - エチレン製造用反応管の鋳造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エチレン製造工程において原料ナフサの熱分
解反応に使用される反応管の製法に関し、より具体的に
は、管内面に耐浸炭性が要求される反応管を安価に製造
できる方法に関する。

（従来技術及び問題点） エチレン製造工程に使用される反応管は、ＡＳＴＭ規格
ＨＰ材（２５Ｃｒ−３５Ｎｉ−Ｆｅ）、Ｈ，Ｋ材（２５
Ｃｒ−２ＯＮｉ−Ｆｅ）等のＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系耐熱合
金番材料として用い、遠心力鋳造法によって製造される
。

遠心力鋳造法で製管した場合、溶融金属中の非金属介在
物や不純物は、遠心力作用を受けて分離され、回転軸心
に向けて拡散して行き、管の最内周面にて凝固する。こ
れらの不純物が管の内面に集中すると、凝固温度の差に
よって引は等の鋳造欠陥が生じる問題があった。

このような鋳造欠陥が存在すると、材料本来の特性を十
分に発揮できないことは当然である。例えば、エチレン
の製造は、原料ナフサとスチームを反応管内に導入し、
管を外面から加熱し、その輻射熱によって管内のナフサ
を分解することにより行なわれるが、その分解過程にお
いて遊離のカーボンが生成し、管内面に付着沈積する。

しかし、管内面に前述した鋳造欠陥が存在すると、管内
面に付着したカーボンが管内部への浸炭を著しく加速す
る。

このため、遠心鋳造によって製造した管をそのままエチ
レン製造用反応管として使用することは、耐浸炭性が十
分でないために管内面の浸炭が助長され、短期間の使用
で材料劣化が生じる問題があった。

そこで、遠心力鋳造法によって製管する場合、鋳造後、
管内面に機械切削加工を行なって内面の鋳造欠陥部を除
去する必要があった。しかし、反応管の全長に亘って機
械加工を施すことは、加工に要するコストが嵩み、材料
歩留りが悪くなり、経済的に極めて不利であった。

（解決しようとする課題） 本発明は、鋳造後に機械加工を実施しなくとも、鋳放し
状態で所定の耐浸炭性を具備したエチレン製造用反応管
の製法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明のエチレン製造用反応管の製法は、Ｆｅ−Ｃｒ−
Ｎｉ系耐熱合金の溶湯を形成し、上下に貫通した型孔を
有する冷却鋳型の下部を溶湯中に浸漬し、型孔の下部開
口から溶湯を型孔に侵入させ、該溶湯を型孔周囲から冷
却して型孔壁形状に倣った凝固層を形成し、該凝固層を
連続的に引き上げることにより管体を形成するものであ
る。

（作　用） 本発明の方法では、凝固層は溶湯中にて形成される。即
ち、管の外面と内面は実質的に同じ条件で凝固するから
、不純物が管の内面に局部的に集中することはなく、凝
固層に凝固温度の差に起因する鋳造欠陥は発生しない。

（効　果） 管内面に鋳造欠陥を生じないから、鋳放し状態でエチレ
ン製造工程の反応管として使用しても、反応管は、使用
材料に応じた耐浸炭性を発揮できる。従って、遠心鋳造
法によって製管するときのように、鋳造後に管内面の機
械加工を必要とせず、経済的効果は極めて太きい。

（実施例） 第１図は本発明の実施に使用する冷却鋳型（１）を示し
ており、該冷却鋳型は、軸心に上下に貫通する型孔（１
１）を有し、型孔（１１）を水冷ジャケット（１３）に
て包囲し、該ジャケット（１３）に冷却水を循環してい
る。

型孔（１１）を形成する型孔壁（１２）は、熱伝導性が
良好で融点の高い材料から作られ、ジャケット（１３）
は鋼板にて形成されている。

冷却鋳型（１）は溶湯を容れた容器（５）内に配備され
、鋳型（１）の上部は場面から臨出し、鋳型下部は溶湯
（６）の中に浸っている。なお、容器（５）は加熱装置
（図示せず）を内蔵しており、溶湯（６）を一定温度に
保持している。

冷却鋳型（１）は、鋳型上方の支持具（４）に固定され
た管状ブラケット（４１）にボルト止めされ、該ブラケ
ットと同軸に吊下げ支持されている。管状ブラケット（
４１）の孔径は、鋳型（１）の型孔（１１）と同じか又
は該型孔よりも少し大きく形成される。

管状ブラケット（４１）には溶湯引上げ棒（２）が昇降
可能に配備されている。溶湯引上げ棒（２）の下端外周
部には複数の突軸（２１）を略等間隔に下向きに突設し
、引上げ棒（２）の上端部は昇降可能に設けられた吊索
（３）に連繋している。

然して、第１図に示すように、引上げ棒（２）を下降さ
せて、該棒の下端の軸（２１）に溶湯を付着せしめる。

軸（２１）近傍の溶湯は、型孔壁（１２）を包囲する水
冷ジャケット（１３）内の冷却水によって型孔（１１）
に沿って冷却されて凝固（６１）する（第２図参照）。

次に、第２図に示すように引上げ棒（２）を上昇させる
と、溶湯の凝固部分（６１）は管体（６２）として引き
上げられ、新たに゛型孔壁（１２）と接触した溶湯は凝
固する。このようにして、引上げ棒（２）を一定の速度
で上昇させることにより、管体を連続鋳造することがで
きる。

例えば、０．４％Ｃ−２５％Ｃｒ−２０％Ｎｉ−Ｆｅか
らなる耐熱合金から、外径６０ｍｍ、肉厚８ｍｍの管体
を製造する場合、１４５０℃の溶湯に１０００ｍｍ／分
の速度で管体を引き上げることにより、所望の管体を製
造することができた。

次に遠心鋳造法で製造した管体と、本発明の方法により
製造した管体について浸炭試験を行ない、耐浸炭性を調
べた。

第１表において、比較例は遠心鋳造法によってよって製
管したもので、外径６０ｎ＋ｍ、内径４４ｍｔｏ、長さ
２５００ｍｍである。発明例は本発明の方法によって製
管したもので、外径６０ｍｍ、内径４４ｍｍ、長さ５０
００ｍｍである。第１表に示すように、供試管Ｎα１及
び２の合金成分は実質的に同じと考えられる。

第１表（残部Ｆｅ及び不可避の不純物）０．４２　１．
０６　１．０１　０．０２０　０．０１１　２４．７５
　２１．２２発明例 次にこれら管体から、供試管（外径６０ｍｍ、内径４４
ｍｍ、長さ１００ｍｍ）を作り、これらの供試管につい
て浸炭試験を行なった。浸炭試験は、各供試管の内面側
に固体浸炭剤（デュフリットＫ　Ｇ　３０）を充填し、
１０５０℃の温度にて３００時間保持後、供試管の内壁
面からの浸炭量を測定した。浸炭量の測定は、供試管の
内面から０．５ｍｍピッチにて材料を削り取って、いわ
ゆる切粉を採取し、各切粉のＣ量を分析した。分析値か
ら、第１表に示した当初のＣ量（比較例及び発明例とも
に０．４２％）を差し引いた値をＣ増加量として第３図
に示す。

第３図から明らかなように、発明例は比較例よりもＣの
増加量が少なく、耐浸炭性にすぐれることを示している
。即ち、本発明の方法によって、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ耐熱
合金の管体を形成し、鋳放し状態でエチレン製造用反応
管に供した場合でも、その耐熱合金の材料特性に対応し
た耐浸炭性を具備する。

従来の遠心鋳造法のように管内面の機械加工を施して鋳
造欠陥を除去する必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の鋳造方法の説明図、第３図
は浸炭試験におけるカーボン増加量を示すグラフである
。 （１）、、、鋳　型　　　　（２）、、、引上げ棒（３
）、吊　索　　　　（４）、、、支持具（５）　、　、
　、容　器　　　　（６）　、　、　、溶　湯（１１）
、、、型　孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系耐熱合金の溶湯を形成する工
   程、上下に貫通した型孔を有する冷却鋳型の下部を溶湯
   中に浸漬し、型孔の下部開口から溶湯を型孔に侵入させ
   る工程、 該侵入溶湯を型孔壁周囲から冷却して型孔形状に沿った
   凝固層を形成する工程、 該凝固層を連続的に引き上げることにより管体を形成す
   る工程 から構成され、管体は内面を機械加工することなく鋳放
   し状態の儘でエチレン製造工程のための反応管として使
   用され、反応管の内面は前記耐熱合金が具備する所定の
   耐浸炭性を発揮することを特徴とするエチレン製造用反
   応管の鋳造法。