11 knúmero de publicación: kint. Cl. 7 : B22F 3/115

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1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 knúmero de publicación: kint. Cl. 7 : B22F 3/11 B22F 7/00 F22B 37/04 F16L 9/14 12 k TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 k Número de solicitud europea: k Fecha de presentación: k Número de publicación de la solicitud: k Fecha de publicación de la solicitud: k 4 Título: Uso de una aleación a base de Ni para tubos compuestos de instalaciones de combustión. k Prioridad: SE 932 k 73 Titular/es: Sandvik Aktiebolag (publ) Sandviken, SE k 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: k 72 Inventor/es: Forsberg, Urban y Wilson, Anders k 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: k 74 Agente: Tavira Montes-Jovellar, Antonio ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCION Uso de una aleación a base de Ni para tubos compuestos de instalaciones de combustión. La presente invención se refiere al uso de una aleación austenítica basada en Ni-Cr-Mo-Nb-Fe como material de construcción para la fabricación de tubos compuestos con múltiples revestimientos que satisfacen demandas en relación con la alta resistencia a la corrosión inducida por cloruro e inducida por sulfuro, de erosión y depósitos de fusión, y que también aparece con buena resistencia en entornos reductores cuando se usan como tubos de evaporadores o tubos de recalentadores en incineradoras de residuos. Un componente de material externo de este tipo se ha encontrado ventajoso si está constituido por un tubo hueco que se fabrica sobre la base del llamado procedimiento Osprey que ha sido sometido de coextrusión a un tubo final, en donde el componente del tubo interior consiste en acero al carbono o un acero al Cr-Mo hipoaleado, cualquier otro acero para calderas estándar aprobado tal como SS232 (18,3 Cr,,1 Ni). Tubo compuesto quiere decir un tubo que consiste en componentes de dos capas que tienen un enlace metalúrgico entre ellos. El procedimiento Osprey quiere decir un procedimiento para la fabricación de un tubo en donde gotas finamente distribuidas del metal se depositan pulverizadas sobre el componente interno en estado fundido pero que solidifica poco después. El tubo compuesto se fabrica entonces por coextrusión. Tubos de evaporadores son aquellos tubos en la incineradora en donde el agua de alimentación se calienta mediante el calor de los gases de combustión y que están siendo evaporados a la temperatura que se da por la presión en el tubo. Tubos de recalentadores son aquellos tubos en la caldera en donde el vapor de agua se somete a sobrecalentamiento a partir del calor que llega desde los gases de combustión. Las soluciones de tubos que se usan hoy principalmente para tubos de evaporadores y de recalentadores en incineradoras de residuos no están protegidos, o están siendo tuberías de acero al carbono o acero hipoaleado al Cr-Mo cubierto por masa de bocarte. Otros tipos de medios de protección son bloques o escudos hechos de material cerámicoometálico. Alternativamente, esos tubos podían cubrirse por capas de metal atomizado o capas superpuestas soldadas en los tubos con más material muy aleado con resistencia superior. Las desventajas observadas con estas alternativas tienen vigencias demasiado cortas. Las masas de bocarte van estropeándose y causan la libre exposición de los tubos para el acceso de gases, con lo cual los escudos cerámicos o metálicos están proporcionando insuficiente enfriamiento y son sometidos rápidamente a corrosión y demanda de mantenimiento frecuente. Las capas superpuestas soldadas están siendo mezcladas con el material del tubo y, con ello, están adquiriendo propiedades de la corrosión perjudicadas. El contenido en hierro aumenta un % lo cual fomenta el daño de cloruros de hierro que se forman en esos tubos. La porosidad, las grietas o el enlace insu ficiente en la interfase entre la capa superpuesta soldada y el tubo de acero al carbono o acero al Cr-Mo hipoaleado causa un riesgo de que las capas no soldadas/metalizadas serán sometidas a corrosión o se estropean y, con ello, exponen el material subyacente a la corrosión. El documento WO-A describe el uso de una aleación austenítica de Ni para la fabricación de tubos compuestos para recalentadores o incineradoras de residuos. Según la invención, se ha encontrado posible usar un método especial de fabricación para tubos compuestos que satisface los requisitos para materiales de construcción usados en evaporadores y recalentadores en incineradoras de residuos. Los requisitos que deben ser satisfechos tienen una buena resistencia a la corrosión inducida por cloruros e inducida por azufre y una buena resistenciaalaerosión y depósitos de fusión, así como a entornos reductores. La presente invención se refiere al uso, definido en la reivindicación 1, de una aleación basada en Cr-Ni-Mo-Nb-Fe con estructura austenítica que comprende, en % en peso: carbono máx. 0, fósforo máx. 0,01 azufre máx. 0,01 cromo,0-23,0 molibdeno 8,0 -,0 silicio máx. 0,0 manganeso máx. 0,0 niobio + tántalo 0,1-4,1 hierro 0, -,0 aluminio máx. 0, titanio máx. 0, con lo que dicha aleación, que es el componente externo de un tubo compuesto hecho mediante coextrusión fabricado pulverizando gotas de metal finamente distribuidas del componente externo sobre el componente interno, con lo que dicho componente interno consiste en un acero al carbono convencional o un acero al Cr-Mo hipoaleado. Detalles y ventajas adicionales de la invención aparecerán en la siguiente descripción, en donde la Fig. 1 es una vista esquemática de un equipo del procedimiento Osprey, y la Fig. 2 es un típico aspecto de tubos de recalentadores y tubos de evaporadores. El equipo mostrado en la Fig. 1 comprende una cuba de colada 1 proyectada para ser parcialmente rellenada con metal fundido o material de aleación 2. La cuba de colada está provista de una tobera 3 para proporcionar una corriente 4 de metal fundido o aleación de metal, con diámetro deseable. La corriente de metal 4 se vierte después en una cámara, con lo cual está dispuesto un

3 3 ES T3 4 dispositivo de distribución 6 con gas 7 para proporcionar una corriente múltiple de gas con gran velocidad para ser dirigida contra la corriente 4 de metal fundido para romper dicha corriente 4 en un depósito de pulverización de gotitas finamente distribuidas 8. Adicionalmente, una unidad de depósito de pulverización adicional para argón o nitrógeno flotantes (no mostrada) podría proporcionarse aguas abajo a lo largo de dicha corriente de fusión 4 a una cierta distancia por debajo de dicho primer dispositivo de distribución 6 para asegurar un grado deseable de solidificación de las gotitas de metal finamente distribuidas que están siendo formadas a partir de dicha corriente 4. Dentro de la cámara, a una distancia adecuada por debajo de la salida de la cuba de colada 1, está provista una barra o tubo de acero al carbono o aleación hipoaleada de Cr-Mo que se extiende de forma horizontal. La barra o tubo es tanto desplazable longitudinalmente como está dispuestadeformagiratoriaenlacámara, de manera que se logra un desplazamiento axial oscilante. Esto permite la deposición de gotitas finamente distribuidas de la aleación de metal 2 sobre la superficie de la envuelta exterior de dicha barra o tubo, de manera que éstas solidificarán pronto después de la deposición por pulverización para la formación de un revestimiento 11 alrededor de dicha barra o tubo. Al usar esta técnica especial de fabricación para fabricar tubos compuestos, y al usar este tipo de aleación basada en níquel definida anteriormente como componente externo se ha encontrado posible lograr una combinación mejorada de propiedades de tubos que serán expuestos al entorno especial que existe en recalentadores y evaporadores en incineradoras de residuos. En consecuencia, se ha encontrado posible lograr una muy buena resistencia a la corrosión a alta temperatura después de los ensayos llevados a cabo en entornos de recalentadores realistas a una temperatura de material de 0 C-00 C, así como en ensayos de campo en incineradoras de residuos a C- C. Adicionalmente, no se espera que aparezca ninguna tendencia a la corrosión por esfuerzo en tubos compuestos según la invención por su exposición a entornos corrosivos inducidos por azufre a C- 0 C, preferiblemente C-0 C. La tecnología denominada Osprey anteriormente descrita resultaenlaobtención de tubos compuestos en los que los componentes internos y externos del tubo pueden tener una muy buena unión metalúrgica entre ellos, lo cual es ventajoso para la conductividad térmica a través de la pared del tubo y para la resistencia del tubo. Una buena conductividad junto con buena resistencia y una buena unión metalúrgica son demandas que deben ser satisfechas en un tubo que consta de dos capas, para permitir que dicho tubo se utilice a las temperaturas que existen en una incineradora de residuos. De lo contrario, tales tubos darán lugar a grandes problemas por formación de copos causados por un insuficiente enfriamiento de la superficie que estará expuesta a los gases de humo, ypodría causar una deformación de los componentes del tubo inoxidable que es causada por su mayor coeficiente térmico de la expansión en longitud. Por consiguiente, es necesaria una unión metalúrgica eficaz entre los componentes del tubo para un tubo que consta de dos componentes para que sea útil en un recalentador o evaporador. Los tubos de evaporadores mostrados en la Fig. 2 representan un ejemplo de tubos que están hechos como se describe en lo que antecede. Cuando se han llevado a cabo ensayos en tubos compuestos en entornos incineradores de residuos industriales fabricados según la invención, se ha encontrado que tienen propiedades que son mejores que las aleaciones usadas hasta ahora para las mismas aplicaciones. En ensayos llevados a cabo en grandes incineradoras de residuos, el componente interior era normalmente acero al carbono y el componente externo del tubo estaba hecho de una aleación comercializada bajo la marca comercial SANICRO (UNSN 08028) con un análisis de 0,4 Si, 1,7 Mn, 26,7 Cr,, Ni, 3,3 Mo, 1Cu,<0,02 C y el resto Fe (excepto las habituales impurezas). Después de haberse fabricado según la invención con una unión metalúrgica entre componentes interiores y exteriores, se lograron sustanciales mejoras en términos de duración de vida. Los resultados se dan en la Tabla 1. TABLA 1 Material Espesor remanente (tubo exterior) (mm/00 h) 0 h 7890 h Aleación de Ni-Cr-Mo-Nb-Fe <0,01 <0,01 según la invención SANICRO 28 0,37 Como se deduce de esto, el tubo fabricado de acuerdo con la invención casi no era afectado, incluso después de una exposición durante 7890 y 0 horas, respectivamente, mientras que el tubo SANICRO había sido sometido a corrosión más de 2 mm después de.0 horas, lo que corresponde a con 0,37 mm/00 horas. El análisis preferido del componente externo del tubo de un tubo compuesto de la invención debería tener el siguiente análisis: carbono máx. 0,02 fósforo máx. 0,01 azufre máx. 0,00 cromo 21,0-22,0 molibdeno 8,0-9,0 silicio máx. 0,4 manganeso máx. 0,4 niobio + tántalo 3,1-4,1 hierro 0, - 3,0 aluminio máx. 0,0 titanio máx. 0,2 habituales). 3

4 ES T3 6 REIVINDICACIONES 1. Uso de una aleación austenítica de Ni-Cr- Mo-Nb-Fe para fabricar un tubo compuesto, que comprende una capa interna () del tubo y una capa externa (11) del tubo, estando dicho tubo compuesto proyectado para uso en entornos de recalentadores e incineradoras de residuos en donde se deben satisfacer demandas de una buena resistencia a la corrosión, erosión y capas superpuestas fundidas, tienen que ser satisfechos, particularmente a la corrosión inducida con cloruro yerosión, en donde la capa externa () del tubo tiene un análisis en % en peso de carbono máx. 0, fósforo máx. 0,01 azufre máx. 0,01 cromo,0-23,0 molibdeno 8,0 -,0 silicio máx. 0,0 manganeso máx. 0,0 niobio + tántalo 0,1-4,1 hierro 0, -,0 aluminio máx. 0, titanio máx. 0, estando dicha capa externa () depositada en la superficie del componente interno en forma de gotitas de metal finamente distribuidas, exponiendo después dicho tubo compuesto a coextrusión, siendo dicho tubo compuesto usado en entornos reductores tales como tubos de recalentadores o tubos de evaporadores en incineradoras de residuos a C - 0 C. 2. Uso según la reivindicación 1, en un intervalo de temperaturas entre C - 0 C. 3. Uso según la reivindicación 1, en un intervalo de temperaturas entre C - 0 C. 4. Uso según la reivindicación 1, en donde el componente interno del tubo se fabrica de acero al carbono o un acero al Cr-Mo hipoaleado.. Uso según la reivindicación 1, en donde la aleación de la capa externa (11) del tubo comprende, en % en peso carbono máx. 0,02 fósforo máx. 0,01 azufre máx. 0,00 cromo 21,0-22,0 molibdeno 8,0-9,0 silicio máx. 0,4 manganeso máx. 0,4 niobio + tántalo 3,1-4,1 hierro 0, - 3,0 aluminio máx. 0,0 titanio máx. 0,2 en entornos en donde hay demandas sobre buena resistencia a la corrosión inducida por cloruros y erosión y en entornos reductores cuando se usan como tubos de recalentadores o tubos de evaporadores en incineradoras a C - 0 C, preferiblemente C - 0 C NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del , no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva. 4

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