高温耐磨炉排片及其浇注模具和浇注工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高温耐磨炉排片，采用铁基合金材料制成，所述铁基合金材料包括如下重量百分比的物质：C：0.29‑0.35%，Si：1.2‑1.4%，Mn：1.6‑2%，Cr:24‑26%，Ni：4‑7%，Mo：≤0.4%，P：≤0.03%，S：≤0.02%，余量为Fe，采用该材料的炉排片具有高温耐磨性高的优点，能够在炉排炉中稳定的长时间工作，避免损坏停机，造成经济损失；本发明专利技术还公开了上述炉排片的浇注模具和浇注工艺。

High temperature wear resistant grate plate and its pouring mould and pouring process

The invention discloses a heat resistant grate, made of Fe based alloy material, the iron-based alloy material comprises the following weight percentage: C:0.29 material 0.35%, Si:1.2 1.4%, Mn:1.6 2%, Cr:24 26%, Ni:4 7%, Mo = 0.4%, P = 0.03%, S:: = 0.02% the rest is Fe, the grate of the material has the advantages of high temperature resistance, can work stably in long time grate furnace, avoid damage to stop, causing economic losses; the invention also discloses a casting mould and casting the grates.

【技术实现步骤摘要】
高温耐磨炉排片及其浇注模具和浇注工艺
本专利技术涉及一种炉排片，特别涉及一种高温耐磨炉排片及其浇注模具和浇注工艺。
技术介绍
当前，城市垃圾处理已经成为我国各城市面临的严峻问题，我国的城市生活垃圾具有水分高、热值低的特点，根据我国垃圾现状，机械往复炉排焚烧炉是目前最适合我国城市生活垃圾焚烧处理的设备；在机械往复炉排焚烧炉中，炉排作为推送垃圾并使之充分燃烧的部件，在使用过程中，炉排与垃圾之间需要不断的翻动接触，在高温状态下与石子等产生摩擦，碰撞，因此需要提供一种高温耐磨损的不锈钢材料来制作炉排，保证其在高温状态下的耐磨性能，提高炉排的使用寿命。目前，公开号为CN102672166A的中国专利公开了一种新型高温耐磨铁基合金粉末该铁基合金粉末，按照重量百分比计算，该合金粉末包含有C1.8％-2.2％，Ni11％-15％，Co11％-15％，Mo3.5％-5.5％，Cr26％-31％，Si1％-2％，B0.5％-1％，Re0.2％-0.5％，余量为Fe，其具有耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性等，优于或近似于钴基或镍基合金粉末性能，同时降低合金粉末制造成本1/3以上，增强市场竞争力的同时为客户创造了显著的经济效益。但在焚烧炉中使用时，炉排的使用环境约为900℃，在高温情况下一次性持续工作需要达到2-3个月，上述铁基合金粉末制成的物质在使用时，持续高压下耐磨性不足，容易发生损坏。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种炉排片，其具有高温耐磨性高优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高温耐磨不锈钢，其中：包括如下重量百分比的物质：C:0.28-0.37%,Si：1-1.5%，Mn：1.5-2%，Cr:24-26%，Ni：4-7%，Mo：≤0.5%，P：≤0.04%，S：≤0.03%，余量为Fe。铬可以使耐热合金在氧化性气氛下，表面形成连续致密的Cr2O3氧化膜，能够防止氧及其他氧化性气体进入材料内部，减小材料内部的氧化，提高材料的抗氧化性能，在炉排炉内的，温度较高，金属表面容易发生氧化腐蚀，由于碳的加入会形成铬的碳化物，过低的铬含量会导致基体贫铬，这对合金的抗氧化性能不利，但当铬含量高于30%时，会在基体中形成σ相（体心正方，形成温度在650~1000℃，FeCr），一般在铁素体基体或铁素体-奥氏体、铁素体-铁素体相界上形核长大，导致合金变脆，因此设置Cr在25%左右，保证抗氧化性的情况下，不会损害铁基合金的强度。碳是影响合金性能的主要元素。随着含碳量的增加，合金的强度、硬度高，奥氏体稳定性增强，但韧性会有所下降。碳量增加也会引起碳化物数量增加，一定程度上会提高材料的抗磨性能。高铬合金中所析出的碳化物相的结构随含铬量的提高，按M3C-M7C3-M23C6的方向发展，铬含量在25%~28%，当碳含量高于0.3%时，基体组织中就会形成M23C6和M7C3，对铁基合金的韧性和强度增强。镍是扩大奥氏体区元素，可提高材料高温强度，镍与铬配合使用则会大大提高其的氧化性，镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。锰也是奥氏体化元素，在钢中可部分代替镍的作用，同时固溶强化基体。但锰量过高会降低耐热合金的高温强度和抗氧化性能，特别是在高于950℃时，锰含量过高对高温抗氧化性能极其不利，炉排片的使用通常低于950℃，在本申请中配方中适量加入Mn，与Ni共同作用，增强了炉排片的高温耐氧化性能。钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，增加钢钝化能力，同时可以强烈地固溶强化基体，提高耐热合金的热稳定性，钼还可以提高材料的高温强度及在Cl离子中的耐腐蚀性能，但其形成的氧化物在高温下容易挥发，因此钼含量过高则对抗氧化性能不利，本申请中选用0.5%的钼，能提高炉排片强度的情况下，避免破坏铁基合金在高温时的稳定性，保证炉排片具有足够的使用寿命。硅是耐热合金中对抗高温氧化的有益元素，含硅的铬系耐热合金在高温下与氧反应，形成致密的混合氧化膜，对炉排片表面的强度有所增强，阻止炉排片与炉排炉内的氧气接触氧化，具有较好的抗氧化性，硅含量高于3%时，会降低刚的塑性和韧性。本专利技术进一步设置为：还包括重量百分比为0.01-0.025%的Sc。钪的熔点为1541℃，钪添加进铁基合金中，会在铁基合金表面形成氧化钪保护膜，对铁基合金的抗氧化性能进行了增强，并且钪加入铁基合金中可以增大的铁基合金的强度和硬度，在炉排炉使用温度800℃左右能保证良好的耐磨性，高温强度高。本专利技术进一步设置为：所述铁基合金材料包括如下重量百分比的物质：C：0.325%，Si：1.3%，Mn：1.65%，Cr：25%，Ni：5%，Mo：0.3%，P：0.04%，S：0.01%，Sc：0.015%。通过采用上述技术方案，采用该配比的铁基合金材料具有最优的高温耐磨性和抗氧化性能。本专利技术进一步设置为：所述炉排片包括位于炉排片下方的加强撑条。通过采用上述技术方案，加强撑条的设置，对炉排片的上表面进行支撑加强，避免上表面不断接触垃圾的过程中发生弯曲，保证炉排片结构的稳定。本专利技术的第二目的在于提供一种上述炉排片的浇注模具，其具有浇注完全，避免出现气孔的优点。本专利技术的上述技术目的是通过如下技术方案实现的：一种上所述的炉排片的浇铸模具，包括铁型，所述铁型分为上模和下模，所述上模开设有正对加强撑条的覆膜砂若干安装缺口，所述安装缺口处放置有发射冒口，所述发热冒口内添加有氧化剂。通过采用上述技术方案，加强撑条处具有弯折结构，钢水不容易布满该处的模腔，发热冒口内添加氧化剂，在浇注过程中，钢水的高温使得发热冒口燃烧，发热冒口内的氧化剂被还原产生大量的热量，使得发热冒口内的钢水的温度升高，保证长时间的熔融状态，避免内部产生气孔，提高炉排板结构强度。本专利技术进一步设置为：所述氧化剂为重铬酸钾。通过采用上述技术方案，重铬酸钾在使用时，燃烧产生大量的热，对钢水具有良好的加热作用，从而保证在加热撑条处炉排片结构密实，避免产生气孔。本专利技术的第三专利技术目的在于提供一种炉排片的浇注工艺，其具有加工便捷，成品质量高的优点。本专利技术的上述技术目的是通过如下技术方案实现的：一种上述炉排片的浇注工艺，包括如下步骤：SP1、将上述模具合模，安装好箱卡、浇口杯和发热冒口；SP2、将冶炼完成的钢水控制在1400-1500摄氏度通过浇口杯注入模具内，注入至冒口内钢水的高度到达冒口高度的三分之二处停止；SP3、当浇口杯中铁液暗红时打掉浇口杯，冷却30min，将模具卸掉箱卡，通过捅箱机进行捅箱、落砂，将毛坯摆放冷却。本专利技术进一步设置为：SP2中钢水浇注温度控制为1450摄氏度。通过采用上述技术方案，在上述温度浇注冷却过程中，合金形成奥氏体结构，强度高，耐磨性好。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1、采用Si，Ni，Cr形成的氧化物分布在炉排片的表面，交错分布，在炉排片的表面密度较高，保证了炉排片的耐磨性能；2、钪添加进合金中，对合金的抗氧化性能进行了增强，并且钪加入合金中可以增大的合金的强度和硬度。具体实施方式实施例一：一种高温耐磨炉排片，采用铁基合金材料制成，铁基合金材料包括如下重量百分比的物质：C：0.29%，Si：1.21%，Mn：2%，Cr:26%，Ni：4.2%，Mo：0.37%，P：≤0.005%，S：≤0.005本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温耐磨炉排片，其特征在于：采用铁基合金材料制成，所述铁基合金材料包括如下重量百分比的物质：C：0.29‑0.35%，Si：1.2‑1.4%，Mn：1.6‑2%，Cr:24‑26%，Ni：4‑7%，Mo：≤0.4%，P：≤0.03%，S：≤0.02%，余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种高温耐磨炉排片，其特征在于：采用铁基合金材料制成，所述铁基合金材料包括如下重量百分比的物质：C：0.29-0.35%，Si：1.2-1.4%，Mn：1.6-2%，Cr:24-26%，Ni：4-7%，Mo：≤0.4%，P：≤0.03%，S：≤0.02%，余量为Fe。2.根据权利要求1所述的一种高温耐磨炉排片，其特征在于：还包括重量百分比为0.01-0.025%的Sc。3.根据权利要求2所述的一种高温耐磨炉排片，其特征在于：所述铁基合金材料包括如下重量百分比的物质：C：0.325%，Si：1.3%，Mn：1.65%，Cr：25%，Ni：5%，Mo：0.3%，P：0.04%，S：0.01%，Sc：0.015%。4.根据权利要求1至3任一所述的高温耐磨炉排片，其特征在于：所述炉排片包括位于炉排片下方的加强撑条...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱青，
申请(专利权)人：江阴国润机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32