焦炉护炉成套设备及制作工艺制造技术

焦炉护炉成套设备及制作工艺，属于焦炉成套设备制造领域。其特征在于：采用了基体组织包括珠光体与铁素体混合基体的蠕墨铸铁材料，珠光体含量占７０％～８０％，铁素体占２０％～３０％。制作工艺为：首先对蠕墨铸铁原铁水熔炼，对铁水进行蠕化处理、树脂砂造型，浇铸铸件，对浇铸铸件进行冷却，进行热处理１－２二次，对热处理后铸件机械加工。与现有技术相比，抗疲劳性能高１－２倍；机械性能好，抗拉强度≥３５０ＭＰａ，屈服强度不小于２７０ＭＰａ，延伸率１～２％；蠕化率７０±１０％，硬度１７０～２４０ＨＢ。制作工艺简单等优点，将蠕墨铸铁应用到７．６３米焦炉护炉设备铸件上，填补了国内空白。

【技术实现步骤摘要】

焦炉护炉成套设备及制作工艺，属于焦炉成套设备设计及制造领域。
技术介绍
国外原7.63米焦化设备为德国标准的灰口铸铁GG～25材质。缺点为1、抗热疲劳性能差，在焦炉交变热应力作用下，易出现开裂等缺陷。2、抗氧化、生长性差。3、机械性低，抗拉强度仅为250MPa，延伸率为零。4、寿命短。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题，设计一种机械性能好，耐热疲劳性能好，抗氧化，塑性强，使用寿命长(比灰口铸铁GG～25铸件提高2～3倍)的焦炉护炉成套设备及制作工艺。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是焦炉护炉成套设备，其特征在于采用了基体组织珠光体与铁素体混合基体的蠕墨铸铁材料，珠光体含量占70％～80％，铁素体占20％～30％。蠕墨铸铁材料的化学成分为(重量％)3.2～3.7、Si 2.3～2.8、Mn 0.3～1.0、P≤0.08、S≤0.025、Cr0.1～0.2。护炉成套设备包括炉门、炉框、保护板、桥管、阀体、三孔盖座。焦炉护炉成套设备的制造工艺是，其特征在于首先对原铁水熔炼，对铁水进行蠕化处理、树脂砂造型，浇铸铸件，对浇铸铸件进行冷却，进行热处理1-2次，对热处理后铸件机械加工。在熔炼过程中，添加0.1～0.2％的铬元素。通过添加了铬元素，提高了铸件在高温下的性能与抗氧化性能。提高基体中珠光体的比例通过适当地调整五大元素的比例，即提高C量、Mn量、降低Si和量添加铬Cr元素，提高基体中珠光体的比例在铸造过程中采取反变技术；在热处理过程中采用特殊的矫正技术；热处理过程中，在金属塑性变性温度下，采用拉压法形变，然后进行消除应力退火处理。(4)采用树脂砂造型。抗热疲劳性能是材质在冷热交变温作用条件下，受循环应力作用破坏的现象。影响材质耐热疲劳的因素可用下式表示RST=f(σb·δ·λ·ρE·d·ΔT·K)]]>式中RST---耐热疲劳性能；σb----------抗拉强度；δ------延伸率；λ-----导热率；P-----密度；E------弹性模量；a------热膨胀系数；ΔT-----热循环时温度差；K------应力集中系数。由以上可知，材料若具有高的耐热疲劳能力，必须具有以下性能(1)有较高的强度(室温和高温)，同时有一定的延伸率；(2)有较高的导热性和较大的密度；(3)有较低的弹性模量和热膨胀系数；(4)较小的应力集中系数(主要取决于石墨的形态)。影响灰口铸铁和蠕墨铸铁热疲劳性能的参数如表1所示表 1 由表1可知，灰口铸铁的导热性能好、密度大、弹性模量低和热膨胀系数小。但因其强度低、延伸率低、加之应力集中系数大、组织稳定性差，在受交变热循环应力时，易产生裂纹而失效。而蠕墨铸铁虽然导热性和密度比灰口铸铁稍低些，弹性模量、热膨胀系数稍大些，但由于强度高、延伸率大、应力集中系数小、抗氧化性强。因此，蠕墨铸铁具有比灰口铸铁好的热疲劳性能。与现有技术相比，本专利技术的焦炉蠕墨铸铁护炉成套设备及制作工艺所具有的有益效果是机械性能好抗拉强度≥350MPa，屈服强度不小于270MPa，延伸率1～2％。蠕化率70±10％，硬度170～240HB。将蠕墨铸铁应用到7.63米焦炉护炉设备铸件上，在国内外均属空白。与灰口铸铁相比，具有如下优点1、性能高，抗拉强度≥350MPa，平均比灰口铸铁高出100～150MPa，且有一定的延伸率(而灰口铸铁没有)。2、热疲劳性能好，是灰口铸铁的1～2倍。3、耐磨性能好，比灰口铸铁高出HB 50个单位。4、寿命长，是灰口铸铁的2～3倍。灰口铸铁寿命仅为蠕墨铸铁材质寿命的1/3～1/4。制作工艺简单，易操作。具体实施例方式实施例该焦炉护炉成套设备，是7.63米焦炉护炉成套设备铸件包括炉门、炉框、保护板、桥管、阀体、三孔盖座。采用了基体组织珠光体与铁素体混合基体的蠕墨铸铁材料，珠光体含量占70％～80％，铁素体占20％～30％。蠕墨铸铁材料的化学成分为(重量％)C 3.2～3.7、Si 2.3～2.8、Mn 0.3～1.0、P≤0.08、S≤0.025、Cr 0.1～0.2。具体制作工艺如下原铁水熔炼--对铁水进行蠕化处理、树脂砂造型--扒渣--浇铸--冷却--清理--热处理--二次热处理--二次清理--机械加工--装配--包装。原铁水熔炼要求温度达到≥1500℃，然后停留10分钟左右，目的是消除遗传因素，温度降到1450℃～1480℃；熔炼过程中，添加0.1～0.2％的铬元素。直读光谱分析，调整化学成分；对铁水进行蠕化处理温度1450℃～1480℃；采用树脂砂造型；扒渣，蠕化处理结束后扒渣、取样、炉前三角试片检验，目的是是否符合要求；浇铸，热分析合格后进行浇铸；冷却，温度降到一定要求后，为清理做准备；清理，外形规整，各部符合图纸要求，且无损伤之处。没有加工的铸造表面必须光滑平直，不得有蜂窝、灰渣、飞边、凸凹等缺陷；热处理，按照要求进行处理其温度为正火温度920℃，保温时间1.5～2.0小时，风冷或雾冷回火温度600℃，；二次清理，同第一次清理的要求一样；机械加工，达到图纸的要求，装配，涂漆，包装。由于7.63米焦炉护炉设备铸件壁厚相对较薄。属长大件，所以采用蠕墨铸铁铸件，同时采取防治蠕墨铸件变形的技术。通过生产实践及实验证明，用蠕墨铸铁代替灰口铸铁制造7.63米焦炉护炉设备，7.63米焦炉护炉成套设备铸件化学成分与机械性能见下表3表3焦炉护炉成套设备化学成分与机械性能表 用蠕墨铸铁制作的焦炉炉门、炉框、保护板、桥管、阀体、三孔盖座等焦化设备，与灰口铸铁相比，蠕墨铸铁件在反复加热冷却引起交变热应力的条件下工作时，开裂的时间要长的多，见下表4。表4 灰口铸铁与蠕墨铸铁的耐开裂性能比较表 权利要求1.焦炉护炉成套设备，其特征在于采用了基体组织珠光体与铁素体混合基体的蠕墨铸铁材料，珠光体含量占70％～80％，铁素体占20％～30％。2.根据权利要求1所述焦炉护炉成套设备，其特征在于蠕墨铸铁材料的化学成分为(重量％)C 3.2～3.7、Si 2.3～2.8、Mn 0.3～1.0、P≤0.08、S≤0.025、Cr0.1～0.2。3.根据权利要求1所述焦炉护炉成套设备的制造工艺，其特征在于首先对蠕墨铸铁原铁水熔炼，对铁水进行蠕化处理、树脂砂造型，浇铸铸件，对浇铸铸件进行冷却，进行热处理1-2二次，对热处理后铸件机械加工。4.根据权利要求3所述焦炉护炉成套设备的制造工艺，其特征在于在熔炼过程中，添加0.1～0.2％的铬元素。全文摘要焦炉护炉成套设备及制作工艺，属于焦炉成套设备制造领域。其特征在于采用了基体组织包括珠光体与铁素体混合基体的蠕墨铸铁材料，珠光体含量占70％~80％，铁素体占20％~30％。制作工艺为首先对蠕墨铸铁原铁水熔炼，对铁水进行蠕化处理、树脂砂造型，浇铸铸件，对浇铸铸件进行冷却，进行热处理1－2二次，对热处理后铸件机械加工。与现有技术相比，抗疲本文档来自技高网...

【技术保护点】
焦炉护炉成套设备，其特征在于：采用了基体组织珠光体与铁素体混合基体的蠕墨铸铁材料，珠光体含量占７０％～８０％，铁素体占２０％～３０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张跃成，文景宝，李光庆，
申请(专利权)人：张跃成，文景宝，李光庆，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]