步进梁式加热炉的滑动导轨制造技术

用于工作温度超过１０００℃的步进梁式加热炉的滑动导轨，包括一根空心的耐热合金的滑道管，滑道凸块坚直设置滑道管的顶部并且以预定的间隔沿管的轴向排列，耐火衬套盖在滑道管的外周表面及滑道凹块底部向上的部分。每个滑道凸块包括一连接在滑道管上的第一部件并由耐热合金制成，以及与被加热材料接触的第二部件。第二部件由陶瓷与耐热合金的复合材料制成，滑道凸块的高度超过１２０ｍｍ。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及步进梁式加热炉的滑动导轨。步进梁式加热炉用于热轧工艺中，用来加热钢坯、钢板等钢材。为了支撑和输送要加热的钢坯、钢板或类似材料，在炉内设有多排滑动导轨，包括可动导轨和固定导轨。可动导轨周期地重复进行垂直和水平的往复运动以输送钢材，使钢材交替地在可动导轨和固定导轨之间传送。图1表示了一种步进梁式加热炉的导轨1。导轨1包括一个由耐热合金制成的空心滑道管10和许多轴向间隔地排列在管10上的滑道凸块12。安置在炉内的滑动导轨1，它的滑道管10的外周覆盖了一层耐火衬套14，而且滑道凸块的整个底部到以上部分也都覆盖了耐火衬套14。参照图6，传统的滑道凸块12是块状耐热合金(如耐热钴铸钢或耐热镍-铬铸钢)，凸块通过焊接的方法固定地连接到滑道管10上。由于炉内通常保持在至少1000℃的高温状态，所以在滑道管的空心通道中通有冷却水，可避免滑道管由于温度升高而造成的弯曲、下垂或类似变形，并使管在承受材料的负荷时能保持抗弯强度。而且由覆盖在滑道管表面的可铸材料构成的耐火衬套14抑制了冷却水温度的提高，并使滑道管避免处于高温氧化气氛。滑道凸块由于冷却水从滑道管内流过而受到影响，因此，它比炉内温度低，结果使放在凸块顶上的钢材在与凸块接触的部位失去了热量。因而，材料与凸块接触部位造成了局部低温(即所谓的“滑道黑印”)，这就引起加热不均匀的问题。如果这种不均匀加热较严重时，就会对以后的热轧工序产生严重影响。通过增加滑道凸块的高度似乎可以消除滑道黑印，这样就减小了冷却水对凸块顶部的影响。但是凸块高度的增加导致它的温度接近炉内温度，由于凸块通常由耐热钴或镍铬铸钢制成，于是降低了凸块的压缩强度并使它经受压缩变形。这样，滑道凸块在较短的使用周期后就必须要更换。靠增大凸块的横截面积，从而增大凸块与加热材料之间的接触面积和减少凸块单位面积上的压缩负荷似乎可以消除压缩变形。但是，接触面积的增加相应地减小了被加热材料暴露于炉内气氛的表面面积，造成加热效率降低，这就易引起加热不充分和温度分布不均匀，并且无法有效地排除这个缺陷。另外，也可能使用烧结的耐高温及在高温下有很高抗压强度的陶瓷材料制做滑道凸块。但是在运送要加热的材料时，凸块不仅要受到静负荷，而且还受较大的动负荷，以致使韧性较低的陶瓷材料易于破裂或击碎。而且陶瓷凸块不能直接焊接到滑道管上，因此，难以将凸块固定在滑道管上。例如，箱形滑凸块适合于用耐热合金作固定件，但如果凸块高度增加，它是不稳固的，并且易于滑脱，以致不能保证加热炉的稳定运行。已经解决了前述问题的本专利技术的主要目的是提供一种用于步进梁式加热炉的滑动导轨，它在高温下有较强的抗压缩变形的能力，并有较强的耐冲击性，而且它还使材料均匀地受热。更准确地说，本专利技术的目的是提供一种滑动导轨，它包括一根耐热合金制成的空心滑道管，滑道凸块竖直固定在滑道管上并以一定的间隔轴向地排列在滑道管上，每个滑道凸块都包括一个连接到滑道管上的第一部件和与要加热的材料相接触的第二部件，有一层衬套覆盖在滑道管的外周表面，并覆盖滑道凸块的整个底部和到朝上方的一部分，第一部件由耐热合金制成，第二部件由复合材料制成，该复合材料包括一种耐热合金基体和分散在其内的陶粒，陶粒的含量占复合材料总重量的30%到70%，滑道凸块的高度大于120mm。图1是步进梁式加热炉滑动导轨的透视图;图2到图5为体现本专利技术的不同的滑道凸块，其中每个图的剖面(Ⅰ)是横剖视图，剖面(Ⅱ)是沿导轨轴的纵剖视图;图6表示传统的滑动凸块，它的剖面(Ⅰ)和(Ⅱ)分别为横剖视图和沿导轨轴向的纵剖视图;图7a是使用不同陶粒含量的滑道凸块试验所获得的结果的示意图;图7b是说明滑道凸块压缩变形的横剖视图;图8是表示陶粒含量和冲击能之间关系的曲线图;图9是表示温度和不同材料的抗压强度之间关系的曲线图;图10是表示滑道凸块的高度和滑道凸块顶部与炉内的温差之间关系的曲线图;图11是表示衬套厚度和滑道凸块顶部与炉内的温差之间关系的曲线图;图12是表示复合陶瓷材料的厚度和发生在将陶瓷材料写耐热合金连接在一起的工序期间产生的断裂之间关系的示意图;图13是表示滑道凸块压缩变形的比率和凸块第二部件的横截面面积比值之间关系的曲线图;图14是表示滑道凸块的热应力和凸块水平截面的长宽比之间关系的曲线图。体现本专利技术的滑动导轨将参照附图作详细的描述。然而，应该理解，下面的实施例只是为了要说明本专利技术，而本专利技术不仅仅局限于此。图2到图5显示了本专利技术的滑动导轨1。每个导轨1都包括一根滑道管10和一些滑道凸块12，每个滑道凸块都包括一个连接在滑道管10上并作为一个底部的第一部件12a，以及一个连接在第一部件上部并适合于与要加热的材料相接触的第二部件。在滑道管的整个外周表面和滑道凸块12的整个底部到顶部都覆盖一层耐火衬套14。第一部件12a是由耐热合金制成的，第二部件12b是由耐热合金和陶瓷材料的复合材料制成的。更准确地说，复合材料包含作为基体的耐热合金和占复合材料总重量30%到70%的陶粒。适用的耐热合金包括有耐热钴铸钢和耐热镍-铬铸钢。比如，可铸材料可用于制造耐火衬套14。为了制备第二部件用的复合材料，将耐热合金和陶瓷材料在融熔状态下混合在一起，然后迅速冷却，这样，大小在0.01到0.1μm的细陶粒被均匀地分散在合金基体内。分散的粒子和耐热合金基体产生的复合作用，使形成的材料在高温下具有较高的抗压强度和韧性。复合材料可以说是介于易碎的细陶粒和有韧性的合金材料之间的材料。复合材料的特性可通过改变陶粒的含量而改变。预定形状的滑道凸块可以靠熔化复合材料，例如用钨极隋性气体保护电弧源来熔化复合材料并将该材料与耐热合金的第一部件连接在一起来制备。我们已对不同陶粒含量(重量百分比)的、已实际应用于加热炉的复合材料进行了测试。并发现当陶粒的重量百分比含量在30%到70%之间时，该复合材料适合于长期使用而不会发生断裂或压缩变形。测试结果是在如下条件下产生的，图7a显示了这一结果。炉内温度1280℃，滑道凸块宽500mm，长130mm，高200mm，被加热材料(钢板)厚220-260mm，步进梁移动大约100，000次。制作的滑道凸块的陶粒重量百分比含量为10、15、25、35、50、65、75、85或90%，每种含量有两块被连接在滑道管上。扁钢坯随意地放入炉内。图7a中的符号代表下列结果X显著的压缩变形(3-10mm)△较小的压缩变形(0.5-3mm)○正常(包括不影响使用的微小变形)●凸块的上缘部破碎或断裂在上述变形中，数值指的是滑道凸块从原来的高度降低了一段高度△h(见图7b)，降低的这段高度是由于压缩变形引起的。图7a的结果表明，当陶粒的重量百分比含量在30%到70%时，滑道凸块显示出了卓越的性能。测试结果的分析如下图8表示复合材料的高温韧性值和陶粒含量之间的关系，图9表示复合材料的高温抗压强度和耐热合金的高温抗压强度的比较。参见图9，陶粒的重量百分比含量为70%，50%和30%的复合材料分别由线(a)、(b)和(c)来表示，钴合金由线(d)表示，镍-铬合金由线(e)表示。图8显示出，陶粒的重量百分比含量为30%时，冲击能为100Kg·Cm，而且韧性随陶粒含量的增加而降低。但是可以看出，当陶粒的重量百分比含量为70%时，冲击能仍有30Kg本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于工作温度超过１０００℃的步进梁式加热炉的滑动导轨，该滑动导轨包括一根空心的耐热合金的滑道管，滑道凸块竖直设置在滑道管的顶部并且以预定的间隔沿管的轴向排列，耐火衬套覆盖在滑道管的外周表面及滑道凸块的由底部向上的部分，每个滑道凸块包括一连接在滑道管上的第一部件和与被加热材料接触的第二部件，第一部件由耐热合金制成，第二部件由复合材料制成，该复合材料以耐热合金作底基，占复合材料重量的３０％到７０％的陶粒散布在底基内，滑道凸块的高度超过１２０ｍｍ。

【技术特征摘要】
JP 1986-6-10 134660/86;JP 1986-8-18 193194/86;JP 1确定的技术范围内做各种改进。权利要求1.一种适用于工作温度超过1000℃的步进梁式加热炉的滑动导轨，该滑动导轨包括一根空心的耐热合金的滑道管，滑道凸块竖直设置在滑道管的顶部并且以预定的间隔沿管的轴向排列，耐火衬套覆盖在滑道管的外周表面及滑道凸块的由底部向上的部分，每个滑道凸块包括一连接在滑道管上的第一部件和与被加热材料接触的第二部件，第一部件由耐热合金制成，第二部件由复合材料制成，该复合材料以耐热合金作底基，占复合材料重量的30%到70%的陶粒散布在底基内，滑道凸块的高度超过120mm。2.根据权利要求1所述的滑动导轨，其特征是覆盖滑道凸块底部及...

【专利技术属性】
技术研发人员：高木清，内藤肃，井上利夫，小桥正满，中谷修，平石久志，崎斌，河合撤，
申请(专利权)人：川崎制铁株式会社，久保田铁工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]