一种炉箅条及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种炉箅条及其制备方法，属于耐热材料技术领域。炉箅条化学组成成分（质量分数）是：１．２～１．６％Ｃ，１５．０～２０．０％Ｃｒ，２．３～２．８％Ａｌ，４．５～５．０％Ｓｉ，０．０５～０．１５％Ｔｉ，０．０５～０．１５％Ｎｂ，０．０８～０．２０％ＲＥ，０．０６～０．１５％Ｍｇ，＜０．６％Ｍｎ，＜０．０４％Ｓ，＜０．０５％Ｐ，余量为Ｆｅ，且０．２０％≤Ｔｉ＋Ｎｂ≤０．２８％。本发明专利技术箅条利用电炉便可生产，采用消失模铸造成形，箅条不仅强度高，韧性和抗氧化性好，还有良好的耐热疲劳性能，在大型烧结机台车上使用，寿命超过两年；使用本发明专利技术箅条可减轻工人劳动强度，提高烧结机生产作业率，具有良好的社会和经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为一种炉箅条及其制备方法，特别涉及一种用于烧结铁矿粉的烧结机台车箅条及其制备方法，属于耐热材料

技术介绍
箅条是铁矿粉烧结机台车上一种耐热易耗品，其作用类似于燃煤锅炉栅。箅条的作用是与烧结机台车栏板构成槽形空间，容纳烧结矿料。在烧结过程中，箅条随台车以一定速度循环运转，当台车在烧结机机头开始接受布料时，箅条温度最低。首次开机时，箅条温度为室温，当运转至点火位置时，一般达200℃。此时承受了磨料的冲击磨损，易把已经氧化的表层冲刷掉，又继续氧化，加快磨损。当台车运行至机尾时，矿料烧透，此时箅条温度最高，箅条局部温度达到或超过1000℃。台车翻转卸料后，箅条暴露在空气中冷却。烧结机采取不停机连续作业制。箅条在高、低温交变恶劣工况下工作，同时还承受烧结矿料的冲击，其主要失效形式是烧蚀和断裂，占箅条失效比例70％以上。箅条质量不但是稳定烧结工艺提高矿粉烧结产量、质量的重要因素，而且也直接决定着烧结设备的正常运转，同时还直接关系到环境保护。为了改善箅条性能，延长其使用寿命，中国专利技术专利CN1475593公开了一种烧结机台车所用箅条及其制造方法，所述箅条的化学成分为：0.3～0.5％C，12～15％Cr，3～4％Si，0.8～1.4％Al，0.5～1.2％Mn，0.5～1.2％Mn，余量Fe。其制造步骤包括砂型制作、中频炉冶炼、浇铸成型、热处理四个工序。上述箅条铬含量较少，抗氧化性能较差，碳含量低导致铸造性能差。中国专利技术专利CN1304902也公开了一种工业烧结机台车上所用箅条的制造方法。其特征是箅条采用含高比例的氧化铝陶瓷制造；氧化铝陶瓷含氧化铝的比例选择在60～99％。这种氧化铝陶瓷制造箅条的工艺是：将原料配好用球磨机混合磨细，倒入箅条成型模具用挤压机初步挤压成型，再用油压机高压挤压，静挤压成型后再修型，再经高温窑炉焙烧，最后成品修型。这种箅条耐高温，但制造工艺复杂，高温窑炉焙烧能耗高，且箅条脆性大，使用中极易断裂。中国专利技术专利CN1282799还公开了一种高铬铸钢箅条及其制造方法，箅条的化学成分组成为(重量％)：1.0～2.2％C，22～30％Cr，3.0～7.0％Al，1.0～2.5％Si，0.5～1.0％Mn，0.2～0.8％Ni，0.005～0.04％B，0.04～0.10％Zr，0.08～0.25％Y，0.02～0.08％K，铬和铝的大量加入，提高了箅条的抗氧化性，但铬含量和铝含量太高，熔炼困难，且铝的大量加入，易出现夹杂物，降低箅条的强度和韧性，使用中易发生箅条断裂现象。中国专利技术专利CN101397642还公开了一种用于焦炉箅条的耐热钢包括如下重量百分比的元素：≤0.50％C，2.5～2.7％Si，17～19％Cr，10～12％Mn，0.22～0.30％N，0.08～0.12％稀土，0.005～0.007％B，0.05～0.08％Ti，3.5～4.5％Ni，并加热至1000～1050℃固熔处理。具有耐氧化、长期使用不脱皮、耐高温的特点，可耐900℃以上的高温。但上述箅条材质含有较多价格昂贵的镍合金元素，生产成本高。中国专利技术专利CN101403073还公开了一种用于烧结机箅条的自生碳化物粒子强化铁素体耐热钢及其制造方法，所述的耐热钢以质量百分比表示，含有0.6～1.2％C，1.0～1.5％Si，-->0.5～1.0％Mn，18～26％Cr，0.2～1.0％Mo，0.05～0.15％Re，0.05～0.2％Al，0.5～3.0％的Ti、V和Nb中的一种以上，剩余部分为铁和不可避免的杂质。所述的制造方法为在感应电炉中熔化制造铁素体耐热钢基体合金的原料，然后将钢液升温到1520℃以上进行扒渣，脱氧，并过热到1540～1560℃，出钢，进行复合化处理。该专利技术材料中含有价格昂贵的钼、铌和钒等元素，成本高。中国专利技术专利CN1037741还公开了一种炉用耐热铬钢，其特征在于该耐热钢的化学成份为(重量百分比)：0.6～1.0％C，1.4～2.0％Si，≤0.6％Mn，15.0～19.0％Cr，0.03～0.10％Re，余量为Fe该材料抗氧化性能低，制造箅条使用寿命较短。中国专利技术专利CN1153829还公开了一种高温抗氧化铬硅铸钢，特别适用于制造烧结机箅条，其特征在于以铬、硅、铝、钛、硼、稀土作为主要合金元素，其化学成分按重量百分比为：0.4～1.4％C，0.8～3.0％Si，0.25～2.00％Mn，16～34％Cr，0.08～2.0％Al，0.003～0.01％B，0.08～1.00％Ti，0.01～0.20％Re，余量为Fe。该材质存在铬、铝含量下限时抗氧化性差，碳含量下限或铬含量上限时铸造性能差的不足。
技术实现思路
本专利技术针对上述箅条材料存在的不足，专利技术一种以铬为主要合金元素的箅条材料及其制备方法，为了进一步提高箅条的抗高温氧化性能，还加入了较多的铝和硅，另外，为了改善箅条的铸造性能，提高箅条含碳量至1.0％以上。为了细化箅条凝固组织，还加入少量的钛、铌、稀土，为了改善碳化物的形态和分布，提高箅条综合力学性能，还加入了镁元素。本专利技术目的可以通过以下手段来实现，本专利技术的一种箅条，其特征在于，化学组成成分(质量分数)是：1.2～1.6％C，15.0～20.0％Cr，2.3～2.8％Al，4.5～5.0％Si，0.05～0.15％Ti，0.05～0.15％Nb，0.08～0.20％RE，0.06～0.15％Mg，＜0.6％Mn，＜0.04％S，＜0.05％P，余量为Fe，且0.20％≤Ti+Nb≤0.28％。本专利技术上述箅条的制备方法，采用电炉熔炼，具体工艺步骤如下：(1)将废钢和铬铁混合加热熔化，钢水熔清后先后加入硅铁和铝，出炉前加入铌铁和钛铁，钢水温度达到1550～1580℃时出炉。(2)将稀土和镁预先放入钢包内，用包内冲入法进行稀土、镁复合处理，其中稀土以稀土硅铁形式加入，镁以钝化颗粒镁形式加入。(3)钢水温度达到1460～1490℃时直接在消失模铸型中浇注成箅条，箅条经打磨清理后可以直接上机使用。本专利技术箅条的化学成分选择理由如下：铬、铝和硅：高铬合金中含有较高的铬、铝和硅，在高温氧化时，铬、铝和硅与氧的亲和力比铁大，形成复杂的富铬氧化膜、富铝氧化膜和富硅氧化膜，这类氧化膜不易剥落，有利于抑制氧化的进一步扩展。此外铬又是碳化物形成元素，有利于提高箅条硬度，并改善其耐磨性。但是，铬含量过高，材料熔炼困难，且增加生产成本，铝和硅加入量过多，易出现夹杂，损害材料的强度和韧性，综合考虑，将铬含量控制在15.0～20.0％，铝含量控制在2.3～2.8％，硅含量控制在4.5～5.0％。碳：碳主要是从铬铁中带来的，适当提高碳含量，有利于提高箅条硬度，改善其耐磨性，提高碳含量还可改善箅条铸造性能，加入量过多，箅条脆性大，使用中易断裂，将其含-->量控制在1.2～1.6％。钛和铌：钛和铌是强碳化物形成元素，形成的TiC、NbC熔点高，可作为凝固结晶核心，有利于细化晶粒，减轻元素偏析，提高箅条的综合性能，加入量过多，TiC、NbC易粗化，反而损害箅条的强度和韧性，因此将钛含量控制在0.05～0.15％，铌含量控制在0.05～0.15％，且0.20％≤Ti+Nb≤0.28％。稀土和镁：稀土和镁具有很强的脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种箅条，其特征在于，化学组成成分（质量分数）是：１．２～１．６％Ｃ，１５．０～２０．０％Ｃｒ，２．３～２．８％Ａｌ，４．５～５．０％Ｓｉ，０．０５～０．１５％Ｔｉ，０．０５～０．１５％Ｎｂ，０．０８～０．２０％ＲＥ，０．０６～０．１５％Ｍｇ，＜０．６％Ｍｎ，＜０．０４％Ｓ，＜０．０５％Ｐ，余量为Ｆｅ，且０．２０％≤Ｔｉ＋Ｎｂ≤０．２８％。

【技术特征摘要】
1.一种箅条，其特征在于，化学组成成分(质量分数)是：1.2～1.6％C，15.0～20.0％Cr，2.3～2.8％Al，4.5～5.0％Si，0.05～0.15％Ti，0.05～0.15％Nb，0.08～0.20％RE，0.06～0.15％Mg，＜0.6％Mn，＜0.04％S，＜0.05％P，余量为Fe，且0.20％≤Ti+Nb≤0.28％。2.权利要求1的箅条的制造方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：符寒光，刘生龙，张旺盛，雷永平，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]