[發明專利]一種高溫耐磨窯口護鐵合金及其生產方法

無效

• 申請號: 200910064120.7
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN101476090A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 戴萍;范乃文;張田喜;張金鳳;孫彪虎;朱孝祥;李芹鳳
• 申請（專利權）人: 河南宏宇特鑄股份有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/50;B22C9/02;B22C9/12
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司
• 代理人: 張欣棠;郭乃鳳

技術領域：

本發明涉及一種高溫耐磨合金材料，特別是涉及一種高溫耐磨窯口護鐵合金及其生產方法。

背景技術：

治金、化工、電力、建材等基礎行業的關鍵設備，大多是在高溫狀態下運行的，而其中的承熱件又往往位于高溫設備的核心部位，承熱件質量優劣，直接影響整個設備正常運行。如氧化鋁工業礦粉焙燒回轉窯的關鍵部件窯口護鐵，位于回轉窯的出料端頭，對回轉窯內襯耐材料起保護作用，同時又時回轉窯筒體與外置部件的連接體。回轉窯工作時，1150℃以上的巖漿狀氧化鋁燒成料，因回轉窯的旋轉和10℃左右的傾斜角，熾熱的物料，經過窯口護鐵流出，窯口護鐵表面受到強烈氧化和沖刷磨損。此時窯口護鐵溫度達900℃-1100℃，高溫下金屬強度僅為常溫強度的1/10左右。窯口護鐵除表面受磨擦力外，還需受重力，離心力和物料沖進擊力的作用，因高溫氧化磨損使其厚度減薄而磨穿或變形開裂。從而迫使生產全線停機檢修，檢修程序：停機-冷卻---檢修(或安裝)---升溫---運行.檢修一次需全線停機3-10天，直接經濟損失就達數十萬元，目前，我國大型鋁業公司主要采用燒結法生產氧化鋁，其窯口護鐵材料是1Cr18Ni9Ti不銹鋼板和鉻錳氮耐熱鋼，使用壽命僅3-6個月，每年需停產檢修2-4次，損失巨大。

近幾年，我國在高溫抗磨材料研究方面，有一定的發展，如發明專利CN1418975A，北京航空航天大學研發的一種超高碳Cr-Ni-C高溫耐磨合金材料，該合金材料主要由Cr、Ni、C三種元素組成，主要運用于850℃條件下的機械磨損、沖蝕磨損等；發明專利CN1335417A湖南省高科有限公司研發的“一種高溫耐磨合金鋼及其生產方法”，主要用于鋼鐵冶金行業中制造軋鋼生產線所使用的軋輥、導衛輪及導衛板。針對氧化鋁行業回轉窯使用的窯口護鐵，尤其在1150℃以上高溫條件連續使用后，經受物料沖擊磨損的窯口護鐵，目前國內還沒有新型高溫耐磨材料問世，因此，新型高溫耐磨合金材料窯口護鐵的開發，是氧化鋁行業急待解決的重大技術問題。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種高溫耐磨窯口護鐵合金及其生產方法，從而解決窯口護鐵在1150℃以上高溫條件下的耐磨問題。

本發明為解決技術問題所采取的技術方案是：

一種高溫耐磨窯口護鐵合金，以鉻鎳合金為主要元素，以氮、鈦、鈮、鎢、碳、硅、錳、稀土為輔助元素，所述高溫耐磨窯口護鐵合金的成分及其重量百分比為：碳C?0.25～0.60，鉻Cr?26.00～30.00，鎳Ni?9.00～12.00，硅Si?0.80～1.50，錳Mn?1.00～2.00，氮N?0.15～0.30，鉬Mo?0.20～0.50，鎢W?0.50～1.00，鈦Ti?0.20～0.60，鈮Nb?0.20～0.60，釩V?0.20～0.50，稀土Re?0.20～0.50，硫S≤0.04，磷P≤0.05，余量為鐵Fe。

所述的高溫耐磨窯口護鐵合金的生產方法，其特征在于是通過以下具體生產工藝來實現的：

a、型砂準備：選用天然石英砂、水玻璃通過適當配比，混制4～6分鐘后備用；

b、造型準備：按照設計要求制作窯口護鐵模具，將模具放入專用砂箱內，加入已經混制好的型砂并適當緊實，送入VRH真空置換硬化裝置；

c、硬化組型：在VRH真空置換硬化裝置中，先抽真空2分鐘，然后吹入CO2氣體，吹氣壓力0.150～0.258Mpa，吹氣時間為1～2分鐘，使水玻璃型砂硬化，具備一定強度，將模具取出后形成的砂型型腔進行組合，以待澆注；

d、熔煉澆注：將返回料、不銹鋼廢料、鉻鐵、鉬鐵、鎢鐵、硅鐵、錳鐵和鎳板這些原料按適當比例和規定的次序加入電爐中進行融化，用直讀光譜檢測并調整化學成分；鈦Ti在脫氧后臨出爐前加入，出爐前作成分分析；稀土Re在包底加入，沖入鋼水，澆注前取樣作最終分析；其中，出爐溫度1650～1680℃，澆注溫度1520～1580℃，快速澆注；

e、熱處理：將澆注后的工件在1050℃～1100℃時進行固溶處理，之后加熱至850～900℃，保溫2～4小時，然后出爐空冷，得到高溫耐磨窯口護鐵。

在步驟“a”中，所述天然石英砂原料的SiO₂含量大于98％，粒度40～70目；所述水玻璃的模數為2.2～2.5，密度50波美度；所述天然石英砂和水玻璃砂的重量份配比為：天然石英砂100份，水玻璃5份。

在步驟“c”中，所述抽真空的真空度為98Mpa。