[發明專利]GRTCr高強韌高導熱冷卻壁及其生產方法

無效

• 申請號: 201010232355.5
• 申請日: 2010-07-21
• 公開（公告）號: CN102337449A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 衣忠德;錢世崇;于國華;王敏;陳誠;宋松;姜洪軍;肖燕鵬
• 申請（專利權）人: 周傳祿
• 主分類號: C22C37/06
• 分類號: C22C37/06;C22C37/10;C22C33/08;C21B7/10
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及GRTCr高強韌高導熱耐熱鑄鐵冷卻壁及其生產方法，屬于煉鐵高爐及高溫窯爐冷卻設備領域。

背景技術

長期以來，鑄鐵冷卻壁一直是高爐冷卻壁中使用最多、造價最低廉的一種冷卻設備。但由于普通灰鑄鐵HT200和普通耐熱鑄鐵RTCr自身的機械性能的局限性，其抗拉強度僅為σ_b≥200MPa、延伸率δ₅為0，導致冷卻壁使用壽命低，影響了高爐正常生產；現有制造工藝為了防止冷卻壁水管在澆注過程中滲碳降低冷卻水管韌性，在冷卻水管外表面涂刷一層陶瓷防滲碳涂料，在形成涂層熱障的同時，冷卻壁本體與冷卻水管之間形成0.1-0.3mm的氣隙熱障；現有鑄造工藝難以解決冷卻水管在高溫下發生二次氧化問題，降低了水管的有效截面積，縮短了使用壽命。

發明內容

本發明的目的是提供一種GRTCr高強韌高導熱耐熱鑄鐵冷卻壁，其本體的抗拉強度σ_b≥450MPa、延伸率δ₅≥5％；冷卻水管與冷卻壁本體不熔合，其間隙≤0.05mm；鋼管表面1mm深度范圍內取樣分析，相對基體的平均增碳量≤0.02％；鋼管內壁光滑，無二次氧化現象。

本發明的目的是這樣實現的：GRTCr高強韌高導熱耐熱鑄鐵冷卻壁采用中頻爐熔煉、消失模鑄造技術進行生產：金屬材料用中頻感應爐熔煉，錳在鐵水熔清后加入，冶煉溫度1400-1550℃，熔煉后期加入硅鐵、鉻鐵，出爐溫度控制在1400-1460℃，澆注溫度1300-1380℃；出爐時用強效孕育劑進行孕育；GRTCr高強韌高導熱耐熱鑄鐵冷卻壁的合金元素質量百分比為：C：2.5-3.8、Si：1.5-3.0、Mn：≤1.0、Cr：0.3-3.5、P≤0.20、S≤0.12，余量為Fe。按用無縫鋼管彎制出圖紙規定的冷卻水管，涂刷特制的防滲碳涂層；按冷卻壁設計要求加工出泡沫模型，把處理好的冷卻水管置入泡沫模型中，利用特制的涂料涂刷、干燥、裝箱；把金屬材料加入中頻感應爐中熔煉，經孕育處理合格后，負壓澆注。澆注過程中，在高溫鐵水的作用下，冷卻水管表面1mm深度范圍內，相對基體的平均增碳量≤0.02％，同時消除了冷卻水管內表面的二次氧化現象。鐵水取代泡沫模型，得到與模型形狀尺寸一致的冷卻壁產品。茲結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。

附圖說明

本說明書附圖是GRTCr高強韌高導熱耐熱鑄鐵冷卻壁生產方法工藝流程圖，圖中箭頭表示工藝路線，方框字母表示原輔材料、產品：A鋼管、B聚苯乙烯泡沫、C防滲碳涂料、D消失模涂料、E型砂、F砂箱、G型箱、Fe金屬原料、Si硅、Mn錳、Cr鉻、YJ孕育劑、CP產品；橢圓數字表示工序步驟：1冷卻水管煨制、2白模制作、3冷卻水管涂刷防滲碳涂料、4模型組裝、涂刷消失模涂料、干燥、5模型裝箱、6熔煉、7出爐、8孕育、9澆注、10開箱、11清理、12通球打壓、13質量檢驗、14抽真空

具體實施方案

實施例

選用材質為普碳鋼、壁厚4-12mm的無縫鋼管(A)，彎制冷卻水管，完成工序1冷卻水管制作；用防滲碳涂料B對制作好的冷卻水管進行表面處理，形成防滲碳涂層，完成工序3冷卻水管表面處理；利用聚苯乙烯泡沫B加工出冷卻壁模型，完成工序2的模型制作；把處理完成的冷卻水管植入模型，涂刷消失模涂料D，經干燥后完成工序4模型組裝、涂刷消失模專用涂料、模型干燥；干燥好的模型裝入砂箱F中，組裝澆注系統，加入型砂E震實，得到型箱G備用，熔煉工序6在中頻感應爐中進行：把金屬原料Fe加入爐內熔煉，熔清后加入鉻Cr，冶煉溫度控制在1400-1520℃，熔煉后期加入錳Mn、硅Si；進入工序7出爐，出爐溫度控制在1400-1460℃，出爐時用強效孕育劑YJ進行孕育，完成孕育工序8，控制GRTCr高強韌高導熱耐熱鑄鐵冷卻壁合金元素的質量百分比為：C：2.5-3.8、Si：1.5-3.0、Mn：≤1.0、Cr：0.3-3.5、P≤0.20、S≤0.12，余量為Fe；同時，啟動型箱真空系統，實施工序14的抽真空操作，進行工序9的澆注作業：澆注條件為型箱壓力-0.02--0.09MPa、鐵水溫度1380-1420℃，澆注按“慢-快-慢”方法進行，開始慢澆以便白模氣化氣體排出，防止金屬液噴濺，當澆注系統泡沫塑料氣化掉，形成澆鑄通道后，立即轉入快澆，使金屬液充滿澆口杯，封閉住直澆口，使型腔重新處于密封狀態，維持一定的真空度，最后為使混雜在金屬液中的氣化殘渣有充足的時間上浮到鑄件頂部或集渣冒口里，并使氣體有全部排出鑄型的機會，由快澆轉入慢澆，澆注時力戒斷流和金屬液大量外溢，以防破壞鑄型的真空狀態，造成塌箱；澆注完成后經8到10小時的冷卻，經工序10開箱、工序11清理、工序12通球打壓、工序13質量檢驗，得到產品GRTCr高強韌高導熱耐熱鑄鐵冷卻壁。在鑄態下，GRTCr高強韌高導熱耐熱鑄鐵冷卻壁本體的抗拉強度σ_b≥450MPa、延伸率δ₅≥5％。