[發(fā)明專(zhuān)利]一種轉(zhuǎn)爐煉鋼出鋼水口擴(kuò)孔器金屬陶瓷刀頭材料

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110143281.2
• 申請(qǐng)日: 2011-05-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102220531A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃強(qiáng);黃玉叔
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢新科冶金設(shè)備制造有限公司;黃玉叔
• 主分類(lèi)號(hào): C22C29/06
• 分類(lèi)號(hào): C22C29/06;C21C5/46
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)爐煉鋼出鋼水口擴(kuò)孔器金屬陶瓷刀頭材料。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)爐煉鋼存在出鋼水的問(wèn)題，即是在煉鋼過(guò)程中出鋼水時(shí)，需要把轉(zhuǎn)爐傾斜到45°，讓鋼水從出鋼水口中流出。出鋼水口是用高強(qiáng)耐火材料壓制的，每出一次鋼水都受到鋼水的沖刷和化學(xué)腐蝕，孔就會(huì)形成不規(guī)則的擴(kuò)大，約出80—120次鋼水，耐火材料水口內(nèi)孔就由原來(lái)的φ150變成φ200了，如繼續(xù)使用，鋼渣就會(huì)同鋼水一起流出來(lái)了，嚴(yán)重影響鋼水的質(zhì)量。因此，此時(shí)就必須在拆爐機(jī)上裝上擴(kuò)孔器，把廢水口鉆掉，再換上一個(gè)新水口繼續(xù)使用。所以，煉鋼廠轉(zhuǎn)爐更換出鋼口，必須用擴(kuò)孔器打孔就成為一項(xiàng)不可缺少的正常工序。現(xiàn)有的出鋼水口存在以下特點(diǎn)：⑴煉鋼溫度高：大轉(zhuǎn)爐多煉特種合金鋼，溫度在1530—1670℃左右，對(duì)擴(kuò)孔器刀頭的耐高溫的紅硬性要求高；⑵爐壁厚，行程長(zhǎng)：大型轉(zhuǎn)爐爐壁多在1600mm—2200mm范圍內(nèi)，也就是擴(kuò)孔器擴(kuò)孔原來(lái)在高溫下行程只有一米長(zhǎng)，而現(xiàn)在要行程2米長(zhǎng)，對(duì)擴(kuò)孔器刀頭的強(qiáng)度和性能提出了更高要求；⑶出鋼水口耐火材料成份及加工方法存在變化：原水口的耐火材料除氧化鎂和石墨碳質(zhì)外，現(xiàn)在又添加了三氧化二鋁、碳化硅、氮化硼、金屬Cr等難溶化合物，同時(shí)加工方法由原來(lái)普通壓制改為等靜壓。水口的密度、強(qiáng)度、硬度都提高了，給擴(kuò)孔器刀頭的耐磨性能都提出了更高的要求。現(xiàn)有的刀頭采用合金工具鋼的耐高溫只能在400℃起作用，若采用硬質(zhì)合金在500℃工作，性能基本不變，而到800℃強(qiáng)度下降一半，在1000℃時(shí)強(qiáng)度只有四分之一，都不能適應(yīng)大型轉(zhuǎn)爐擴(kuò)孔器在1000-1200℃高溫的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述技術(shù)而提出一種轉(zhuǎn)爐煉鋼出鋼水口擴(kuò)孔器金屬陶瓷刀頭材料，其具有耐磨性、高溫硬度、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)大型轉(zhuǎn)爐擴(kuò)孔器在1000-1200℃高溫的技術(shù)要求。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：一種轉(zhuǎn)爐煉鋼出鋼水口擴(kuò)孔器金屬陶瓷刀頭材料，其特征在于所述的金屬陶瓷刀頭材料包含的組分及其質(zhì)量百分含量為：

TiC?42-48%，WC?28-32%，NbC?1-2%，TaC?1-2%，

Ni?6-9%，Co?6-8%，Cr?3-5%，?Mo?3-5%?，Y?0.5-1%。

按上述方案，所述的金屬陶瓷刀頭材料包含的組分及其質(zhì)量百分含量最佳配比為：

TiC?45%，WC?29%，NbC?1%，TaC?2%，

Ni?8%，Co?7%，Cr?4%，?Mo?3%，Y?1%。

下面具體對(duì)本發(fā)明選用的材料進(jìn)行說(shuō)明：

1）本發(fā)明選用Co、Ni、Mo、Cr四種金屬作為本發(fā)明材料的粘結(jié)相，主要是基于如下幾點(diǎn)要求：

①選用Co相，因?yàn)閃C、TiC、TaC、NbC等難溶金屬碳化物在Co相中的濕潤(rùn)角為最大，特別是在含C條件下Co相在1000℃左右開(kāi)始了出現(xiàn)液相，在1400℃左右這些難溶金屬碳化物能充分實(shí)現(xiàn)在Co溶液中溶解析出過(guò)程，從而達(dá)到多金屬原子之間充分共晶；

②少量增加Ni相和Cr相，是為了提高金屬陶瓷刀頭在1000℃以上高溫下確保刀頭的抗氧化、耐腐蝕性能，保持金屬陶瓷刀頭在1000℃高溫時(shí)，表面不過(guò)快氧化和良好的機(jī)械物理性能；

③極少量增加Mo相，在含C氣氛下少量Mo相在1350℃以上完全溶解到Co相中，并在金屬陶瓷的快速冷卻過(guò)程中來(lái)不及析出而與Co相、Ni相、Cr相形成共晶混合相，而Ni相的耐高溫性能使本來(lái)對(duì)高溫沒(méi)有優(yōu)勢(shì)的Co相和Ni相起了很大的作用，使得混合相的高溫度必然能保持其固有的常溫下的物理性能，從而大幅度提高金屬陶瓷刀頭的高溫下的恒韌性，得以保持金屬陶瓷刀頭在1000℃—1200℃高溫下應(yīng)有的強(qiáng)度和硬度；

2）本發(fā)明選用WC、TiC為金屬陶瓷刀頭的主要硬質(zhì)相，是因?yàn)榻饘偬沾傻额^切削的對(duì)象是鋼渣和高強(qiáng)耐火材料，因此必須選用W—Co—Ti共晶合金，而W—C—Ti共晶合金的共晶濕度比單純的W—Co共晶合金共晶溫度高出150℃左右，其特有的性能決定W—C—Ti共晶合金比Co—W共晶合金的耐高溫性能要優(yōu)越很多;

選用碳化鈦為主要比例的硬質(zhì)相，還是因?yàn)門(mén)iC的性能更優(yōu)于WC。TiC的熔點(diǎn)3250℃（高于WC，2630℃），密度只有WC的1/3。抗氧化性能優(yōu)于碳化鎢，而且都能被Co潤(rùn)濕。以碳化鎢為主的產(chǎn)品耐熱性為600℃，到了800℃強(qiáng)度就下降一半。