[發明專利]鎳鉻合金帶上下加固環的鋁水分配器

有效

• 申請號: 201210100650.4
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102618797A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 王稱義;王澤中;王澤華
• 申請（專利權）人: 包頭市澤傲科貿有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;B22D5/00
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 張少華

一、技術領域：

本發明涉及一種鎳鉻合金帶上下加固環的鋁水分配器，屬于冶金技術領域。

二、技術背景：

鋁水分配器是在高溫狀態下運行，是電解鋁行業中鑄造機的心臟部分。目前使用的分配器大部分采用一般不銹鋼鑄造或耐熱合金鋼鑄造而成。這種分配器對于舊設備9t/h鑄造線和16t/h鑄造線還可以使用。但是隨著市場上對鋁錠的大量需求，鋁業公司淘汰落后的生產線，采用先進技術。改進為20t/h鑄造線和25t/h鑄造線。新的生產線在24小時不停運轉的情況下，就要求鋁水分配器的耐抗強度大幅度增加。這樣原來的分配器在材質和工藝上都無法滿足現在生產的需求。用不了幾天就會燒穿開裂，迫使廠家不斷的停機更換。浪費了大量的人力、物力，給企業造成了巨大的經濟損失。

三、發明內容：

本發明的目的是提供一種具備抗高溫氧化性能、耐沖刷、耐腐蝕、強度高、不變形、機械性能和可焊性能好、使用壽命長的鎳鉻合金帶上下加固環的鋁水分配器。

本發明的目的是由以下方式實現的：

本發明包括分配器本體，其特征是：分配器本體由下述重量百分比組分的合金材料整體澆注而成：

C碳：0.25％-0.45％；Cr鉻：24％-30％；NT鎳：4.50％-7.50％；Si硅：0.30％-0.60％；Mn錳：0.50％-0.80％；Mo：鉬：0.8％-1.2％；Ti鈦：0.4％-0.7％；Nb鈮：0.5-0.8％；S硫≤0.04％；P磷≤0.04％；余量為鐵(Fe)；

在分配器本體的出鋁嘴上部、下部環繞分配器本體各組焊有一圈不銹鋼圓鋼加固環。

所述不銹鋼圓鋼加固環與分配器本體的組焊采取按圓周等分分段間隔焊接。

為更好地理解本發明，下面對本發明的材料設計作進一步說明：

化學成分是決定合金性能的關鍵因素，要解決高溫條件下金屬的耐磨；耐腐蝕，耐沖刷等問題。首先進行成分設計，經綜合對比分析，本發明采用確定以鎳鉻合金為基礎的雙相耐熱耐磨鋼。采用主導合金元素(鎳、鉻)與輔助元素(鉬、鈦、鈮)組成鐵素體奧氏體雙相耐熱耐磨鋼，以保證合金材料在高溫下抗氧化性、抗蠕變性、耐磨、耐腐蝕。

鉻Cr：鉻是決定雙相耐熱耐磨鋼耐腐蝕性能的最基本元素，鉻是穩定鐵素體的元素。在氧化性介質中，鉻能使鋼的表面形成一層實際腐蝕介質不能透過和不溶解的富鉻氧化膜，這層氧化膜很致密，并與金屬基本結合的很牢靠，保護鋼免受外界介質的侵蝕。鉻還能有效地提高鋼的電極電位，含鉻量不低于12.5wt％時，可使鋼的電極電位發生突變，由負電升到正的電位，因而可顯著提高鋼的耐腐蝕性。但當鉻含量達到30wt％以上，到極限反而鋼性脆化，效果不好，因此，鉻的控制含量為：22％-30wt％。

鎳NT：鎳是雙相鋼重要的合金元素。鉻含量一定時，必須有一定適宜的鎳含量與之配合，才能起到很好的耐腐蝕性作用。另外，為保證鐵素體和奧氏體材料的高溫性能，將鎳確定為：4.50％-7.50wt％。

碳C：碳是奧氏體穩定元素，含碳量高，強度也高，但降低韌性。碳和鉻有很強的親和力，結合成碳化鉻。隨著鋼中碳量的增加，形成碳化物的鉻越多，從而降低鋼的耐腐蝕性，所以強度與耐腐蝕性是相互矛盾的，因此本合金材料將碳控制在0.25％-0.45wt％的范圍之內。

鉬Mo：是雙相不銹鋼中必不可少的合金元素，能顯著提高雙相鋼在氧化物介質中的耐點腐蝕性能，提高以點腐蝕為起源的應力腐蝕性能，但提高鉬含量有利于脆性相的析出，因此將鉬含量控制在0.80％-1.20wt％范圍內。

鈦Ti、鈮Nb與碳C能夠生成穩定的TiC和NbC，以避免鋼中的碳與鉻結合形成碳化鉻，從而減少了晶界貧鉻區的產生，因此為穩定化元素，所以鈦的含量為：0.40％-0.70wt％；鈮的含量為：0.50％-0.80wt％。

錳Mn：錳對雙相鋼的耐腐蝕性能產生不利因素，同時錳是奧氏體形成元素，控制含量為：0.50％-0.80wt％。

硅Si：可以提高雙相鋼的淬透性，但它也降低雙相鋼的塑性，硅作為沉淀脫氧劑，控制含量為：0.30％-0.60wt％

綜上所述，本發明的鎳鉻合金帶上下加固環的鋁水分配器成分設計如下：

力學性能與金相組織

鋁水分配器在高溫狀態下運行，相當于高溫容器，承載著高溫鋁水本身重量和向外張力，就特別需要一個外力加以保護，因此在鋁水分配器的出鋁嘴上下焊接兩圈加固環，將提高其使用壽命。