[發明專利]一種水熄焦車用中碳高鉻合金鑄鋼襯板及其制造方法

有效

• 申請號: 201310143496.3
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103194662A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 邢衛平
• 申請（專利權）人: 黎城恒泰精密鑄造有限公司
• 主分類號: C22C37/08
• 分類號: C22C37/08;C22C33/08;C10B39/14
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 張素靜

技術領域

本發明涉及一種水熄焦車用中碳高鉻合金鑄鋼襯板及其制造方法，屬于耐熱耐磨金屬材料技術領域。

背景技術

熄焦是煉焦工藝中一個十分重要的環節，它在改善焦炭質量方面起著重要作用。水熄焦是熄焦的方法之一。熄焦車是熄焦工藝中主要設備之一，其內襯板起保護車體的作用。煉焦出焦溫度1000-1050℃左右，迅速將灼熱的紅焦從煉焦爐放出裝入熄焦車內，在短時間內襯板溫度波動在600-800℃之間，隨著水熄焦的進行，襯板又被迅速冷卻到50℃左右，襯板就是在這種循環溫度下工作，幾分鐘就要循環一次，一個正常生產的煉焦廠每天要這樣周而復始的進行100次以上。同時襯板還在含有CO、CO₂、SO₂和水蒸氣的氣體介質中，受到氣體的腐蝕作用，此外，襯板還承受紅焦裝入車內時的熱沖刷磨損，其工作條件十分惡劣。

襯板的主要失效原因是，其在使用過程中周期性地受到裝灼熱的紅焦急速加熱和水熄焦時的急速冷卻，由于這種急冷急熱引起的熱疲勞，常常使襯板表面形成裂紋，并迅速擴展，直至斷裂而失效。

目前水熄焦襯板主要使用普通灰鑄鐵和球墨鑄鐵制作。GB/T9439-2010中的HT150，HT200和HT250牌號的普通灰鐵制作襯板，普通灰鑄鐵雖然價格低，但因其力學性能差，尤其在冷、熱循環的工作下，抗熱疲勞性能很差，一般只使用一個月左右就出現裂紋直至斷裂，報廢。球墨鑄鐵主要使用GB/T1348-2009中的QT450-10、QT500-7牌號的球墨鑄鐵制作襯板，其力學性能、抗熱疲勞性能均較灰鐵好很多，但球墨鑄鐵有不同的基本組織，有珠光體、鐵素體以及混合基體的球墨鑄鐵，大量試驗研究及使用證明，退火球墨鑄鐵的抗熱疲勞性能最好，用其制造的襯板使用壽命可達5-6個月。但在實際生產中控制環節多，易產生珠光體加鐵素體混合體組織，惡化了球墨鑄鐵的抗疲勞性能，隨之使用壽命變短，也只能使用2-3個月。煉焦廠只有靠經常更換襯板來維持生產，不僅維修量大，時間長，熄焦車作業率低，還消耗了大量鋼鐵材料，致使焦炭成本增加。

發明內容

本發明的目的是為了克服以上技術不足，通過合理的化學成分設計及熱處理得到穩定的索氏體組織，這種工藝具有良好的耐熱、耐蝕、耐磨、耐熱疲勞性能，而提供的一種，使用壽命長的水熄焦車襯板用的中碳高鉻合金鑄鋼襯板及其制作方法。

本發明采用的技術方案是：

一種水熄焦車用中碳高鉻合金鑄鋼襯板及其制造方法，其特征在于：所述襯板按質量百分比的化學成分為（質量%）：0.30-0.35C、0.6-0.8Si、0.6-0.8Mn、13-16Cr、0.6-1.0Ni、0.6-1.0Mo、0.4-0.6V、0.05-0.10Ti、0.05-0.10Nb、0.02-0.03RE、0.01-0.03S、0.01-0.03P余為Fe和不可避免的微量雜質。

本發明襯板用電爐熔煉，消失模鑄造，其制造工藝步驟是：（1）經配料計算將普通廢鋼、鉻鐵、鉬鐵、鎳板混合裝入電爐中加熱熔化；（2）爐前調整成分合格后將鋼液溫度升至1600-1620℃加入錳鐵、硅鐵進行預脫氧，預脫氧1-2分鐘后，加入占鋼水重量0.1%的鋁終脫氧，而后加入鈦鐵、釩鐵和鈮鐵，熔清后升溫至1650±10℃出鋼；（3）將稀土硅鐵合金碎至4-6mm粒度，經200℃烘干后，置于包底部，用包內沖入法對鋼水進行變質處理；（4）將鋼水澆注在消失模鑄型中，鑄件在型中保持16小時后，開箱取出鑄件，并打磨、清理；（5）將制得的鑄件在1040±10℃進行加熱保持6小時后，出爐空冷淬火；（6）將空冷淬火處理的鑄件，在800±10℃進行高溫回火處理，回火保持時間12小時，出爐空冷至室溫。

本發明所具有的有益效果：

（1）在襯板配方中加入Cr、Mo、Ni以及微量細化組織及凈化鋼液元素V、Ti、Nb、Re。（2）采用上述配方與熱處理工藝科學的有效配合通過淬火加熱保溫冷卻，消除鑄件的粗大組織，均勻成分均勻組織并進行充分的回火，最終獲得穩定的索氏體組織。其硬度達28-35HRC，沖擊韌性ak大于30J/cm²，具有優良的抗熱疲勞性能。（3）經在多廠裝車使用證明：本襯板不裂、不斷，使用壽命長達2年-2.5年，本襯板使用壽命比灰口鑄鐵襯板提高15倍以上，比球鐵襯板提高5-10倍。（4）解決了水熄焦車襯板抗熱疲勞性能差，早期失效的難題，具有較高的性價比，降低了焦碳的生產成本，節約了大量鋼鐵材料，具有較大的經濟效益和社會效益。

具體實施方式

實施例1