[發明專利]一種鋼化玻璃爐用電熱材料及其制取方法

有效

• 申請號: 201610980359.9
• 申請日: 2016-11-08
• 公開（公告）號: CN106567004B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 陶科;尤同吉;李剛;王彥杰
• 申請（專利權）人: 北京首鋼吉泰安新材料有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C38/06;C22C38/04;C22C33/04;C22C30/00;C22C1/02
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 巴曉艷

技術領域

本發明涉及金屬材料技術領域，特別是指一種鋼化玻璃爐用電熱材料及其制取方法。

背景技術

鋼化玻璃爐實際工作溫度700℃左右，為降低成本，很多廠家使用鐵鉻鋁作為電熱元件。在實際使用過程中，發現鐵鉻鋁合金作為鋼化玻璃爐電熱元件材料，在鋼化玻璃爐工作過程中，經常出現電熱元件材料表面出現黑色氧化皮整塊脫落的現象，像剝洋蔥皮一樣一層一層脫落，壽命迅速終結。且這些脫落的氧化皮會污染玻璃，甚至對爐子的陶瓷輥道造成損壞。

使用鎳鉻類電熱合金，表面不發生類似鐵鉻鋁材料掉皮損壞的現象，但是現有的鎳鉻及鎳鉻鐵類的電熱合金，主要包括：Cr20Ni30Cr20Ni35Cr15Ni60Cr20Ni80四個牌號，Cr15Ni60Cr20Ni80兩個牌號的合金，因其含很高的鎳，價格十分昂貴。而Cr20Ni30和Cr20Ni35兩個牌號雖然鎳含量較低，價格能被鋼化玻璃爐企業所接受，且也沒有掉黑皮的現象，但是因其電阻率僅為1.0-1.05Ω.m，不能滿足鋼化玻璃爐要求。急需開發一種既低鎳、高電阻率、在鋼化玻璃爐中作為電熱元件使用不掉黑色氧化皮的新電熱材料。

發明內容

本發明提供一種鋼化玻璃爐用電熱材料及其制取方法，解決了使用現有的高電阻率的鐵鉻鋁類合金易脫皮失效，而使用鎳鉻鐵類高鎳合金要么價格昂貴，要么電阻率偏低不能滿足鋼化玻璃爐用電熱元件空間要求的問題。

該電熱材料的化學成分質量百分比為：C≤0.05％；Si 1-2％；Cr 20-23％；Ni 33-35％；Al 1-3％；Ti：0.01-0.05％；O≤0.0025％；Ce 0.001-0.005％；Mn 0.5-1％；P≤0.20％；S≤0.015％；Pb≤0.001％；N≤0.015％；H≤0.0005％；Fe余量。

其中，電熱材料的室溫電阻率為1.10-1.14Ω.m。

制取該鋼化玻璃爐用電熱材料的方法，主要步驟如下：

首先，以工業純鐵(純度99.9％)、微碳鉻鐵VCr6(鉻含量≥60％，碳≤0.06％)、電解鎳(金川1號鎳,純度99.9％)、電解錳(純度99.8％)、結晶硅(純度不低于99.9％)、鋁塊(純度不低于99.2％)和金屬鈰(純度不低于99％)為原料，添加鐵鉻鋁合金返回料，采用1.8T三相有襯電渣爐冶煉合金鋼棒，單爐投料總量1200-2000kg，其中，微碳鉻鐵350-583kg，結晶硅15-26kg，電解錳3-5kg，鋁塊22-36kg，鐵鉻鋁合金返回料60-100kg，電解鎳388-648kg，金屬鈰2-4kg，工業純鐵386-643kg；采用包中加鋁、包底吹氬攪拌技術，保證鋁分布均勻性，在冶金過程中用2kg鋁粉脫氧；

其次，經單相電渣重熔爐提純做成合金錠，在不小于500℃的爐中保溫不小于12小時后，直接開坯軋制，開軋溫度不小于1150℃；

再次，軋制成盤條后，將表面用700℃熔融氫氧化鈉浸泡3-5分鐘,用濃度不低于180g/L的硫酸酸洗不少于40分鐘，用水沖凈。酸洗后的盤條，用比重不小于1.2的無水硫酸鈉溶液涂層，溶液中加1％磷酸三鈉，在80℃以上涂層每次不少于5分鐘，反復三次，涂層后送入溫度為150℃的烘干爐烘干不少于35分鐘，之后進行拉拔；拉拔采用鈣基皂粉作為潤滑劑，拔后在濃度為10％，溫度為80℃的氫氧化鈉溶液中浸泡不少于60分鐘后，用水沖凈；

最后，拉拔成品采用井式熱處理爐進行熱處理，在950-1050℃溫度區間保溫不小于3小時后，出爐水冷，得到直徑3-4mm的氧化退火態電熱絲。包底吹氬中，強吹氬時間3分鐘，弱吹氬至澆注結束。

該材料的主要用途是繞制鋼化玻璃爐電熱元件，鋼化玻璃爐電熱元件的表面工作溫度實際在700-900℃，在這個溫度區間如果選用鐵鉻鋁類材料作為電熱元件，因其生成的氧化膜較為疏松易脫皮，造成壽命短且污染玻璃。選用含鎳量較高的鎳鉻類合金價格昂貴，低鎳的電熱元件電阻率又太低。本發明提供的材料具有低鎳高電阻率使用不脫黑色氧化皮的優勢。

本發明的上述技術方案的有益效果如下：

(1)在鋼化玻璃爐700-900℃工作時，材料較鐵鉻鋁類電熱元件有不易出現脫皮失效。本發明提供的材料經使用后長時間不變脆，且可焊接性能好于鐵鉻鋁合金。