[发明专利]球团链箅烧结机高碳高铬耐热铸铁箅板的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于一种炼铁用球团烧结机链箅机箅板的制造方法，特别是一种球团链箅烧结机高碳高铬耐热铸铁箅板的制造方法。

背景技术

链箅机——回转窑法生产球团，是目前国内外生产铁矿球团的主要方法之一。链箅机箅板的工作条件十分恶劣：工作温度在室温～＞1000℃之间波动，箅板上堆积的矿石和焦炭等烧结原料可达250mm厚，承受很大的压力和摩擦力，同时，烧结产生的二氧化硫等有害气体，具有很强的腐蚀作用。

目前，在链箅烧结机篦板上应用的选材主要有高铬钢、高铬镍钢、高镍钢。高铬钢含铬8％～30％，有少量的Ni或不含Ni，组织为铁素体，在室温塑性较差，主要适用于燃气腐蚀条件要求较低的地方；高镍铬钢一般含铬量超过18％，含Ni量超过8％，铬的含量比镍高，与高铬钢相比，高温强度和塑性较高，抗腐蚀性能也较强，适合用于温度高达1093℃环境中，但在649℃易产生变异，对性能影响较大，在升温降温过程中应尽快通过此区间，ZGCr25Ni20或ZG30Cr21Ni4Si2即属此类；高镍钢，镍含量较高，一般超过23％，含铬量在10％以上，镍含量高于铬含量，其组织为奥氏体，工作温度可高达1149℃，并有良好的抗热冲击和热疲劳性能，例如ZG30Cr28Ni48W5COSi2Re。

现用高铬钢、高铬镍钢、高镍钢等铸件成分与不锈钢相近，但碳含量较高，因而在高温条件下，具有较高的强度，但长期在高温的工况下运行就显得抗氧化能力差，高温强度不足。同时，高镍钢的价格太高，无论制造或使用厂家均难以承受，不仅如此，若铸件壁厚大于15mm，不能快速凝固时，容易产生内在的气孔，直接影响铸件使用寿命。

国内个别厂家也使用高铬铸铁制造链箅烧结机箅板，但是，含铬量不易控制，在使用过程中可产生大量脆性σ-相；采用常法铸造，铸造后要进行热处理，不仅不能防止产生大量铸造缺陷，而且，铸件塑性很低，严重影响箅板使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可克服以上现有技术的不足，从而使篦板成本低、使用寿命长、化学成分稳定、组织稳定不变相，高温下硬度高且抗氧化性强、高温抗磨和抗冲击性能高、使用前后不变形、翘曲整体性好的球团链箅烧结机高碳高铬耐热铸铁篦板的制造方法。

为达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：该球团链箅烧结机高碳高铬耐热铸铁箅板的制造方法，其特征在于它是由以下重量百分比的化学成分组成：Cr：20-23％、C：1.4-1.6％、Si：1.0-1.4％、Mn：0.7-1.2％、Ni：0.8-1.0％，其余含量为Fe。本发明的最佳重量百分比的化学成分组成为：Cr：22％、C：1.5％、Si：1.2％、Mn：1.0％、Ni：0.9％，其余含量为Fe。

本发明的化学成分设计考虑了以下几个问题：

一、耐热铸铁在高温时的组织稳定性及强化原理：

1、耐热铸铁在高温时的组织变化

在室温时，耐热铸铁的组织一般是稳定的，但在高温及应力的长期作用下，由于原子扩散过程的加剧，耐热铸铁的组织将逐渐发生变化，从而引起耐热铸铁的性能发生改变，特别是对耐热铸铁的高温强度及塑性产生不利的影响。

耐热铸铁在高温时表现出来的组织变化有以下两种：合金元素在碳化物之间重新分配及产生新相。

(1)合金元素在碳化物之间重新分配：合金再分配的过程随温度升高和时间延长而加强。耐热铸铁中含碳量的升高也会加速这一过程。特别是温度接近于其使用温度上限时，合金元素迁移的速度更快。

耐热铸铁的化学成分对合金元素的再分配有决定性的影响。由于合金元素的再分配与扩散过程有关，因此耐热铸铁中加入能延缓扩散过程的元素将有利于固溶体的稳定。

(2)新相的形成：耐热铸铁在高温应力下工作，随时间的推移，从过饱和固溶体中分解出高度弥散的强化相粒子(新相)，使耐热铸铁的性能随之变化。

二、耐热铸铁的强化原理

耐热铸铁强化原理：耐热铸铁中加入合金元素，即通过合金化来提高耐热铸铁的热强性，是耐热铸铁的主要强化措施。合金对耐热铸铁的强化作用主要表现在强化固溶体、强化晶界、强化渗碳体及沉淀强化。

三、耐热铸铁中碳及合金元素的作用

高铬铸铁中，铬主要存在于共晶碳化物和次生碳化物内，只有一小部分溶于基体中，起强化基体的作用。从提高耐热铸铁的硬化能力(即易于得到马氏体)考虑，只靠增加铬含量是不够的，为提高耐热铸件的硬化能力，需要加入钼、镍等合金元素。

现铸件在腐蚀磨耗的工况条件下使用，要求铸铁既耐磨又耐腐蚀，则耐热铸铁的含铬量应按下式计算：