[发明专利]一种烧结机篦条用耐热钢的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁材料加工领域，特别涉及一种烧结机篦条用耐热钢的热处理工艺。

背景技术

烧结机是钢铁冶金的关键设备，篦条是烧结机的关键易损件。其工作温度在100～1000℃范围内周期变化；高温烧结过程中承受烧结矿料重力作用，粉气两项气流的高速冲击摩损，以及气氛中一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫和水蒸气等的氧化腐蚀；卸料过程中承受烧结矿的机械磨损；另外还有运行过程中的机械振动、清理过程的机械冲击等。高温氧化、腐蚀、磨损、冲击、热疲劳的综合作用结果使烧结机篦条发生弯曲变形、间隙增大，甚至断裂等现象，造成漏料及烧结工况改变，既恶化工作环境，又降低烧结质量，必须维修、更换。若停机维修则影响正常生产、降低设备利用率及产量，而若在线更换则工人劳动条件、安全性较差。因此，提高篦条的使用寿命一直是冶金企业需要解决的关键技术问题之一。

耐热钢是高温条件下工作零部件的主要材料之一，按耐热钢的基体组织可分为奥氏体耐热钢、铁素体耐热钢和双相耐热钢。其中铁素体耐热钢因其不含或少含价格昂贵的镍元素，成本低廉，且热膨胀系数较小、抗变形能力强而越来越受到重视。但其易形成沿晶界分布的Cr₂₃C₆型碳化物，且随着Cr和C含量的提高形成倾向增大。其不仅显著降低室温冲击韧性，而且由于Cr₂₃C₆的高温热稳定性较差，高温强度较低。

国外烧结机篦条曾主要采用高铬镍耐热钢，如Cr20Ni14、Cr25Ni20等。为了改善铁素体耐热钢的性能通常采用降低碳含量、添加W、Mo、Co、Ti、V、Nb、N、B、Zr、Ni、RE等合金元素及热处理沉淀强化等方法。如美国专利7,211,159公开了一种铁素体耐热钢：C≤0.01％，Cr 1.0～13％，Co 0.1～8.0％，N 0.01～0.20％，Ni≤3.0％，(V、Nb、Ta、Ti、Hf、Zr)0.01to 0.50％，通过1000～1300℃固溶处理和500～850℃时效处理，获得MX型沉淀强化相。美国专利6,162,307公开了一种铁素体耐热钢：C 0.02～0.15％，Si 0～1.0％，Cr 1.0～13％，Mn 0.05～1.5％，Ni 0～1.5％，Cr 8.0～13.0％，W 1.5～4.0％，Mo 0～1.0％，Co 2.0～8.0％，V 0.10～0.50％，Ta 0.01～0.50％，Nb 0～0.15％，Nd 0.001～0.24％，Ca 0～0.010，Mg 0～0.010％，N 0.020～0.12％，B 0.～0.030％，Al 0.001～0.050％。

而我国因镍资源贫乏，价格昂贵则很少采用。国内烧结机篦条所用的材料主要有如下几类：

(1)普通铸铁：成本低，综合性能差，目前已很少使用。(2)耐热铸铁：脆性较大、抗氧化性较差，使用寿命短，目前使用很少。(3)高铬铸铁：高温抗氧化性良好，硬度高、耐磨性好，热膨胀系数小、抗变型能力强，但其韧性较差。如许利军研制的含镍、铝的高铬铸铁篦条，其成分为C 2.1～3.15％、Cr 20～24％、Al 0.016～1.12％、Si 1.16～2.10％、Mn 0.14～0.16％、Ni 0.16～1.12％；符寒光等研制的铬、铝、硅、镍多元合金化并经硼、锆变质的高铬铸铁篦条，其成分为C 1.8～2.8％、Cr 22～28％、Al 3～7％、Si 1.0～2.5％、Mn 0.5～1.0％、Ni 0.3～1.2％、B 0.005～0.04％、Zr 0.04～0.10％、Y 0.08～0.25％；王立信等研制的含镍、钼、钒的高铬铸铁篦条，其成分为C 1.0～1.2％、Cr 20～25％、Al 3～7％、Si 0.6～1.0％、Mn 0.8～5.0％、Ni 0.2～0.8％、Mo 0.6～1.2％、V 0.1～0.5％、RE 0.01～0.03％等。(4)奥氏体耐热钢：高温抗氧化性及高温强度较好、塑韧性高，但膨胀系数大、抗变型能力及耐磨性较差，且成本较高。(5)铁素体耐热钢：膨胀系数小、抗变型能力及抗氧化能力较好，但其高温性能尚需提高。2002年5月15日公开的公开号为1349001的中国专利“一种制备碳化物颗粒复合强化高温耐热钢方法及设备”，是由C、Ti、Nb、Ta、W、Al中的几种组成的混和粉末包裹线与Cr 24～28％，Ni 13～18％，C 0.5～3％的母合金液连续反应生成TiC，NbC，TaC，WC化合物，并在电磁搅拌作用下使之均匀分布。