[发明专利]耐热铸钢及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐热铸钢及其用途，属于耐热材料技术领域。

背景技术

熄焦车是焦炉的配套设备，一般运行于焦炉焦侧下面的轨道上，用来承接由导焦车导出的1000摄氏度左右的焦碳。熄焦车板工作条件极为恶劣，承受高温氧化、腐蚀、急冷急热以及剧烈冲刷磨损，常常使衬板表面形成裂纹，并迅速扩大，直至断裂失效。

目前焦化厂的熄焦方式主要分为湿法熄焦和干法熄焦两种。

湿法熄焦车板一般采用耐热铸铁和球墨铸铁材质，而干熄焦罐所用衬板多采用GB/T8492-87中的耐热铸钢ZG35Cr24Ni7SiN。

耐热铸铁是属于行业设计标准推荐用的材质，它有一定耐高温性能和耐磨性且成本较低。小型熄焦车使用耐热铸铁板（如RTSi5），使用寿命可达2～3个月，过焦量10万吨左右，能够满足使用需要，失效形式为厚度方向磨损约1/2～2/3后出现断裂；但如出焦量大（超过2吨），由于焦炭从焦炉中落下的冲击力较大，且焦炭的重量大，熄焦车板工作条件更为恶劣，采用普通耐热铸铁板一般使用寿命仅一周左右，过焦量约2万吨。

球墨铸铁优点在于抗高温性能好，耐磨性好，耐冷热疲劳性也不错，大型熄焦车一般采用耐热球墨铸铁材质（如RQTSi4等），使用寿命能超过2个月，过焦量20万吨以上，其失效形式为冷热疲劳裂纹扩展成贯穿裂纹。但球墨铸铁有不同的基本组织和球化率，性能也因此而差别很大，所以实际生产过程控制较复杂，成本较高。

耐热铸钢ZG35Cr24Ni7SiN，其化学成分为：C0.3～0.4%，Mn0.8～1.5%，Si1.3～2%，Cr23～25.5%，Ni7～8.5%，N0.2～0.8%。该铸钢具有抗氧化性好、强度高、韧性好、耐磨性、耐热性、耐蚀性及铸造性能好等优点，但在使用过程中容易出现裂纹、熔化甚至出现断裂等现象，其使用寿命2个月左右，过焦量约20万吨，失效形式为高温焦炭冲击磨损下，衬板出现较严重的变形和贯穿性裂纹。此外，ZG35Cr24Ni7SiN由于含有较高的镍和铬，成本较高。

申请号为201310428450.6的中国专利公开了一种耐热铸钢，其化学成分为：C0.15～0.25%、Si0.3～0.8%、Mn0.3～0.8%、Cr0.5～3.0%、V0.15～0.40%、Ti0.02～0.05%，其余为Fe及不可避免的杂质S、P，虽然其使用寿命可达3.5个月以上，过焦量达到20万吨以上，但是，其成本仍然比较高昂。

因此，在保证焦化厂的生产率的前提下，研究一种同时兼顾使用寿命长、生产过程易于控制，且成本更加低廉的耐热钢材料是十分必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种耐热铸钢及其用途。

本发明耐热铸钢，由以下重量百分比的成分组成：C≤0.08%、Si1.8～2.2%、Mn0.04～0.2%、Cr≤0.01%、Al≤0.01%、Ni≤0.01%，其余为Fe及不可避免的杂质S、P。

进一步的，作为优选方案，本发明耐热铸钢，由以下重量百分比的成分组成：C≤0.075%、Si1.84～2.12%、Mn0.04～0.15%、Cr≤0.01%、Al≤0.01%、Ni≤0.01%，其余为Fe及不可避免的杂质S、P。

进一步的，作为更优选方案，本发明耐热铸钢，由以下重量百分比的成分组成：C0.017%、Si1.84%、Mn0.04%、Cr≤0.01%、Al≤0.01%、Ni≤0.01%，其余为Fe及不可避免的杂质S、P。

进一步的，所述S≤0.01%、P≤0.01%。

其中，C是钢中重要组成元素，钢中含C量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，C能增加钢的冷脆性和时效敏感性。考虑到熄焦车板在生产过程中主要承受高温氧化、腐蚀、急冷急热以及冲刷磨损。因此，降低C含量可以提高熄焦车板的耐腐蚀性能和抗冲击性能，同时，综合考虑生产成本，本发明中取C≤0.08%。

Si能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，并且Si能提高钢的弹性极限、屈服强度以及疲劳强度。考虑到熄焦车板采用低碳钢虽然提高了耐腐蚀性能和抗冲击性能，但同时却降低了其强度，因此，在熄焦车板中加入一定的Si，可以起到提高其硬度和强度的效果。此外含硅的钢在氧化气氛中加热时，表面将形成一层SiO₂薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。综合考虑，本发明Si含量取1.8～2.2%。