[发明专利]一种金属陶瓷复合烧结机炉篦条及其制备方法

说明书

本发明提供了一种金属陶瓷复合烧结机炉篦条及其相应的制备方法，其组成包括25～50wt％的耐热钢纤维，75～50wt％的Al₂O₃‑SiO₂系的莫来石质陶瓷粉。本发明还提供了所述金属陶瓷复合烧结机炉篦条的制备方法。该炉篦条兼有陶瓷材料耐磨、抗侵蚀、抗氧化、耐高温的优点与金属材料韧性好的优点。还有特别的比金属炉篦条导热率低、轻的特点，还可以使烧结台车整体更加节能化、环保化、轻量化、长寿化，降低烧结能源消耗，改善现场操作环境，产生更多的经济效益。

技术领域

本发明涉及金属基复合材料领域，具体涉及一种烧结机炉篦条及其制备方法。

背景技术

炉篦条是烧结机上的关键部件，工作时温度达到900℃以上，在回车道上又受到急剧冷却到100℃，同时还要承受烧结矿的撞击和高温磨损。在受到加热、冷却、撞击、磨损等过程的反复循环作用之后，表面逐渐氧化、开裂、塌陷而损坏。炉篦条在含有CO、CO₂、SO₂和水蒸气的气体介质中，容易受到气体的腐蚀，所以炉篦条属于易损件，其使用寿命直接影响到烧结矿料的生产效率及生产成本。目前很多烧结机的炉篦条消耗量大，吨耗高，使用寿命短。烧结机炉篦条材质的发展经历了普通铸铁，耐热球铁，高铬合金铸铁、铸钢以及多元合金化高合金篦条等阶段，其中寿命最高的是多元合金化高合金篦条，当然成本也是最高的。金属炉篦条失效原因包括：(1)篦条在工作中受到高温氧化和气体的腐蚀，表层氧化或腐蚀后脱落，篦条之间间隙变大超过8mm时篦条失效；(2)烧结机在采用无铺底料工作时，高温下会有低熔点物质黏附在篦条上，此时篦条间隙变小，通风变差，篦条失效；(3)篦条在长时间高温和应力的作用下会发生蠕变，当蠕变超过一定尺寸时篦条失效；(4)由于篦条韧性差，受到撞击而断裂；(5)篦条受到烧结矿的磨损而失效；(5)金属炉篦条受热后容易膨胀，使得炉篦条之间的缝隙狭小，混合料布上台车后易造成堵塞，影响烧结燃烧速度和烧结效果；(6)由于除尘灰的循环利用，大量的K、Na、Pb、Zn等有害元素的富集，这些有害元素容易结瘤粘接在炉篦条上，加剧了炉篦条的糊堵与侵蚀。另外高铬合金篦条抗冲击性差，在运输、使用过程中易断裂，还是影响篦条的使用寿命。所以金属炉篦条还是有不少的局限性。

通过查阅专利文献资料，烧结机炉篦条绝大多数都有铸铁或合金铸铁浇铸而成，也有一些通过技术创新制成复合炉篦条。例如专利申请CN102937374A“一种复合烧结机炉篦条的制备方法”公开了一种在炉篦条表面上镶嵌耐磨陶瓷片的制备工艺，以提高使用寿命。首先在炉篦条工作表面刨下3mm进行平整，在中线开出倒V型凹槽，再将带有倒V型的陶瓷片镶嵌在凹槽中，瓷片厚3mm，为氧化铝或氧化锆材质；金属炉篦条材质是高铬铸铁或球墨铸铁。该专利利用了陶瓷耐高温、耐磨、抗氧化、抗腐蚀特点有其优越性。但是炉篦条与陶瓷片是较简单的机械复合，金属与陶瓷膨胀差异大，同时烧结台车篦条运行中还不断翻滚，脱落的几率还是比较大的。另外氧化铝及氧化锆陶瓷抗热震性并不是最佳，价格也比较昂贵，从性价比来说还是有缺陷。

专利CN102605289B“烧结机炉篦条”介绍了金属炉篦条材料，C：1.0～1.2％，Cr：20～25％，Mn0.8～5.0％，Si：0.6～1.0％，Ni：0.8～2.0％，Mo：0.6～1.2％，V：0.1～0.5％，RE：0.01～0.03％，其余为Fe。在实施例2中提到炉篦条浇铸前现在篦条型腔壁上涂抹合金粉末涂料3-5mm厚。合金粉末由SiC粉、膨润土、纤维素、白乳胶、粘合剂淀粉组成，再加水球磨制成涂料，说明炉篦条复合层Al₂O₃和SiC增强颗粒体积百分数为30～40％。形成了优异的表面复合层，提高了炉篦条的使用寿命。按该专利涂料组成都是无机物及有机结合剂组成，应该不是合金粉末；依靠有机结合剂粘结涂料在金属篦条表面又在高温下动态使用，其粘附强度还有待于探究。涂料含有SiC，在高温下容易氧化成SiO₂和CO₂，会造成涂料层的破坏。