[发明专利]一种高纯稀土微合金化篦条及其制造方法

说明书

本发明涉及钢铁冶炼加工领域，具体为一种高纯稀土微合金化篦条及其制造方法。本发明在传统高铬合金的基础上通过高纯稀土金属进行微合金化，提升篦条的高温性能，按重量百分比计，合金成分范围为：C 1.5～2.0，Si 0.5～1.5，Mn 0.5～1.0，Cr 19.0～22.0，Ni 0.5～1.2，Mo 0.05～0.3，O≤0.005，P≤0.030，S≤0.030，RE 0.005～0.1，Fe余量。本发明篦条在制造过程中使用的稀土为高纯稀土金属，其稀土金属总含量大于99.5％，氧含量O≤0.02％(重量百分比)。采用本发明的合金成分和制造方法生产的篦条气体含量低，夹杂物含量少、尺寸小，具有优异的高温力学性能，服役寿命延长。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼加工领域，具体为一种高纯稀土微合金化篦条及其制造方法，在传统高铬合金的基础上，通过高纯稀土微合金化处理，提升高温性能。

背景技术

篦条是烧结机的核心耐热部件，其使用寿命直接决定了烧结机的生产效率和运营成本。在烧结时，篦条温度高达800-1000℃，卸料后篦条在空气中冷却，温度将快速降为100～300℃。在高温烧结过程中，篦条既要承受烧结矿料的重力作用，又要承受高温粉尘-气体两相流的高速冲刷，以及气氛中CO，CO2，SO2和水蒸气等气体的氧化和腐蚀作用。此外，篦条还要承受在装料、卸料过程中烧结矿料的撞击和机械磨损和在运行、清理过程中的机械冲击等作用。由此可知，篦条是在交变温度、交替载荷和特定气氛作用下，循环承载烧结矿料，其选材既需要具有足够的高温抗氧化、高温强度和耐气氛腐蚀等性能，又要求具有良好的热疲劳性能和耐冲击磨损性能。

烧结机台车炉篦条的常用选材一般为高铬铸铁或耐热钢，其中，高铬铸铁具有优异的耐磨性能和抗高温氧化性能，以及生产工艺简单等特点，得到了广泛应用。然而，随着烧结机生产效率越来越高，烧结强度不断加大，相应的对篦条选材的性能要求越来越严苛，普通高铬铸铁已不能满足篦条的服役要求，服役时经常发生氧化腐蚀、磨损、变形、断裂而失效。为了满足篦条越来越恶劣的服役环境，近年来，在普通高铬铸铁的基础上加以合金化和铸造工艺改进，逐渐开发了高铬合金。中国发明专利CN 104611634公布了烧结机台车炉篦条材料及生产方法，以重量百分比计，该篦条材料的成分为C1～1.5，Si 1.0～2.0，Cr 16～20，Al 3.0～7.0，RE 0.05～0.15，Mn0.5～1.0，S0.02，P0.05，余量为Fe。该发明通过加入了一定量的Al和RE元素，篦条具有良好的韧性、简单的生产工艺和较低的生产成本，服役寿命12个月以上。中国发明专利CN 102605289公布了烧结机炉篦条及其制造方法，以重量百分比计，该烧结机炉篦条材料的成分为C1.0～1.2，Cr 20～25，Mn0.8～5.0，Si 0.6～1.0，Ni 0.8～2.0，Mo 0.6～1.2，V0.1～0.5，RE 0.01～0.03，其余为Fe。该发明通过Mo、V、RE合金化，篦条的强度和抗氧化性大幅提高，服役寿命延长。中国发明专利CN 103422030公布了一种烧结机台车炉篦条用高铬合金及其制造方法，按重量百分比计，该高铬合金的成分为C l.6～2.0，Mn 0.5～1.0，Si 0.7～1.0，Cr 13～17，Ni 0.5～1.2，Mo2.0～3.0，Nb1.0～2.0，RE 0.2～0.5，其余主要为Fe及不可避免的微量杂质元素。该发明在高铬铸铁基础上，通过适量降低C与Cr含量，提高其铸造性能，同时通过Mo、Nb和RE合金化，提高其综合力学性能，延长了烧结机台车炉篦条的服役寿命。

由以上可知，通过成分优化和稀土变质处理，高铬合金的综合性能可以得到进一步提升。但是，目前采用的稀土变质剂大多为稀土硅铁合金，其中杂质元素较多，从而对钢液造成污染。即使采用纯稀土金属变质剂，也存在稀土金属中氧含量过高的问题，氧含量常常高达0.1％以上甚至更高，过高含量的氧很容易和稀土结合形成过多的稀土夹杂物，从而恶化合金的性能，尤其是耐磨、耐热性能，进而导致篦条性能不稳定。此外，由于加入了较多的Mo、V、Nb等元素进行合金化，高铬合金篦条的成本较高。因此，开发性能优异、质量稳定、成本合理的烧结机台车炉篦条及其制造方法是保证烧结机生产高效率、低成本的关键。

发明内容