[发明专利]一种硅钢高温加热炉用铬基高氮合金垫块及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硅钢高温加热炉用铬基高氮合金垫块及其制备方法，所述合金垫块含有Cr、Mo、N、La、Ce和Fe，不含有钨；所述合金垫块在高温抗氧化性能和高温抗蠕变性能上，优于现有技术的铬铁合金；本发明可以优化替代现有的硅钢高温加热炉用铬铁合金垫块，满足硅钢在加热炉中的加热需求，大规模工厂化生产，拥有极高的使用价值和广阔的应用市场。

技术领域

本发明涉及一种铬基合金垫块，具体涉及一种硅钢高温加热炉用的耐高温、抗氧化、抗腐蚀和抗蠕变性能的铬基高氮合金垫块。本发明还涉及所述铬基高氮合金垫块的制备方法。

背景技术

步进梁式加热炉是当前轧钢厂钢坯轧前加热的主流加热设备，耐热垫块是加热炉进行加热工作的关键部件。耐热垫块需在1200℃～1350℃的超高温和强氧化、硫化的恶劣条件下进行工作，起到支承和传递被加热钢坯的作用。

硅钢高温加热炉炉内的温度能够达到1400℃，传统钴基合金制成的耐热垫块在此温度下会发生严重的氧化剥落；且在钢坯重力的作用下，耐热垫块会发生严重的塑性变形，导致耐热垫块被压塌。因此，传统钴基合金制成的耐热垫块难以满足硅钢在加热炉中进行加热的需求。

公布号为CN109913727A的中国专利公开了一种轧钢加热炉耐热垫块用的耐高温铬铁合金及其制备方法。该铬铁合金以重量百分比计，含有铬80～90％，钨1.5～3.5％，铁10～18％和不可避免的杂质。采用耐高温铬铁合金真空冶炼，精密铸造制备的耐热垫块，可实现在1300℃～1420℃的轧钢加热炉炉温下长期使用，同时，布置在加热炉水冷梁上支撑钢坯，具有较好的抗高温压缩蠕变性能、抗高温氧化性能，缓解氧化蠕变和积瘤的问题，延长耐热垫块的使用寿命。

上述铬铁合金同本发明的技术领域一致，都是应用于制备轧钢加热炉的耐热垫块。但是已公开发明的合金中含有钨，而众所周知，钨作为不可再生资源，因多年来大量的不合理开采，正面临着有限资源的急速减少；为了本领域的可持续发展，现急需寻求替代产品。且经实验证明，本发明的铬基高氮合金在高温抗氧化性能和高温抗蠕变性能上，优于现有技术的铬铁合金，更能够满足硅钢在加热炉中的加热需求，可以大规模工厂化生产，本发明拥有极高的使用价值和广阔的应用市场。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种硅钢高温加热炉用铬基高氮合金垫块及其制备方法，该铬基高氮合金中不添加钨，且具备优于现有铬铁合金的高温抗氧化性能和高温抗蠕变性能，该铬基高氮合金所制成的耐热垫块能够满足硅钢在加热炉中的加热需求。

为了解决这一技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种硅钢高温加热炉用铬基高氮合金垫块，其特征在于其合金重量百分比组成为：C≤0.10％、Si≤0.50％、Mn≤0.50％、P≤0.035％、S≤0.035％、Cr 70.0～85.0％、Ni≤0.50％、Mo2.0～6.0％、N 0.35～0.55％、La 0.001～0.006％、Ce 0.003～0.010％，余量为Fe。

优选地，其合金重量百分比组成为：C≤0.06％、Si≤0.50％、Mn≤0.50％、P≤0.035％、S≤0.035％、Cr 78.0～82.0％、Ni≤0.15％、Mo 2.0～4.0％、N 0.35～0.55％、La0.001～0.006％、Ce 0.003～0.010％，余量为Fe。

优选地，其合金重量百分比组成为：C 0.04％、Si 0.42％、Mn 0.40％、P 0.026％、S 0.010％、Cr 80.50％、Ni 0.05％、Mo 3.0％、N 0.45％、La 0.003％、Ce 0.007％和Fe15.094％。

所述的硅钢高温加热炉用铬基高氮合金垫块的制备方法，其特征在于按照以下步骤制备而成：

第一步：按照配比将合金的原材料分批加入冶炼容器中冶炼，得到高温钢水；

依次进行注蜡、修蜡、涂挂、脱蜡和焙烧，得到精铸膜壳；