種類:燒結機 | 作業方式:焙燒 | 用途:初煉爐 |
品牌:江蘇博益 | 型號:博益 | 爐襯類型:酸性 |
生產能力:60(t/h) | 電機功率:18(Kw) | 外形尺寸:500(mm) |
重量:0.006(t) |
采用消失模鑄造專業生產爐篦條,擁有10年的爐篦條生產經驗,爐條90%出口,長期供應世界多家著名鋼鐵企業,公司生產的爐篦條質量同比其他使用壽命明顯增長,產品的耐磨、抗氧化能力優越。2009年公司生產爐篦條近200000件。
Cr與空氣中的氧反應,在爐篦條表面生成一層致密的氧化膜,從而阻止了爐篦條的進一步氧化,消除了篦條表面疲勞開裂及臺車開裂傾向,但是Cr在高溫環境下容易發生蠕變,為了提高爐箅條的強度和耐腐蝕性能,對其成分進行優化設計,添加Ni,Mo, V,等合金元素,開發了新型耐熱、高韌、高強爐箅條。與耐熱球鐵件相比,高鉻合金箅條的使用壽命提高了3 倍,成本降低了20% 以上,而且減少了停機次數,減輕了工人勞動強度,使用壽命從非高鉻材質的90~180天提高到2年以上。
主要產品有:
Cr26鑄鋼、Cr28鑄鋼材質爐篦條;
Cr16鑄鐵、Cr23鑄鐵材質爐篦條。
1爐篦條失效形式及分析
對環燒機使用的耐熱鑄鐵(RQTSi4)和高鉻鑄鐵(RTCr16)兩種篦條進行失效分析,結果見表1。
表1 不同材質爐篦條失效分析統計結果%
材質 | 燒蝕 | 起皮 | 變形 | 端頭掉塊 | 折斷 | 磨損 |
RQTSi4 | 56.0 | 1.1 | 2.3 | 15.8 | 23.7 | 1.1 |
RTCr16 | 32.3 | 1.1 | 1.7 | 2.65 | 48.7 |
由表1可以看出爐篦條的主要失效形式是燒蝕和折斷,二者之和占失效總數的80%左右。在設計環燒機篦條時,首先應從材質成分上進行優化選擇,以提高其強度及抗腐蝕性能。
2爐篦條材質成分的設計
2.1 主要元素C、Cr的確定
C和Cr為影響材料強度和耐熱性的主要元素。在Cr含量不變的情況下(20%~25%),改變C含量,測試合金的硬度和抗拉強度,結果見表2。
表2 不同碳含量對合金硬度和抗拉強度的影響
碳含量/% | 0.4~0.6 | 0.6~0.8 | 0.8~1.0 | 1.0~1.2 | 1.2~1.5 |
硬度HRC | 37.4 | 39.4 | 42.1 | 44.3 | 47.8 |
抗拉強度/MPa | 580 | 620 | 670 | 700 | 740 |
在固定C含量(1.0%~1.2%)的前提下,對不同Cr含量的合金進行抗氧化實驗及其它性能測試,其結果見表3、表4。
表3 不同鉻含量對合金機械性能及氧化速度的影響
Cr含量/% | 抗拉強度/MPa | 硬度HRC | 氧化增重/g.m-2.h-1(1000℃×100h) |
14~17 | 580 | 35.6 | 1.94 |
17~20 | 600 | 39.8 | 1.58 |
20~25 | 620 | 43.4 | 0.94 |
25以上 | 650 | 46.2 | 0.84 |
表4 不同鉻含量對合金回火硬度的影響
Cr含量/% | 14~17 | 17~19 | 20~25 | >25 |
鑄態 | 35.6 | 39.8 | 43.4 | 46.2 |
550℃×220h | 28.9 | 33.6 | 37.0 | 40.3 |
250℃×220h | 26.8 | 31.6 | 34.8 | 37.9 |
根據表2~4的試驗結果,確定C含量為1.0%~1.2%,Cr含量為20%~25%。
2.2 其它合金元素的確定
根據多元合金化理論,采用多種微量元素,不僅可以代替某種量大的合金元素,而且強度升高比例較大,對此選擇了Ni、Mo、V等合金元素。其中Ni無限固溶于奧氏體中,不形成任何形式的碳化物,是穩定奧氏體的主要元素。Mo元素提高共析轉變溫度,提高高溫強度,并細化初生奧氏體。V的主要作用是細化初生奧氏體。不同的合金含量對奧氏體生成量的影響見表5。
表5 不同合金含量對生成奧氏體數量的影響
Ni/% | Mo/% | V/% | 每1mm2奧氏體團數 |
0.48 | 475 | ||
1.99 | 520 | ||
1.06 | 185 | ||
2.02 | 159 | ||
2.93 | 353 | ||
4.01 | 289 | ||
0.5 | 0.5 | 0.45 | 440 |
1.0 | 1.0 | 0.45 | 482 |
1.5 | 1.5 | 0.45 | 498 |
0.5 | 0.5 | 1.0 | 480 |
1.0 | 1.0 | 1.0 | 510 |
1.5 | 1.5 | 1.0 | 532 |
2.3 加入稀土
加入稀土可凈化鋼液,除氣,脫硫,改善夾雜物形狀,提高材料的強度和韌性,改善鑄造工藝性能。
經過螺旋線試樣長度對比,在1520~1550℃時加入稀土提高55.6%,在1480~1550℃澆注時,可提高52.0%,改善鋼液的流動性。
稀土的加入還可改變晶界夾雜物的形狀,使其接近球形,成倍延長持久斷裂時間,大幅度降低蠕變速度,同時也能改善Cr2O3層與基體的粘附性,抑制Cr2O3層的衰退,減少恒溫氧化。不同稀土含量對氧化速度的影響見表6。
表6 不同稀土含量對氧化速度的影響
RE/% | 0.01 | 0.03 | |
氧化增重/g.m-2.h-1(1000℃×100h) | 1.58 | 0.29 | 1.08 |
加入稀土鎂合金做稀土添加劑,進一步起到脫硫除氣的作用,凈化鋼液,提高鋼水質量。
通過以上對比試驗,爐篦條的材質成分設計為:C:1.0%~1.2%、Cr:20%~25%、Mn:0.8%~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%。
3爐篦條的生產及應用
3.1 造型工藝
采用普通粘土砂造型,刷鎂砂粉涂料,合理設置澆注系統。
3.2 熔煉工藝
采用150kg中頻感應電爐熔煉,酸性爐襯,按高鉻鑄鋼熔煉工藝操作,及時造渣、脫氧,采用有效措施進行稀土處理,控制好出爐溫度和澆注溫度。
3.3 鑄件的使用效果
1998年8月在環燒機大修改建中,將環燒機爐篦條全部更換為新型耐熱、高強爐篦條,并在其后2年多時間內進行了跟蹤觀察。使用10個月、20個月后隨機抽檢100件進行檢測,各項指標見表7。
表7 新型爐篦條使用性能測試
檢測項目 | 新篦條 | 使用10個月 | 使用20個月 |
重量/kg | 6.72 | 6.28 | 6.03 |
失重/kg | 0.44 | 0.69 | |
失重率/% | 6.50 | 10.40 | |
左端頭厚度/mm | 22.30 | 22.17 | 21.88 |
厚度損失/mm | 0.56 | 1.87 | |
右端頭厚度/mm | 26.50 | 26.06 | 26.00 |
厚度損失/mm | 0.52 | 1.82 | |
燒損凹陷/mm | 0.49 | 1.05 | |
凹陷率/% | 0.55 | 1.17 | |
兩篦條間隙/mm | 6.73 | 7.23 | 7.99 |
增長量/mm | 0.50 | 1.26 |
5結論
經批量生產及用戶使用反映,與耐熱球鐵件相比,該材質篦條的使用壽命提高3倍,成本降低20%以上,且減少停機次數,減輕工人勞動強度,其綜合效益十分明顯。
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