耐熱鑄鋼及其用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種耐熱鑄鋼及其用途，屬于耐熱材料【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種耐熱鑄鋼及其用途。本發(fā)明耐熱鑄鋼，由以下重量百分比的成分組成：C≤0.08%、Si1.8～2.2%、Mn0.04～0.2%、Cr≤0.01%、Al≤0.01%、Ni≤0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)S、P。同時，本發(fā)明還提供了耐熱鑄鋼在熄焦車中的用途。本發(fā)明耐熱鑄鋼在保證韌性和抗氧化性的同時具有一定的耐磨性能，能夠滿足熄焦車的使用要求，同時，與其他耐熱鋼相比，本發(fā)明耐熱鑄鋼，無需加入Cr、Ni等合金元素，成本大幅降低；將本發(fā)明熱耐熱鑄鋼制作成鋼板用于熄焦車上，其使用壽命可達(dá)3個月以上，過焦量達(dá)到20萬噸以上。
【專利說明】耐熱鑄鋼及其用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐熱鑄鋼及其用途，屬于耐熱材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]熄焦車是焦?fàn)t的配套設(shè)備，一般運行于焦?fàn)t焦側(cè)下面的軌道上，用來承接由導(dǎo)焦車導(dǎo)出的1000攝氏度左右的焦碳。熄焦車板工作條件極為惡劣，承受高溫氧化、腐蝕、急冷急熱以及劇烈沖刷磨損，常常使襯板表面形成裂紋，并迅速擴(kuò)大，直至斷裂失效。
[0003]目前焦化廠的熄焦方式主要分為濕法熄焦和干法熄焦兩種。
[0004]濕法熄焦車板一般采用耐熱鑄鐵和球墨鑄鐵材質(zhì)，而干熄焦罐所用襯板多采用GB/T8492-87 中的耐熱鑄鋼 ZG35Cr24Ni7SiN。[0005]耐熱鑄鐵是屬于行業(yè)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)推薦用的材質(zhì)，它有一定耐高溫性能和耐磨性且成本較低。小型熄焦車使用耐熱鑄鐵板(如RTSi5)，使用壽命可達(dá)2~3個月，過焦量10萬噸左右，能夠滿足使用需要，失效形式為厚度方向磨損約1/2~2/3后出現(xiàn)斷裂；但如出焦量大(超過2噸)，由于焦炭從焦?fàn)t中落下的沖擊力較大，且焦炭的重量大，熄焦車板工作條件更為惡劣，采用普通耐熱鑄鐵板一般使用壽命僅一周左右，過焦量約2萬噸。
[0006]球墨鑄鐵優(yōu)點在于抗高溫性能好，耐磨性好，耐冷熱疲勞性也不錯，大型熄焦車一般采用耐熱球墨鑄鐵材質(zhì)(如RQTSi4等)，使用壽命能超過2個月，過焦量20萬噸以上，其失效形式為冷熱疲勞裂紋擴(kuò)展成貫穿裂紋。但球墨鑄鐵有不同的基本組織和球化率，性能也因此而差別很大，所以實際生產(chǎn)過程控制較復(fù)雜，成本較高。
[0007]耐熱鑄鋼ZG35Cr24Ni7SiN，其化學(xué)成分為:C0.3 ~0.4%, Mn0.8 ~1.5%, Sil.3 ~2%，Cr23~25.5%，Ν?7~8.5%，N0.2~0.8%。該鑄鋼具有抗氧化性好、強(qiáng)度高、韌性好、耐磨性、耐熱性、耐蝕性及鑄造性能好等優(yōu)點，但在使用過程中容易出現(xiàn)裂紋、熔化甚至出現(xiàn)斷裂等現(xiàn)象，其使用壽命2個月左右，過焦量約20萬噸，失效形式為高溫焦炭沖擊磨損下，襯板出現(xiàn)較嚴(yán)重的變形和貫穿性裂紋。此外，ZG35Cr24Ni7SiN由于含有較高的鎳和鉻，成本較高。
[0008]申請?zhí)枮?01310428450.6的中國專利公開了一種耐熱鑄鋼，其化學(xué)成分為:C0.15 ~0.25%、Si0.3 ~0.8%、Mn0.3 ~0.8%、Cr0.5 ~3.0%、V0.15 ~0.40%、Ti0.02 ~
0.05%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)S、P，雖然其使用壽命可達(dá)3.5個月以上，過焦量達(dá)到20萬噸以上，但是，其成本仍然比較高昂。
[0009]因此，在保證焦化廠的生產(chǎn)率的前提下，研究一種同時兼顧使用壽命長、生產(chǎn)過程易于控制，且成本更加低廉的耐熱鋼材料是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種耐熱鑄鋼及其用途。
[0011]本發(fā)明耐熱鑄鋼，由以下重量百分比的成分組成:C≤0.08%、Sil.8~2.2%、Mn0.04 ~0.2%、Cr ( 0.01%、Al ( 0.01%、Ni ( 0.01%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì) S、P。[0012]進(jìn)一步的，作為優(yōu)選方案，本發(fā)明耐熱鑄鋼，由以下重量百分比的成分組成:C ≤ 0.075%、Sil.84 ~2.12%、Mn0.04 ~0.15%、Cr ≤ 0.01%、Al ≤ 0.01%、Ni ≤ 0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)S、Po
[0013]進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選方案，本發(fā)明耐熱鑄鋼，由以下重量百分比的成分組成:C0.017%、Sil.84%、Mn0.04%、Cr ≤ 0.01%、Al≤ 0.01%、Ni ≤ 0.01%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)S、P。
[0014]進(jìn)一步的，所述S ≤ 0.01%、P ≤ 0.01%。
[0015]其中，C是鋼中重要組成元素，鋼中含C量增加，屈服點和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，C能增加鋼的冷脆性和時效敏感性?？紤]到熄焦車板在生產(chǎn)過程中主要承受高溫氧化、腐蝕、急冷急熱以及沖刷磨損。因此，降低C含量可以提高熄焦車板的耐腐蝕性能和抗沖擊性能，同時，綜合考慮生產(chǎn)成本，本發(fā)明中取C≤ 0.08%。
[0016]Si能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強(qiáng)度，并且Si能提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度以及疲勞強(qiáng)度?？紤]到熄焦車板采用低碳鋼雖然提高了耐腐蝕性能和抗沖擊性能，但同時卻降低了其強(qiáng)度，因此，在熄焦車板中加入一定的Si，可以起到提高其硬度和強(qiáng)度的效果。此外含硅的鋼在氧化氣氛中加熱時，表面將形成一層SiO2薄膜，從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。綜合考慮，本發(fā)明Si含量取1.8~2.2%。
[0017]本發(fā)明的耐熱鑄鋼，通過特定含量的C和Si，改善了鋼的機(jī)械性能，同時，與現(xiàn)有耐熱鑄鋼相比，無需加入Cr、Ni等合金元素，使得制備成本降低，且生產(chǎn)工藝過程易于控制，滿足焦化生產(chǎn)的需要。
[0018]本發(fā)明耐熱鑄鋼的可采用現(xiàn)有技術(shù)方法澆筑。
[0019]本發(fā)明還公開了本發(fā)明耐熱鑄鋼在熄焦車中的用途。
[0020]本發(fā)明生產(chǎn)出的鑄鋼在保證韌性和抗氧化性的同時具有一定的耐磨性能，能夠滿足熄焦車的使用要求，同時，與其他耐熱鋼相比，本發(fā)明的鑄鋼材料生產(chǎn)工藝簡單，無需加入Cr、Ni等合金元素，成本大幅降低。將本發(fā)明熱耐熱鑄鋼制作成鋼板用于熄焦車上，其使用壽命可達(dá)3個月以上，過焦量達(dá)到20萬噸以上。
[0021]與現(xiàn)有常用的耐熱鑄鐵板相比，其使用壽命大大提高；與球墨鑄鐵板和耐熱鑄鋼ZG35Cr24Ni7SiN相比，其使用壽命有所提高，但生產(chǎn)成本大幅降低。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明耐熱鑄鋼，由以下重量百分比的成分組成:C ≤ 0.08%、Sil.8~2.2%、Mn0.04 ~0.2%、Cr ≤ 0.01%、Al ≤ 0.01%、Ni ≤ 0.01%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì) S、P。
[0023]進(jìn)一步的，作為優(yōu)選方案，本發(fā)明耐熱鑄鋼，由以下重量百分比的成分組成:C ≤ 0.075%、Sil.84 ~2.12%、Mn0.04 ~0.15%、Cr ≤ 0.01%、Al ≤ 0.01%、Ni ≤ 0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)S、Po
[0024]進(jìn)一步的，作為更優(yōu)選方案，本發(fā)明耐熱鑄鋼，由以下重量百分比的成分組成:C0.017%、Sil.84%、Mn0.04%、Cr ≤ 0.01%、Al ≤ 0.01%、Ni ≤ 0.01%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)S、P。
[0025]進(jìn)一步的，所述S ≤ 0.01%、P ≤ 0.01%。[0026]其中，C是鋼中重要組成元素，鋼中含C量增加，屈服點和抗拉強(qiáng)度升高，但塑性和沖擊性降低。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕；此外，C能增加鋼的冷脆性和時效敏感性?？紤]到熄焦車板在生產(chǎn)過程中主要承受高溫氧化、腐蝕、急冷急熱以及沖刷磨損。因此，降低C含量可以提高熄焦車板的耐腐蝕性能和抗沖擊性能，同時，綜合考慮生產(chǎn)成本，本發(fā)明中取CS 0.08%。
[0027]Si能溶于鐵素體和奧氏體中提高鋼的硬度和強(qiáng)度，并且Si能提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度以及疲勞強(qiáng)度。考慮到熄焦車板采用低碳鋼雖然提高了耐腐蝕性能和抗沖擊性能，但同時卻降低了其強(qiáng)度，因此，在熄焦車板中加入一定的Si，可以起到提高其硬度和強(qiáng)度的效果。此外含硅的鋼在氧化氣氛中加熱時，表面將形成一層SiO2薄膜，從而提高鋼在高溫時的抗氧化性。綜合考慮，本發(fā)明Si含量取1.8~2.2%。
[0028]本發(fā)明的耐熱鑄鋼，通過特定含量的C和Si，改善了鋼的機(jī)械性能，同時，與現(xiàn)有耐熱鑄鋼相比，無需加入Cr、Ni等合金元素，使得制備成本降低，且生產(chǎn)工藝過程易于控制，滿足焦化生產(chǎn)的需要。
[0029]本發(fā)明耐熱鑄鋼的可采用現(xiàn)有技術(shù)方法澆筑。[0030]本發(fā)明還公開了本發(fā)明耐熱鑄鋼在熄焦車中的用途。
[0031]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0032]實施例1
[0033]根據(jù)熄焦車圖紙鑄造熄焦車板，控制其成分，澆鑄出的熄焦車板經(jīng)化驗其成分為C0.017%,Si 1.84%,Mn0.04%,S ( 0.01%,P ( 0.01%,Cr ( 0.01%,Al ( 0.01%,Ni ( 0.01%,其余為Fe。該低碳鑄鋼板用于濕法熄焦車上，使用壽命達(dá)到4個月，過鋼量達(dá)到25萬噸以上，未見鋼板出現(xiàn)明顯裂紋，熄焦車襯板有明顯磨損減薄，未出現(xiàn)磨穿情況，襯板有一定變形。能滿足生產(chǎn)需要。
[0034]實施例2
[0035]根據(jù)熄焦車圖紙鑄造熄焦車板，控制其成分，澆鑄出的熄焦車板經(jīng)化驗其成分為C0.075%、Si2.12%,Mn0.15%,S ( 0.01%,P ( 0.01%,Cr ( 0.01%,Al ( 0.01%,Ni ( 0.01%,其余為Fe。該耐熱鑄鋼板用于濕法熄焦車上，使用壽命達(dá)到3個月以上，過鋼量達(dá)到20萬噸以上，未見鋼板出現(xiàn)明顯裂紋，襯板有明顯磨損減薄，并有一定變形。能滿足生產(chǎn)需要。
[0036]實施例3
[0037]根據(jù)熄焦車圖紙鑄造熄焦車板，控制其成分，澆鑄出的熄焦車板經(jīng)化驗其成分為C ≤ 0.05%、Si2.01%、Μη0.13%,S ( 0.01%,P ( 0.01%,Cr ( 0.01%,Al ( 0.01%,Ni ( 0.01%,其余為Fe。該耐熱鑄鋼板用于濕法熄焦車上，使用壽命達(dá)到3.5個月以上，過焦量達(dá)到25萬噸以上，鋼板有一定變形，邊緣未見明顯裂紋出現(xiàn)，但未出現(xiàn)斷裂以及磨穿情況，能滿足生產(chǎn)需要。
[0038]對比例1
[0039]根據(jù)實施例1的熄焦車圖紙鑄造熄焦車板，其材料采用現(xiàn)有的耐熱鑄鋼ZG35Cr24Ni7SiN。將該耐熱鑄鋼板用于濕法熄焦車上，使用壽命為2個月，過焦量約20萬噸，失效形式為高溫焦炭沖擊磨損下，襯板出現(xiàn)較嚴(yán)重的變形和貫穿性裂紋。
[0040]從實施例1和對比例I可以看出，在同等條件下，使用本發(fā)明的耐熱鑄鋼板制成的熄焦車襯板，其使用壽命比現(xiàn)有的ZG35Cr24Ni7SiN過焦量多5萬噸以上，并且，本發(fā)明的耐熱鑄鋼Cr、Ni含量大幅降低,成本更加低廉。
[0041]對比例2
[0042]根據(jù)實施例2的熄焦車圖紙鑄造熄焦車板，其材料采用現(xiàn)有的耐熱鑄鋼ZG35Cr24Ni7SiN。將該耐熱鑄鋼板用于濕法熄焦車上，使用壽命為2個月，過焦量約18萬噸，失效形式為高溫焦炭沖擊磨損下，襯板出現(xiàn)較嚴(yán)重的變形和貫穿性裂紋。
[0043]從實施例2和對比例2可以看出，在同等條件下，使用本發(fā)明的耐熱鑄鋼板制成的熄焦車襯板，其使用壽命比現(xiàn)有的ZG35Cr24Ni7SiN過焦量多2萬噸以上，并且，本發(fā)明的耐熱鑄鋼Cr、Ni含量大幅降低,成本更加低廉。
[0044]對比例3[0045]根據(jù)實施例3的熄焦車圖紙鑄造熄焦車板，其材料采用現(xiàn)有的耐熱鑄鋼ZG35Cr24Ni7SiN。將該耐熱鑄鋼板用于濕法熄焦車上，使用壽命為2個月，過焦量約16萬噸，失效形式為高溫焦炭沖擊磨損下，襯板出現(xiàn)較嚴(yán)重的變形和貫穿性裂紋。
[0046]從實施例3和對比例3可以看出，在同等條件下，使用本發(fā)明的耐熱鑄鋼板制成的熄焦車襯板，其使用壽命比現(xiàn)有的ZG35Cr24Ni7SiN過焦量多9萬噸以上，并且，本發(fā)明的耐熱鑄鋼Cr、Ni含量大幅降低,成本更加低廉。
【權(quán)利要求】
1.耐熱鑄鋼，其特征在于，由以下重量百分比的成分組成:c≤ 0.08%、Sil.8~2.2%、Mn0.04 ~0.2%、Cr ≤0.01%、Al ≤ 0.01%、Ni ≤0.01%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì) S、P。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐熱鑄鋼，其特征在于，由以下重量百分比的成分組成:C ≤0.075%、Sil.84 ~2.12%、Mn0.04 ~0.15%、Cr ≤ 0.01%、Al ≤ 0.01%、Ni ≤ 0.01%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)S、P。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐熱鑄鋼，其特征在于，由以下重量百分比的成分組成:C0.017%、Sil.84%、Mn0.04%、Cr ≤ 0.01%、Al ≤ 0.01%、Ni ≤ 0.01%，其余為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)S、P。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項所述的耐熱鑄鋼，其特征在于:所述SS0.01%、P^0.01%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項所述的耐熱鑄鋼在熄焦車中的用途。
【文檔編號】C22C38/40GK103834857SQ201410113395
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】黃平, 吳恩輝, 侯靜, 楊紹利, 李俊翰, 李軍 申請人:攀枝花學(xué)院