一種煉鐵高爐布料器溜槽襯板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于溜槽襯板的技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種雙金屬結(jié)構(gòu)溜槽襯板，具體設(shè)及一種 煉鐵高爐布料器溜槽襯板及其制備方法，運(yùn)種襯板既有高硬度、高耐磨性、耐沖擊性能，又 有高初性、耐冷、熱疲勞性能，能夠滿足各種不同的工況條件達(dá)到長(zhǎng)壽命。
【背景技術(shù)】
[0002] 煉鐵高爐爐頂加料設(shè)備安裝于高爐最高端，布料器安裝在整套加料設(shè)備的最底 層，它安裝于高爐爐頭（即風(fēng)罩帽）上端，與爐頂法蘭連接。布料溜槽與布料器為整體結(jié)構(gòu)， 可W隨時(shí)拆卸或安裝，因此，人們通常稱為溜槽布料器。溜槽上距煉鐵原料的加料料位約五 米，下距高爐爐膛約五米，懸掛于料位與爐膛的中屯、。
[0003] 煉鐵原料為燒結(jié)礦、塊礦、球團(tuán)、焦碳、石灰石等固體原料。除焦碳外它們的比重都 很高，形狀為多角形、多邊形的異形塊，燒結(jié)礦除形狀特異外還具有高硬度（HRC> 50)。運(yùn) 些物料都要在五米多的高空向溜槽沖擊墜落，布撒于高爐爐膛。
[0004] 煉鐵高爐運(yùn)行正常時(shí)爐頂壓力為1~3kg，溫度200~300°C。遇到異常（塌料、 串風(fēng)等）溫度會(huì)急速上升，溫度會(huì)達(dá)到600°CW上。必須采取應(yīng)急措施向爐膛噴霧或打水降 溫。因此，爐頂溫度處于波動(dòng)狀態(tài)，忽冷忽熱。在發(fā)生塌料故障時(shí)，伴有氣浪沖擊，爐頂壓力 也會(huì)發(fā)生波動(dòng)。特殊的工況條件、惡劣的工作環(huán)境，要滿足其使用要求，業(yè)界同仁做了很多 研發(fā)和創(chuàng)新，但結(jié)果都很不理想，已成為全世界同行業(yè)的難題，突出表現(xiàn)是壽命短、造價(jià)高。 陽0化]要滿足長(zhǎng)壽命的條件，布料溜槽必須具備：1、高硬度（HRC> 64)提高耐磨性。2、 高溫狀態(tài)（450°CW上）硬度不下降，具有紅硬性。3、高溫、低溫急速變化不開裂、不剝落、不 掉塊，保持基體的完整性。同一基體的金屬材料滿足Ξ項(xiàng)要求是矛與盾，顧此失彼。高硬度 必然伴隨高脆性，溫差急速變化既會(huì)造成氧化脫碳也會(huì)造成裂紋，現(xiàn)象重復(fù)使基體產(chǎn)生疲 勞剝落掉塊等缺陷，影響使用壽命。
[0006] 布料器溜槽是一個(gè)近似半圓型月牙筒，外殼是一個(gè)金屬板體，內(nèi)層鑲有耐磨襯板， 目前，國(guó)內(nèi)外煉鐵行業(yè)使用的溜槽襯板有如下幾種：
[0007] 1、高銘耐磨鑄鐵襯板（HRC55~60);
[0008] 2、在鋼板筒內(nèi)表面用銅浸潤(rùn)焊碳化鶴條塊（12*10mmHRC64~65); W09] 3、在鋼板內(nèi)表面堆焊8~10mm碳化鶴焊層（HRC64~65);
[0010] 4、在溜槽內(nèi)腔焊月牙板，月牙板上端堆焊耐磨材料（HRC64~65); W11] 5、自由化的自制溜槽襯板。
[0012] 溜槽襯板雖然屬于易損件，但壽命太短會(huì)影響高爐產(chǎn)量，影響其它工序的煤氣供 應(yīng)，造成大面積的停產(chǎn)。鋼鐵企業(yè)希望使用周期達(dá)一年，產(chǎn)鐵量達(dá)50萬噸~150萬噸（產(chǎn) 量W高爐容積確定）。上述的襯板都存在一些問題，不能滿足用戶的要求：例如，
[0013] 高銘耐磨鑄鐵襯板體積大，熱處理澤火澤透性差，基體內(nèi)存有殘余奧氏體，而硬度 偏低（HRC55~60)，經(jīng)低溫回火基體組織為回火馬氏體組織，該組織當(dāng)爐頂溫度高于250°C W上，馬氏體中的固溶碳析出，析出的碳W粉狀物剝落，耐磨性減弱，影響壽命；
[0014] 碳化鶴條塊浸潤(rùn)焊接襯板，焊材使用的是黃銅，在鹽浴爐中施焊，運(yùn)種焊接方法疵 病多，不易焊接牢固，再加上銅的烙點(diǎn)低，使用中易發(fā)生"掉牙"現(xiàn)象，一旦發(fā)生此現(xiàn)象，壽命 也打折扣；
[0015] 堆焊碳化鶴的襯板，只能堆焊厚度8~10mm，如果堆焊加厚會(huì)產(chǎn)生焊道裂紋或剝 落，盡管碳化鶴材質(zhì)具有高硬度、高耐磨性，但焊道太薄，經(jīng)不得長(zhǎng)久磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中的溜槽襯板無法實(shí)現(xiàn)既有高硬度、高耐磨性、耐沖擊性 能，又有高初性、耐冷、熱疲勞性能的優(yōu)點(diǎn)，而且壽命短的缺陷，提供了一種煉鐵高爐布料器 溜槽襯板及其制備方法，運(yùn)種襯板是把兩種金屬溶液誘注到同一物體中，使之形成兩種不 同化學(xué)成份的金屬物體。兩者單獨(dú)存在，不能混合，使其具有雙重性能，既有高硬度、高耐 磨性、耐沖擊性能，又有高初性、耐冷、熱疲勞性能，能夠滿足各種不同的工況條件達(dá)到長(zhǎng)壽 命，同時(shí)，可使物料的過流量提高1倍。
[0017] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)其目的采用的技術(shù)手段是：
[0018] 一種煉鐵高爐布料器溜槽襯板，所述的溜槽襯板的化學(xué)成分包括重量百分 比計(jì)，C3.2-4. 0%，Μη0.6-0. 9%，Si0.4-0. 8%，P0.03-0. 05%，S0.03-0. 05%，W 3. 5-4. 5%，Mo1.8-2. 2%，V0.8-1. 2%，Cr19. 5-20. 5%，B0.6-0. 9%，余量為化。
[0019] 一種煉鐵高爐布料器溜槽襯板，所述的溜槽襯板的化學(xué)成分包括重量百分 比計(jì)，C3. 4-3. 6%，Μη0. 7-0. 8%，Si0. 5-0. 7%，P0. 04-0. 045%，S0. 04-0. 045%，W 3. 8-4. 2%，Mo1.9-2. 1%，V0.9-1.l%，Cr19. 8-20. 3%，B0.7-0. 8%，余量為化。
[0020] 一種煉鐵高爐布料器溜槽襯板，所述的溜槽襯板的化學(xué)成分包括：W重量百分比 計(jì)，C3.5%，Mn0.75%，Si0.6%，P0.043%，S0.043%，W4%，Mo2%，V1%，化 20%， B0. 75%，余量為化。
[0021] 一種溜槽襯板的制備工藝，包括備料工序、成型工序及熱處理工序，所述的熱處理 工序包括W下步驟：
[0022] A均勻化退火處理：將經(jīng)過成型工序得到的溜槽襯板置于加熱爐中進(jìn)行加熱，加 熱至940-960°C，并于940-960°C條件下保溫2. 8-3.化，然后隨爐冷卻至300°C，之后出爐空 冷；
[0023]B等溫澤火處理：將經(jīng)過步驟A均勻化退火處理的溜槽襯板置于加熱爐中加熱，加 熱至1040-1060°C，并保溫3-地，然后從爐中取出，置于300-360°C的硝鹽爐中進(jìn)行冷卻，冷 卻30min，然后出爐空冷；
[0024] C高溫回火處理：將經(jīng)過步驟B等溫澤火處理的溜槽襯板置于560°C的加熱爐中加 熱，加熱至560°C，保溫2-地，出爐空冷，將此操作重復(fù)進(jìn)行Ξ次，得到成品溜槽襯板。
[00巧]溜槽襯板的板體由下述方法制備而成： 陽0%] a、備料：按重量百分比準(zhǔn)備各化學(xué)成分，然后將W、Mo、V、化、Μη、Si、P、S、B運(yùn)些化 學(xué)成分烙煉成內(nèi)環(huán)襯板溶液，其余的化學(xué)成分烙煉成外環(huán)襯板溶液，備用；
[0027]b、成型：先通過模型和型砂進(jìn)行造型處理，做出誘口和冒口，做出上箱和下箱，并 在下箱中預(yù)埋圓鋼，然后將上箱和下箱合并，用兩個(gè)誘包同時(shí)將內(nèi)環(huán)襯板溶液和外環(huán)襯板 溶液誘注到型腔中，內(nèi)環(huán)襯板溶液和外環(huán)襯板溶液凝固后結(jié)為一體，然后把預(yù)埋的圓鋼包 烙，即可將Ξ者融為一體，得到成型的溜槽襯板。
[0028] 本發(fā)明的有益效果：
[0029] 溜槽與物料直接接觸的為內(nèi)環(huán)襯板，與外殼連接的為外環(huán)襯板，兩層在烙鑄時(shí)附 加連接柱，Ξ者烙為一體，使之牢固結(jié)合，永不脫離，保持一體化的完整性。當(dāng)耐磨的內(nèi)環(huán)受 忽冷忽熱氣浪沖擊時(shí)，外環(huán)利用高初性給W保護(hù)，使之不開裂、不脫落。另外，可克服冷、熱 應(yīng)力的集聚，縮小截面積，分散合成力量。
[0030] 為提高硬度，使之具有紅硬性，增加鶴、鋼含量，增加4%的鶴，增加2%的鋼。為細(xì) 化晶粒，防止冶煉中的氧化，增加1 %的饑，同時(shí)添加非合金元素棚，使硬度更佳。傳統(tǒng)的高 銘耐磨鑄鐵，主要是碳與銘形成高碳銘鐵（FeC)，運(yùn)些合金顆粒彌散于基體，使硬度和耐磨 性提高。當(dāng)溫度升高金相組織發(fā)生變化，碳從顆粒中析出，硬度下降，耐磨性降低。鶴與鋼 的增加，使碳與鶴、鋼形成碳化鶴，使相變溫度和碳析出溫度提高，600°C時(shí)硬度不下降，所 W溜槽襯板具有紅硬性。碳與棚生成碳化棚，是硬度值最高的化合物，運(yùn)些化合物高度彌散 于回火馬氏體組織內(nèi)，使之具有高硬度、高耐磨性，并且耐高溫。
[0031] 本發(fā)明的溜槽襯板是雙金屬溜槽襯板，并通過本發(fā)明的熱處理工藝得到了理想的 金相組織。本發(fā)明的溜槽襯板采用下列工藝流程：均勻化退火一高溫等溫澤火一高溫回火 一高溫回火一高溫回火，各工序的操作解析如下：
[0032] 由于鑄態(tài)的工件存在化學(xué)成份偏析現(xiàn)象，合金元素含量越高偏析現(xiàn)象越嚴(yán)重，因 此，本發(fā)明熱處理的第一道工序就是消除化學(xué)成份的偏析，而化學(xué)成分偏析會(huì)造成鋼材的 化學(xué)成分不均勻，冷脆性增大W及硬度、耐沖擊性、耐磨性等性能降低，縮短溜槽襯板的使 用壽命，因此，本發(fā)明采用均勻化退火的方法解決此問題，為下道工序進(jìn)行預(yù)備處理。
[0033] 本發(fā)明溜槽襯板含多種合金元素達(dá)30%，使AC3相變線溫度大大提高，要使基體 全部奧