烧结机蓖条的长寿化攻关实践

1、烧结机蓖条的长寿化攻关实践【摘 要】通过篦条失效原因的分析和构成篦条的化学成分的 研究，选用合理的配比提高材料抗高温氧化性能 高温强度及抗热 震性和高温抗蠕变性，新型篦条使用寿命达到13个月，大大降低 了生产成本，取得了良好的效果。【关键词】篦条；失效抗；高温氧化性能；高温抗蠕变性1刖言篦条是烧结机上的关键部件，工作时最高温度达到900 r以上， 在回车道上又受到急剧冷却，同时还要承受烧结矿的撞击和高温磨 损。在受到加热、冷却、撞击、磨损等过程的反复循环作用之后， 表面逐渐氧化、开裂、塌陷而损坏。篦条属于易损件，篦条的使用 寿命直接影响到烧结矿料的生产效率及生产成本，所以使用的篦条 必须要有良

2、好的抗高温氧化性、抗高温回火软化能力及高温耐磨 性。目前，济钢120血烧结机上使用的篦条消耗量大,吨耗高，使用 寿命短，所以研究篦条的成分、组织和性能对于降低成本、提高生 产效率很有必要。2篦条失效原因分析目前我厂采购篦条的化学成分为，%： c0.41, si 0.15, mn 0.022, p 0.04, s 0.018, cr 12.75。该炉篦条寿命仅35个月，主要是 其成分抗氧化能力差，不适应烧结机的工作条件，失效分析如下：2.1篦条在工作中受到高温氧化和气体的腐蚀,表层氧化后脱 落，使篦条之间间隙变大，当间隙超过8mm时篦条失效。氧化的初 期伴随着生长过程，篦条间间隙变小，通风性变差

3、，也可导致篦条失 效。2.2烧结机在采用无铺底料工作时，高温下会有低熔点物质黏 附在篦条上，此时篦条间隙变小，通风变差，篦条失效。2.3篦条在长时间高温和应力的作用下会发生蠕变，当蠕变超 过一定尺寸时篦条失效。2.4由于篦条韧性差，受到撞击而断裂。2.5篦条受到烧结矿的磨损而失效。3新蓖条化学成分的确定从炉篦条工作条件和失效形式看，选择成分原则主要是提高材 料抗高温氧化性能，高温强度及抗热震性和高温抗蠕变性。3.1铭铭是高铭合金最主要的元素。材质的耐热性能是包括高温下的 抗氧化性与强度的一个综合概念，而铭在高温下与氧接触时，表面 生成致密的cr2o3保护膜，其熔点高，能严密覆盖在金属表面，使合

4、 金与氧隔开，阻止或延缓了合金由外向内的氧化过程，故合金具有 较好的抗氧化性。工作温度在950C时，铭含量要低一些，在1100C 铭含量要求高一些。此外，铭含量过高，材质熔炼困难，有一部分小 块的铭铁就浮在钢液上很难熔解，且铸造性能恶化，成本显著升高， 故铭含量应控制在20%24%。3.2碳合金中碳含量增加，引起碳化物数量的增加，这对提高材料在800 C环境下抗磨损的耐磨性是有益的试验证明在铭含量为20%24%的条件下，耐磨性随碳含量增高而提高,材料的塑性变形能力 逐渐下降，相界增加,高温强度降低。为此，将碳含量控制在2.0% 3.5%。3.3硅高铭合金中加入适量的硅，可以明显改善其抗氧化能力

5、,在铭含 量保持一定的情况下，本文的对比试验见附表。但硅含量过高将使 合金中石墨增多，并使其粗化，基体中铁元素含量也会增加,从而导 致强度下降，为此，硅含量控制在1.6%2.0%。3.4锰锰是阻碍石墨化形成的元素，促进形成fe3c,锰与硫形成mns, 其熔点高达1620C,从而抵消了硫的有害作用。但锰对高铭合金的 抗氧化性产生不利影响，故锰的含量控制在0.4%0.8%。3.5铝高铭合金中加入适量的铝，也可以显著提高合金的抗氧化能力, 主要是形成致密的al2o3氧化膜。另外铝的脱氧能力极好，但铝的 含量高，会使铸造性能恶化，故铝含量控制在0.6%1.2%。3.6镍镍是有利于提高合金高温强度的元素

6、，且在一定程度上提高合 金抗氧化能力。但其价格贵，故镍含量控制在0.6%1.2%。3.7稀土及其他元素根据多元合金化理论，采用多种微量元素，不仅可以代替某种 量大的合金元素，而且强度升高比例较大，对此选择了 ni、mo、v等 合金元素。其中ni无限固溶于奥氏体中，不形成任何形式的碳化 物，是稳定奥氏体的主要元素。mo元素提高共析转变温度，提高高 温强度，并细化初生奥氏体。v的主要作用是细化初生奥氏体。加入稀土可净化钢液，除气，脱硫，改善夹杂物形状，提高材 料的强度和韧性，改善铸造工艺性能。经过螺旋线试样长度对比在 15201550C时加入稀土提高55.6%，在14801550C浇注时，可 提高

7、52.0%，改善钢液的流动性。稀土的加入还可改变晶界夹杂物 的形状，使其接近球形，成倍延长持久断裂时间，大幅度降低蠕变 速度，同时也能改善cr2o3层与基体的粘附性，抑制cr2o3层的衰 退，减少恒温氧化加入稀土镁合金做稀土添加剂，进一步起到脱硫 除气的作用，净化钢液，提高钢水质量。通过以上数据，炉篦条的材质成分设计为%: c 2.03.5，cr2024, si 1.62.0，al 0.61.2, mn 0.40.8, ni 0.61.2。4蓖条铸造工艺的改进在冶炼中严格按照原料加入的先后秩序，等熔炼完毕后，除尽 渣，加入特定的孕育剂进行孕育处理后，再加入适量的精炼剂， 进行精炼，对合金进行净

8、化处理，合金液直接浇入铸型。铸型是潮 膜石英砂型，在浇注完毕后，立即用特制加压工具行使压铸过程。4.1加入精炼剂处理通过精炼处理，钢液中的有害气体如氧气、氢气、氮气等得到了尽可能的清除，钢液中的夹杂物也得到了清除，达到净化钢水的效 果。并且能使钢液中的合金分布更加均匀,增大了钢液的流动性，改 善了钢液的铸造性能，提高了铸件的质量。4.2蓖条的压铸通过压铸，大大提高了高铭炉篦条的致密度。在型模尺寸不变的 情况下，不采用压铸铸件个重4.23kg,而采用压铸铸件个重4.62kg, 使密度增加，减少了供氧通道从而提高了合金的抗氧化能力，并使 其硬度增大，冲击韧性提高。5新蓖条的使用效果新型蓖条在济钢120血烧结机投用后，取得了良好的效果，蓖 条的使用寿