CN1093758A

CN1093758A - 铸造1300—1350℃铁基耐热钢及熔铸工艺

Info

Publication number: CN1093758A
Application number: CN 93110389
Authority: CN
Inventors: 王执福; 潘正伟; 和德昌; 张继承; 公之光; 王安东
Original assignee: Shandong Polytechnic University
Current assignee: Shandong Polytechnic University
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1994-10-19

Abstract

本发明的铸造1300—1350℃铁基耐热钢及熔铸工艺，涉及一种不含镍的铸造铁基高温耐热钢，通过调整该钢的Cr、Al、C等含量，进行合金化，并强化精炼，使其获得良好的铸造性能和铸态下的机械性能，并具有可焊性。该钢的化学成分(wt％)：Cr20.00— 28.00、C0.01—0.15、Al3.00—8.00、Ti0.20—1.50、 Mo0.30—1.50、V0.20—1.20、Y0.00—0.50、Si0.20— 1.50、Mn0.20—0.80、P≤0.03、S≤0.03、余为铁及杂质。该钢种能在1300—1350℃下抗氧化、抗渗碳、抗硫蚀，且具有较高的高温强度。

Description

本发明是关于一种铸造铁基铬铝高温耐热钢，特别是关于一种不含镍的铸造铁基铬铝高温耐热钢。

可控性气氛热处理炉炉用辐射管，工作温度一般在1000-1300℃范围内，通常承受着高温氧化、硫气氛腐蚀等。目前国内外常用Cr20Ni80、Cr18Ni75Si₂、Cr15Ni35、Cr25Ni20Si2、Cr23Ni18、Cr18Ni12MoTi等奥氏体钢制作副射管。这些钢高温抗渗碳、抗硫蚀性差，其最高使用温度均不超过1200℃，使用中常有变形，影响了辐射管的使用性能与寿命，限制了炉子的使用范围。合金因含Ni量高，成本也太高。

目前，高温高压运行的发电锅炉，高温区段在运行时火嘴温度往往高达1300℃，现国外常采用的Cr20Ni14Si2、Cr25Ni20等材质的火嘴使用寿命仅2个月以内，即采用国内最新成果“稀土高铬镍氮1200℃耐热钢”也难适应，一遇停风往往引起变形。现在已有的铁素体铁铬铝电热钢，虽可以在1400℃下抗氧化，但合金纯度要求高，需采用真空熔炼或电渣熔炼，而且尚不能用于铸造，目前只是用于电热丝。

本发明的目的在于研制一种新型的、可以用于铸造生产的不含镍的铁铬铝高温耐热钢。通过调整该钢的Cr、Al、C等含量、进行合金化，强化精炼，使其获得良好的铸造性能和铸态下的机械加工性能，并具有可焊性，能在1300-1350℃下抗氧化、抗渗碳、抗硫蚀，且具有较高的高温强度。本发明的铸造铁基耐热钢为：

化学成分（wt-%）

Cr 20.00-28.00、C 0.01-0.15、Al 3.00-8.00、

Ti 0.20-1.50、Mo 0.30-1.50、V 0.20-1.20、

Si 0.20-1.50、Mn 0.20-0.80、Y 0.00-0.50、

P≤0.03、S≤0.03、余为铁及杂质。

本发明钢种可用普通中频、工频感应电炉熔炼，利用常规工业生产用炉料，采用通用的铸造方法进行生产。熔炼过程中采取合理的加料顺序及恰当的精炼变质剂进行精炼与变质，获得铸态1250℃以上抗氧化和抗硫蚀的最重要的元素。C量的控制是在与适量的Cr、Al含量配合保证高温抗氧化性的前提下，提高钢的抗渗碳性，改善铸造性能。Mo、Ti、V、Y等的加入是为细化铸态组织、提高高温强度、减缓高温晶粒长大，提高氧化膜与基体的附着性，适当改善合金的铸造性能。精炼变质剂及其精炼操作工艺，是细化铸态组织、改善铸造工艺性、提高合金高温强度的关键。

关键熔炼工艺：

扩散脱氧与精炼变质同时进行，当金属料化清后用烘干混匀的造渣精炼变质剂粉料[其化学组成为（wt-%）：CaO 55.00-65.00，NaCl 30.00-45.00，KCl 5.00-25.00]在金属液面上均匀复盖5-8毫米厚，再在其上均匀撒入金属液重0.50%-0.80%的稀土硅钙合金扩散脱氧剂（颗粒度为3-6毫米），然后再在其上均匀复盖5-8毫米厚的造渣精炼变质剂，扩散脱氧完毕扒渣后加入钛铁、稀土钇，出炉时加入包头1＃稀土硅铁合金（0.30-0.80Wt-%）。

本发明的最佳配比为：（Wt-%）

Cr 20.00-26.00、C 0.05-0.08、Al 4.00-6.00、

Ti 0.20-0.90、Mo 0.30-0.70、V 0.30-0.90、

Y 0.03-0.10、Si 0.40-1.00、Mn 0.40-0.70、

P≤0.03、S≤0.03，余为铁及杂质。

本发明适用于工作在1300-1350℃及其低于该温度的耐热构件，并有高温下抗氧化、抗硫蚀、抗渗碳的特点，可用于可控性气氛炉辐射管、高温加热炉炉底板、火力发电厂锅炉高温火嘴等。

实施例：

1.实施成分性能见附表1，其中按表1中序号3制作高温茂福炉炉底板，已在1300℃下连续使用3500小时，表面氧化膜完整未剥落，其中曾三次各50小时在1370℃下运行。

2.用表1中成分2试制φ150×800电热辐射管装炉试用，已运行6个月，同炉安装的Cr25Ni20Si2钢板螺旋卷焊管已拆换2次，试用件仍完好无损。

Claims

1、铸造铁铬铝耐热钢及其熔铸工艺，其特征在于它的化学组成及其精炼变质工艺和精炼变质剂。

其化学组成为(wt-%)：

Cr20.00-28.00、C0.01-0.15、Al3.00-8.00、Ti0.20-1.50、

Mo0.30-1.50、V0.20-1.20、Y0.00-0.50、Si0.20-1.50、Mn0.20-0.80、P≤0.03、S≤0.03余为铁及杂质。

其精炼工艺为：在扩散脱氧期精炼与变质同时进行。金属炉料化清后将烘干烘透的粉状精炼变质剂均匀履盖于液面5-8毫米厚，再在其上均匀撒入颗粒度为3-6毫米的稀土硅钙合金脱氧剂0.5-0.8(wt-%)，再均匀复盖5-8毫米厚的精炼变质剂。精炼完了扒渣后加入钛铁、稀土钇、出炉时加入包头1#稀土硅铁合金0.30-0.80(wt-%)。

精炼变质剂为：烘干烘透的石灰粉、去掉结晶水的工业用NaCl、KCl等均匀混合的粉料。

2、按照权利要求1所说的铸造铁铬铝高温耐热钢，其特征在于它的最佳化学组成为（wt-%）：

Cr20.00-26.00、C0.05-0.08、Al4.00-6.00、Ti0.20-0.90、Mo0.30-0.70、V0.30-0.95、Y0.01-0.15、Si0.40-1.00、Mn0.40-0.70、P≤0.03、S≤0.03，余为铁及杂质。

3、按照权利要求1所说的铸造铁铬铝高温耐热钢，其特征在于其精炼变质剂的化学组成为（wt-%）

CaO 55.00-65.00 NaCl 30.00-45.00 KCl 5.00-25.00