一種煉鐵高爐布料器溜槽襯板及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于溜槽襯板的技術領域，設及一種雙金屬結構溜槽襯板，具體設及一種 煉鐵高爐布料器溜槽襯板及其制備方法，運種襯板既有高硬度、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到長壽命。
【背景技術】
[0002] 煉鐵高爐爐頂加料設備安裝于高爐最高端，布料器安裝在整套加料設備的最底 層，它安裝于高爐爐頭（即風罩帽）上端，與爐頂法蘭連接。布料溜槽與布料器為整體結構， 可W隨時拆卸或安裝，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] 煉鐵原料為燒結礦、塊礦、球團、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，燒結礦除形狀特異外還具有高硬度（HRC> 50)。運 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] 煉鐵高爐運行正常時爐頂壓力為1~3kg，溫度200~300°C。遇到異常（塌料、 串風等）溫度會急速上升，溫度會達到600°CW上。必須采取應急措施向爐膛噴霧或打水降 溫。因此，爐頂溫度處于波動狀態，忽冷忽熱。在發生塌料故障時，伴有氣浪沖擊，爐頂壓力 也會發生波動。特殊的工況條件、惡劣的工作環境，要滿足其使用要求，業界同仁做了很多 研發和創新，但結果都很不理想，已成為全世界同行業的難題，突出表現是壽命短、造價高。 陽0化]要滿足長壽命的條件，布料溜槽必須具備：1、高硬度（HRC> 64)提高耐磨性。2、 高溫狀態（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，溫差急速變化既會造成氧化脫碳也會造成裂紋，現象重復使基體產生疲 勞剝落掉塊等缺陷，影響使用壽命。
[0006] 布料器溜槽是一個近似半圓型月牙筒，外殼是一個金屬板體，內層鑲有耐磨襯板， 目前，國內外煉鐵行業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、在鋼板筒內表面用銅浸潤焊碳化鶴條塊（12*10mmHRC64~65); W09] 3、在鋼板內表面堆焊8~10mm碳化鶴焊層（HRC64~65);
[0010] 4、在溜槽內腔焊月牙板，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，但壽命太短會影響高爐產量，影響其它工序的煤氣供 應，造成大面積的停產。鋼鐵企業希望使用周期達一年，產鐵量達50萬噸~150萬噸（產 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，基體內存有殘余奧氏體，而硬度 偏低（HRC55~60)，經低溫回火基體組織為回火馬氏體組織，該組織當爐頂溫度高于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] 碳化鶴條塊浸潤焊接襯板，焊材使用的是黃銅，在鹽浴爐中施焊，運種焊接方法疵 病多，不易焊接牢固，再加上銅的烙點低，使用中易發生"掉牙"現象，一旦發生此現象，壽命 也打折扣；
[0015] 堆焊碳化鶴的襯板，只能堆焊厚度8~10mm，如果堆焊加厚會產生焊道裂紋或剝 落，盡管碳化鶴材質具有高硬度、高耐磨性，但焊道太薄，經不得長久磨損。
【發明內容】
[0016] 本發明為解決現有技術中的溜槽襯板無法實現既有高硬度、高耐磨性、耐沖擊性 能，又有高初性、耐冷、熱疲勞性能的優點，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 同化學成份的金屬物體。兩者單獨存在，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到長壽 命，同時，可使物料的過流量提高1倍。
[0017] 本發明為實現其目的采用的技術手段是：
[0018] 一種煉鐵高爐布料器溜槽襯板，所述的溜槽襯板的化學成分包括重量百分 比計，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成分包括重量百分 比計，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成分包括：W重量百分比 計，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：將經過成型工序得到的溜槽襯板置于加熱爐中進行加熱，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的硝鹽爐中進行冷卻，冷 卻30min，然后出爐空冷；
[0024] C高溫回火處理：將經過步驟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，將此操作重復進行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：按重量百分比準備各化學成分，然后將W、Mo、V、化、Μη、Si、P、S、B運些化 學成分烙煉成內環襯板溶液，其余的化學成分烙煉成外環襯板溶液，備用；
[0027]b、成型：先通過模型和型砂進行造型處理，做出誘口和冒口，做出上箱和下箱，并 在下箱中預埋圓鋼，然后將上箱和下箱合并，用兩個誘包同時將內環襯板溶液和外環襯板 溶液誘注到型腔中，內環襯板溶液和外環襯板溶液凝固后結為一體，然后把預埋的圓鋼包 烙，即可將Ξ者融為一體，得到成型的溜槽襯板。
[0028] 本發明的有益效果：
[0029] 溜槽與物料直接接觸的為內環襯板，與外殼連接的為外環襯板，兩層在烙鑄時附 加連接柱，Ξ者烙為一體，使之牢固結合，永不脫離，保持一體化的完整性。當耐磨的內環受 忽冷忽熱氣浪沖擊時，外環利用高初性給W保護，使之不開裂、不脫落。另外，可克服冷、熱 應力的集聚，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 化晶粒，防止冶煉中的氧化，增加1 %的饑，同時添加非合金元素棚，使硬度更佳。傳統的高 銘耐磨鑄鐵，主要是碳與銘形成高碳銘鐵（FeC)，運些合金顆粒彌散于基體，使硬度和耐磨 性提高。當溫度升高金相組織發生變化，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，運些化合物高度彌散 于回火馬氏體組織內，使之具有高硬度、高耐磨性，并且耐高溫。
[0031] 本發明的溜槽襯板是雙金屬溜槽襯板，并通過本發明的熱處理工藝得到了理想的 金相組織。本發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] 由于鑄態的工件存在化學成份偏析現象，合金元素含量越高偏析現象越嚴重，因 此，本發明熱處理的第一道工序就是消除化學成份的偏析，而化學成分偏析會造成鋼材的 化學成分不均勻，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，本發明采用均勻化退火的方法解決此問題，為下道工序進行預備處理。
[0033] 本發明溜槽襯板含多種合金元素達30%，使AC3相變線溫度大大提高，要使基體 全部奧