一种炼铁高炉布料器溜槽衬板及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于溜槽衬板的技术领域，设及一种双金属结构溜槽衬板，具体设及一种 炼铁高炉布料器溜槽衬板及其制备方法，运种衬板既有高硬度、高耐磨性、耐冲击性能，又 有高初性、耐冷、热疲劳性能，能够满足各种不同的工况条件达到长寿命。
【背景技术】
[0002] 炼铁高炉炉顶加料设备安装于高炉最高端，布料器安装在整套加料设备的最底 层，它安装于高炉炉头（即风罩帽）上端，与炉顶法兰连接。布料溜槽与布料器为整体结构， 可W随时拆卸或安装，因此，人们通常称为溜槽布料器。溜槽上距炼铁原料的加料料位约五 米，下距高炉炉膛约五米，悬挂于料位与炉膛的中屯、。
[0003] 炼铁原料为烧结矿、块矿、球团、焦碳、石灰石等固体原料。除焦碳外它们的比重都 很高，形状为多角形、多边形的异形块，烧结矿除形状特异外还具有高硬度（HRC> 50)。运 些物料都要在五米多的高空向溜槽冲击坠落，布撒于高炉炉膛。
[0004] 炼铁高炉运行正常时炉顶压力为1~3kg，溫度200~300°C。遇到异常（塌料、 串风等）溫度会急速上升，溫度会达到600°CW上。必须采取应急措施向炉膛喷雾或打水降 溫。因此，炉顶溫度处于波动状态，忽冷忽热。在发生塌料故障时，伴有气浪冲击，炉顶压力 也会发生波动。特殊的工况条件、恶劣的工作环境，要满足其使用要求，业界同仁做了很多 研发和创新，但结果都很不理想，已成为全世界同行业的难题，突出表现是寿命短、造价高。 阳0化]要满足长寿命的条件，布料溜槽必须具备：1、高硬度（HRC> 64)提高耐磨性。2、 高溫状态（450°CW上）硬度不下降，具有红硬性。3、高溫、低溫急速变化不开裂、不剥落、不 掉块，保持基体的完整性。同一基体的金属材料满足Ξ项要求是矛与盾，顾此失彼。高硬度 必然伴随高脆性，溫差急速变化既会造成氧化脱碳也会造成裂纹，现象重复使基体产生疲 劳剥落掉块等缺陷，影响使用寿命。
[0006] 布料器溜槽是一个近似半圆型月牙筒，外壳是一个金属板体，内层镶有耐磨衬板， 目前，国内外炼铁行业使用的溜槽衬板有如下几种：
[0007] 1、高铭耐磨铸铁衬板（HRC55~60);
[0008] 2、在钢板筒内表面用铜浸润焊碳化鹤条块（12*10mmHRC64~65); W09] 3、在钢板内表面堆焊8~10mm碳化鹤焊层（HRC64~65);
[0010] 4、在溜槽内腔焊月牙板，月牙板上端堆焊耐磨材料（HRC64~65); W11] 5、自由化的自制溜槽衬板。
[0012] 溜槽衬板虽然属于易损件，但寿命太短会影响高炉产量，影响其它工序的煤气供 应，造成大面积的停产。钢铁企业希望使用周期达一年，产铁量达50万吨~150万吨（产 量W高炉容积确定）。上述的衬板都存在一些问题，不能满足用户的要求：例如，
[0013] 高铭耐磨铸铁衬板体积大，热处理泽火泽透性差，基体内存有残余奥氏体，而硬度 偏低（HRC55~60)，经低溫回火基体组织为回火马氏体组织，该组织当炉顶溫度高于250°C W上，马氏体中的固溶碳析出，析出的碳W粉状物剥落，耐磨性减弱，影响寿命；
[0014] 碳化鹤条块浸润焊接衬板，焊材使用的是黄铜，在盐浴炉中施焊，运种焊接方法疵 病多，不易焊接牢固，再加上铜的烙点低，使用中易发生"掉牙"现象，一旦发生此现象，寿命 也打折扣；
[0015] 堆焊碳化鹤的衬板，只能堆焊厚度8~10mm，如果堆焊加厚会产生焊道裂纹或剥 落，尽管碳化鹤材质具有高硬度、高耐磨性，但焊道太薄，经不得长久磨损。
【发明内容】
[0016] 本发明为解决现有技术中的溜槽衬板无法实现既有高硬度、高耐磨性、耐冲击性 能，又有高初性、耐冷、热疲劳性能的优点，而且寿命短的缺陷，提供了一种炼铁高炉布料器 溜槽衬板及其制备方法，运种衬板是把两种金属溶液诱注到同一物体中，使之形成两种不 同化学成份的金属物体。两者单独存在，不能混合，使其具有双重性能，既有高硬度、高耐 磨性、耐冲击性能，又有高初性、耐冷、热疲劳性能，能够满足各种不同的工况条件达到长寿 命，同时，可使物料的过流量提高1倍。
[0017] 本发明为实现其目的采用的技术手段是：
[0018] 一种炼铁高炉布料器溜槽衬板，所述的溜槽衬板的化学成分包括重量百分 比计，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%，余量为化。
[0019] 一种炼铁高炉布料器溜槽衬板，所述的溜槽衬板的化学成分包括重量百分 比计，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%，余量为化。
[0020] 一种炼铁高炉布料器溜槽衬板，所述的溜槽衬板的化学成分包括：W重量百分比 计，C3.5%，Mn0.75%，Si0.6%，P0.043%，S0.043%，W4%，Mo2%，V1%，化 20%， B0. 75%，余量为化。
[0021] 一种溜槽衬板的制备工艺，包括备料工序、成型工序及热处理工序，所述的热处理 工序包括W下步骤：
[0022] A均匀化退火处理：将经过成型工序得到的溜槽衬板置于加热炉中进行加热，加 热至940-960°C，并于940-960°C条件下保溫2. 8-3.化，然后随炉冷却至300°C，之后出炉空 冷；
[0023]B等溫泽火处理：将经过步骤A均匀化退火处理的溜槽衬板置于加热炉中加热，加 热至1040-1060°C，并保溫3-地，然后从炉中取出，置于300-360°C的硝盐炉中进行冷却，冷 却30min，然后出炉空冷；
[0024] C高溫回火处理：将经过步骤B等溫泽火处理的溜槽衬板置于560°C的加热炉中加 热，加热至560°C，保溫2-地，出炉空冷，将此操作重复进行Ξ次，得到成品溜槽衬板。
[00巧]溜槽衬板的板体由下述方法制备而成： 阳0%] a、备料：按重量百分比准备各化学成分，然后将W、Mo、V、化、Μη、Si、P、S、B运些化 学成分烙炼成内环衬板溶液，其余的化学成分烙炼成外环衬板溶液，备用；
[0027]b、成型：先通过模型和型砂进行造型处理，做出诱口和冒口，做出上箱和下箱，并 在下箱中预埋圆钢，然后将上箱和下箱合并，用两个诱包同时将内环衬板溶液和外环衬板 溶液诱注到型腔中，内环衬板溶液和外环衬板溶液凝固后结为一体，然后把预埋的圆钢包 烙，即可将Ξ者融为一体，得到成型的溜槽衬板。
[0028] 本发明的有益效果：
[0029] 溜槽与物料直接接触的为内环衬板，与外壳连接的为外环衬板，两层在烙铸时附 加连接柱，Ξ者烙为一体，使之牢固结合，永不脱离，保持一体化的完整性。当耐磨的内环受 忽冷忽热气浪冲击时，外环利用高初性给W保护，使之不开裂、不脱落。另外，可克服冷、热 应力的集聚，缩小截面积，分散合成力量。
[0030] 为提高硬度，使之具有红硬性，增加鹤、钢含量，增加4%的鹤，增加2%的钢。为细 化晶粒，防止冶炼中的氧化，增加1 %的饥，同时添加非合金元素棚，使硬度更佳。传统的高 铭耐磨铸铁，主要是碳与铭形成高碳铭铁（FeC)，运些合金颗粒弥散于基体，使硬度和耐磨 性提高。当溫度升高金相组织发生变化，碳从颗粒中析出，硬度下降，耐磨性降低。鹤与钢 的增加，使碳与鹤、钢形成碳化鹤，使相变溫度和碳析出溫度提高，600°C时硬度不下降，所 W溜槽衬板具有红硬性。碳与棚生成碳化棚，是硬度值最高的化合物，运些化合物高度弥散 于回火马氏体组织内，使之具有高硬度、高耐磨性，并且耐高溫。
[0031] 本发明的溜槽衬板是双金属溜槽衬板，并通过本发明的热处理工艺得到了理想的 金相组织。本发明的溜槽衬板采用下列工艺流程：均匀化退火一高溫等溫泽火一高溫回火 一高溫回火一高溫回火，各工序的操作解析如下：
[0032] 由于铸态的工件存在化学成份偏析现象，合金元素含量越高偏析现象越严重，因 此，本发明热处理的第一道工序就是消除化学成份的偏析，而化学成分偏析会造成钢材的 化学成分不均匀，冷脆性增大W及硬度、耐冲击性、耐磨性等性能降低，缩短溜槽衬板的使 用寿命，因此，本发明采用均匀化退火的方法解决此问题，为下道工序进行预备处理。
[0033] 本发明溜槽衬板含多种合金元素达30%，使AC3相变线溫度大大提高，要使基体 全部奥