[发明专利]用于常化炉水冷辊耐热钢材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于常化炉水冷辊耐热钢材料，属于耐热钢材料技术领域。

背景技术

常化炉水冷辊主要用于不锈钢中厚板热处理炉中。该炉辊使用高镍、铬耐热钢材料，并长期处于高温（1200℃以上）输送中厚不锈钢板。由于工况条件恶劣，热强度要求高。辊身易形成结瘤等其他缺陷，导致辊子使用失效。所以该炉辊通常使用周期3~6个月就要换下进行清除结瘤。尤其在高温段的炉辊结瘤情况尤为特出，严重时只能更换新辊。

《钢铁厂工业炉设计参考资料》指出炉辊由于与钢板接触而在辊面粘附一层瘤状附着物被称为结瘤。结瘤会随着时间推移越结越厚，导致钢板通过结瘤的辊子时，在表面形成凹坑、麻点，严重影响钢板的质量。目前国内已采用了在辊面覆盖陶瓷层（二氧化锆，氧化铝）以隔开钢板表面氧化的微粒与辊面，使其不能向辊面扩散，不能产生牢固的附着层。采用这种方法以后，钢板表面质量得到显著的改善，压痕、麻点基本上不再出现，但覆盖陶瓷层的寿命很短，一般只有几个月。

发明内容

本发明的目的：通过在炉辊表面覆盖陶瓷层的方法虽然防止了结瘤的产生，但覆盖陶瓷层的制备工艺复杂，并且不耐冲击，易碎剥落，使用寿命较短。本发明提供了一种新材料ZG3Cr25Ni31Al3.5Y，既保证该材料的高温强度，同时可以减少或基本避免结瘤现象的产生。

本发明的技术方案：一种用于常化炉水冷辊耐热钢材料，命名为ZG3Cr25Ni31Al3.5Y，所述耐热钢化学组成为：按重量份数计：

C  0.33~0.38                      Cr  24~26  

Ni  31~32.5                       Al  3.3~3.87

Si  0.5~0.8                        Y  0.02~0..04

Mn≤1.2

余量为Fe及不可避免的杂质P、S。

所述耐热钢化学组成中有大于零、小于等于1.2的Mn；单位为重量份。

所述S≤0.02，P≤0.02；单位为重量份。

组成耐热钢材料的各元素作用如下：

C含量增加，钢的硬度和强度也提高，但塑性和韧性随之下降；

Cr含量超过12％，使钢具有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀作用，提高钢材的热强性；

Ni提高塑性及韧性，改善耐蚀性能，与铬联合使用，提高热强性；

Al在高温下生成镶嵌在晶界上的氧化铝微粒，镶嵌在晶界上的氧化铝具有极高的红硬性，不易和钢板氧化的微金属氧化物结合，能提高高温抗氧化性，耐H₂S气体的腐蚀作用，固溶强化作用大，提高热强性，有促使石墨化倾向；

Si用作脱氧剂，有固熔强化作用，提高电阻率，降低磁滞损耗，改善磁导率，提高淬透性，抗回火性，对改善综合力学性能有利；

Y为稀土元素，能抑制钢材的高温催化；

Mn降低钢的下临界点，能明显提高钢的淬透性，有增加晶粒粗化和回火脆性的不利倾向；

P、S为钢材中的有害元素，在熔炼过程中尽量控制减少含量。

本发明的有益效果：所有的耐热钢均在“过烧”的工况条件下使用，“过烧”明显的特征是：基体组织的晶粒粗大，晶界宽大，晶界富集低熔点硫、磷聚合物。由于“过烧”宽大晶界的存在，导致辊表面易积瘤，本发明中熔炼时首先控制S、P，同时加补铝元素，弥补“过烧”时晶界宽大的弊病，生成镶嵌在晶界上的氧化铝微粒。镶嵌在晶界上的氧化铝具有极高的红硬性，不易和钢板氧化的微金属氧化物结合，又与采用陶瓷层（氧化铝）机理作用相近，彻底解决了结瘤的问题。

具体实施方式

实施例1

按如下重量份数制备耐热钢材料：

C  0.33                     Cr  24 

Ni  31                      Al  3.3

Si  0.5                      Y  0.02

Mn≤1.2；

余量为Fe及不可避免的杂质P、S。

其中杂质S≤0.01、P≤0.02。

使用五个月后，未产生或很少产生结瘤现象。

实施例2

按如下重量份数制备耐热钢材料：

C  0.35                     Cr  25  

Ni  33                      Al  3.5