耐熱鋼在新型干法窯系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、<p>　　超強(qiáng)型耐熱鋼在新型干法窯系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　新型干法窯系統(tǒng)中的主要耐熱部件</p><p>　　水泥行業(yè)各種新型干法生產(chǎn)線中傳統(tǒng)耐熱鋼件使用狀況及年度消耗量</p><p>　　耐熱鋼件的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用狀況</p>

2、;<p>　　超強(qiáng)型耐熱鋼研制的關(guān)鍵技術(shù)及在水泥行業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　新型干法窯系統(tǒng)中的主要耐熱部件</p><p><b>　　預(yù)熱器內(nèi)筒</b></p><p>　　預(yù)熱器鎖風(fēng)閥及分料閥</p><p><b>　　預(yù)熱器撒料板及托板</b></p>&l

3、t;p><b>　　三次風(fēng)閘板</b></p><p>　　窯尾護(hù)板 下料舌頭 回料勺</p><p><b>　　窯口護(hù)板</b></p><p>　　窯頭噴煤系統(tǒng)燃燒器噴嘴</p><p>　　篦冷機(jī)各種篦板及護(hù)板</p><p>　　各種耐熱螺栓 螺母及耙釘<

4、;/p><p>　　水泥行業(yè)各種新型干法生產(chǎn)線中傳統(tǒng)耐熱鋼件使用狀況及年度消耗量</p><p>　　天津院2500T/D生產(chǎn)線耐熱鋼年消耗量約46噸(不包含耙釘螺栓等),其中:</p><p>　　1.預(yù)熱器:(計(jì)21.996噸)</p><p>　　a)C2內(nèi)筒 2套 Ni9板材 3796Kg</p><p>

5、;　　b)C3內(nèi)筒 2套 Ni9板材 4064Kg</p><p>　　c)C4內(nèi)筒 2套 Ni20 5264Kg</p><p>　　d)C5內(nèi)筒 2套 Ni20 7082Kg</p><p>　　e)C1 C2鎖風(fēng)閥 1套 Ni12 97.3Kg</p><p>　　f)C3 C

6、4 C5鎖風(fēng)閥 1套 Ni20 122.3Kg</p><p>　　g)C2 C3 C4 C5分料閥 2套Ni20 290Kg</p><p>　　h)C2 C3 撒料板 4套 Ni9 580Kg</p><p>　　i)C4 C5 撒料板 4套 Ni20 700Kg</p><p>　　2.窯系統(tǒng):(計(jì)9.278噸)

7、 </p><p>　　a)燃料器噴嘴 1套 Ni20 332Kg</p><p>　　b)擋磚圈 1套 Ni12 708Kg</p><p>　　c)窯口護(hù)鐵 1套 Ni20 1656Kg</p><p>　　d)窯尾護(hù)鐵 1套 Ni20 1980Kg</p><p>

8、　　e)窯尾舌形板 1套 Ni20 880Kg</p><p>　　f)三次風(fēng)管閘板閥 2套Ni20 1600Kg</p><p>　　g)三次風(fēng)管調(diào)節(jié)閥2套 Ni20 560Kg</p><p>　　h)閘板閥用鏈條 4套 Ni20棒196Kg</p><p>　　3.篦冷機(jī):(計(jì)29.577噸)</p>&l

9、t;p>　　a)TC-VII篦板 1套 Ni12 1350Kg</p><p>　　b)TC-VIII篦板 1套 Ni12 5922Kg</p><p>　　c)TC-IX篦板 1套 Ni12 11868Kg</p><p>　　d) 雙寬篦板 1套 Ni5 6451.5Kg</p><p>

10、　　e) 單寬篦板 1套 Ni5 561Kg</p><p>　　f) 高溫區(qū)擋板盲板1套Ni12 2948.6Kg</p><p>　　g) 低溫區(qū)擋板盲板1套Ni5 476Kg</p><p>　　南京院5000T/D生產(chǎn)線耐熱鋼年消耗量約98.5噸(不包含耙釘螺栓等),其中:</p><p>　　1.預(yù)熱器:(

11、計(jì)60.242噸)</p><p>　　a)C2內(nèi)筒 2套 Ni9板材 8744Kg</p><p>　　b)C3內(nèi)筒 2套 Ni7 14624Kg</p><p>　　c)C4內(nèi)筒 2套 Ni20 15760Kg</p><p>　　d)C5內(nèi)筒 2套 Ni20 1525

12、2Kg</p><p>　　e)C3鎖風(fēng)閥 2套 Ni9 320Kg</p><p>　　f)C4 C5鎖風(fēng)閥 4套 Ni20 640Kg</p><p>　　g)撒料板 10套 Ni12 3952Kg</p><p>　　h)托板 19套 Ni20 950Kg

13、</p><p>　　2.窯系統(tǒng):(計(jì)8.047噸) </p><p>　　a)燃料器噴嘴 1套 Ni20 373Kg</p><p>　　b)窯口護(hù)板 1套 Ni20 3420Kg</p><p>　　c)窯尾護(hù)板 1套 Ni20 2250Kg</p><p>　　d)回料勺

14、1套 Ni5 2004Kg</p><p>　　3.篦冷機(jī):(計(jì)30.048噸)</p><p>　　a)NC3036A篦板 1套 Ni12 1012.5Kg</p><p>　　b)NC3042A篦板 1套 Ni12 4959Kg</p><p>　　c)NC3042AK活動(dòng)篦板1套Ni12 3783.5Kg<

15、/p><p>　　d)NC3042AK篦板 1套 Ni12 8944Kg</p><p>　　e)NC3042BK篦板 1套 Ni5 8736Kg </p><p>　　f) 高溫區(qū)護(hù)板擋板1套 Ni12 1659Kg</p><p>　　g) 低溫區(qū)護(hù)板擋板 1套 Ni5 640Kg</p><p

16、>　　h) 噴嘴(空氣炮用) 6套 Ni12 90Kg</p><p>　　i) 119噴嘴 7套 Ni12 224Kg</p><p>　　成都院5000T/D生產(chǎn)線耐熱鋼年消耗量約95噸(不包含耙釘螺栓等),其中:</p><p>　　1.預(yù)熱器:(計(jì)44.616噸)</p><p>　

17、　a)C2內(nèi)筒 2套 Ni12 11037.04Kg</p><p>　　b)C3內(nèi)筒 2套 Ni7 8882.16Kg</p><p>　　c)C4內(nèi)筒 2套 Ni20 10871.12Kg</p><p>　　d)C5內(nèi)筒 2套 Ni20 12460.24Kg</p><p>　　e)700

18、翻板閥 3套 Ni20 290.4Kg</p><p>　　f)900翻板閥 2套 Ni20 285.4Kg</p><p>　　g)700撒料板 3套 Ni20 378.66Kg</p><p>　　h)900撒料板 2套 Ni20 410.78Kg</p><p>　　2.窯系統(tǒng):(計(jì)9.648噸

19、) </p><p>　　a)下料舌頭 1套 Ni20 1548Kg</p><p>　　b)窯口護(hù)板 1套 Ni20 3852Kg</p><p>　　c)窯尾護(hù)板 1套 Ni20 2604Kg</p><p>　　d)回料勺 1套 Ni7 1644Kg</p><

20、;p>　　3.篦冷機(jī):(計(jì)40.355噸)</p><p>　　a)階梯篦板 1套 Ni12 2664Kg</p><p>　　b)階梯盲篦板 1套 Ni12 459.8Kg</p><p>　　c)階梯測(cè)溫篦板 1套 Ni12 48.058Kg</p><p>　　d)充氣篦板 1套 Ni12 7540Kg</p&

21、gt;<p>　　e)寬盲篦板 1套 Ni12 236Kg</p><p>　　f)測(cè)溫充氣篦板(左) 1套 Ni12 32.5Kg</p><p>　　g)測(cè)溫充氣篦板(右) 1套 Ni12 32.5Kg</p><p>　　h)低漏料篦板 1套 Ni12 12600Kg</p><p>　　i)低漏料

22、篦板 1套 Ni5 12300Kg</p><p>　　j)窄盲篦板(前左) 1套 Ni12 566.4Kg</p><p>　　k)窄盲篦板(前右) 1套 Ni12 566.4Kg</p><p>　　l)窄盲篦板(后左) 1套 Ni5 367.5Kg</p><p>　　m)窄盲篦板(后右) 1套 Ni5 367.5Kg

23、</p><p>　　n) 高溫區(qū)盲板 1套 Ni12 1605.6Kg</p><p>　　o) 低溫區(qū)盲板 1套 Ni5 912Kg</p><p>　　p) 邊板 1套 Ni9 57.2Kg</p><p>　　引進(jìn)國(guó)外的10000T/D生產(chǎn)線耐熱鋼年消耗量約151噸(不包含耙釘螺栓等)

24、,其中:</p><p>　　1.預(yù)熱器:(計(jì)49.86噸)</p><p>　　a)C2內(nèi)筒 2套 Ni9板材 7714Kg</p><p>　　b)C3內(nèi)筒 2套 Ni12 12614Kg</p><p>　　c)C4內(nèi)筒 2套 Ni20 13426Kg</p><p>

25、;　　d)C5內(nèi)筒 2套 Ni20 13426Kg</p><p>　　e)C1 C2鎖風(fēng)閥 8套 Ni12 785.6Kg</p><p>　　f)C3鎖風(fēng)閥 2套 Ni12 350.4Kg</p><p>　　g)C4 C5鎖風(fēng)閥 6套 Ni12 1213.2Kg</p><p>　　h)C4 C

26、5分料閥 2套 Ni12 330.4Kg</p><p>　　2.窯系統(tǒng):(計(jì)10.377噸) </p><p>　　a)舌形板 1套 Ni20 1110Kg</p><p>　　b)窯口護(hù)鐵I 1套 Ni20 3840Kg</p><p>　　c)窯口護(hù)鐵II 1套 Ni20 680Kg<

27、;/p><p>　　d)窯尾護(hù)鐵 1套 Ni20 1920Kg</p><p>　　e)三次風(fēng)管閘板閥 2套 Ni20板 1440Kg</p><p>　　f)擋磚圈 1套 Ni20 924Kg</p><p>　　g)噴嘴 1套 Ni20 463Kg</p><p>　　3.篦

28、冷機(jī):(計(jì)90.543噸)</p><p>　　a)915篦板 1套 Ni20 846Kg</p><p>　　b)920篦板 1套 Ni20 384Kg</p><p>　　c)957篦板 1套 Ni20 3002Kg</p><p>　　d)981篦板 1套 Ni20 7104Kg&

29、lt;/p><p>　　e)982篦板 1套 Ni20 11466Kg</p><p>　　f)984篦板 1套 Ni20 3920Kg</p><p>　　g)992篦板 1套 Ni20 861Kg</p><p>　　h)994篦板 1套 Ni20 483Kg</p><

30、;p>　　i)751篦板 1套 Ni20 12348Kg</p><p>　　j)753篦板 1套 Ni20 850Kg</p><p>　　k)755篦板 1套 Ni20 11584Kg</p><p>　　l)865篦板 1套 Ni20 629Kg</p><p>　　m

31、)866篦板 1套 Ni20 833Kg</p><p>　　n)480篦板 1套 Ni12 340Kg</p><p>　　o)861篦板 1套 Ni12 136Kg</p><p>　　p)高溫區(qū)護(hù)板 1套 Ni20 4816Kg</p><p>　　q)低溫區(qū)護(hù)板 1套 N

32、i12 114.8Kg</p><p>　　r)側(cè)護(hù)板支架 1套 Ni20 6219.8Kg</p><p>　　s)密封板 1套 Ni20 540Kg</p><p>　　t)密封條 1套 Ni20 234Kg</p><p>　　u)耐磨套 1套 Ni12

33、 20160Kg</p><p>　　v)耐磨片 1套 Ni20 1880Kg</p><p>　　w)側(cè)板耐磨片 1套 Ni20 532Kg</p><p>　　x)空氣炮嘴 1套 Ni20 1260Kg</p><p>　　耐熱鋼件的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用狀況</p>&l

34、t;p><b>　　國(guó)外耐熱鋼發(fā)展簡(jiǎn)史</b></p><p><b>　　我國(guó)耐熱鋼發(fā)展歷程</b></p><p>　　耐熱鋼的合金強(qiáng)化機(jī)理</p><p><b>　　國(guó)外耐熱鋼發(fā)展簡(jiǎn)史</b></p><p>　　上個(gè)世紀(jì)二十年代末期，英美國(guó)家開始有 人將少

35、量鈦和鋁加入到鎳鉻合金中，使原有合金 具有顯著的蠕變強(qiáng)化作用，不過，這種發(fā)現(xiàn)并未引起人們的廣泛關(guān)注，到了1937年德國(guó)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)問世， 1939年英國(guó)也相繼出來瓦特渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，然而，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件特別是渦輪葉片對(duì)材料的耐高溫性和應(yīng)力承受能力具有很高要求，這就迫使人們加快了對(duì)各種新型耐熱鋼材料的開發(fā)和研制，性能優(yōu)越NI80合金就含有適量的鋁和鈦。到了上個(gè)世紀(jì)四十年代，人們開始在合金中又添加硼、鋯、鈷、鉬等合金元素，相繼開發(fā)了N

36、I80A、NI90等耐熱鋼材料。 </p><p>　　我國(guó)耐熱鋼發(fā)展歷程和國(guó)外一樣，航空噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的需要也是我國(guó)高溫合金即耐熱鋼發(fā)展的動(dòng)力。 1956年,撫順鋼廠、鞍山鋼鐵公司開始為WP-5發(fā)動(dòng)機(jī)研制耐熱鋼火焰筒，相繼推出GH3030， GH4033，K412等耐熱鋼材料。由于我國(guó)資源缺鎳少鈷，鐵基高溫合金的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用成為六七十年代一道絢麗的風(fēng)景線。至70年代初，研制生產(chǎn)的鐵基高溫合金的耐熱鋼已達(dá)

37、33個(gè)，目前已被廣泛應(yīng)用的有GH1140、GH2135、GH35A及K213等耐熱鋼材料。</p><p>　　耐熱鋼的合金強(qiáng)化機(jī)理耐熱鋼是以鎳、鐵或者鈷作為基體元素，溶入多種合金元素而成的具有穩(wěn)定面心立方奧氏體結(jié)構(gòu)的高溫合金。鎳基高溫合金的基體元素是鎳，鐵基高溫合金的基體元素是鐵，鈷基高溫合金的基體元素是鈷。鎳沒有同素異形結(jié)構(gòu)，常溫和高溫都為面心立方結(jié)構(gòu)，即奧氏體結(jié)構(gòu)，而鐵、鈷在高溫時(shí)具有面心立方結(jié)構(gòu)，在室溫下

38、分別為體心立方和密排六方結(jié)構(gòu)。因此，要想得到相對(duì)穩(wěn)定的鐵基、鈷基奧氏體結(jié)構(gòu)高溫合金，通常需要加入一定數(shù)量的鎳和鉻，以便獲得較高的化學(xué)穩(wěn)定性和抗氧化耐蝕性，在鐵基高溫合金中加入少量鈷，還能使合金具有更好的抗熱腐蝕性。</p><p>　　1)耐熱鋼的固溶強(qiáng)化</p><p>　　固溶強(qiáng)化是指將一些合金元素加入到以鎳、鐵或者鈷作為基體元素的高溫合金中，使之形成合金化的單相奧氏體,從而使基體結(jié)構(gòu)

39、得到的一種強(qiáng)化。無論是均勻分布于基體的或非均勻分布于基體的溶質(zhì)原子都有強(qiáng)化作用。固溶強(qiáng)化的效果大致取決于下列幾個(gè)因素：</p><p>　　a.均勻分布于基體的溶質(zhì)原子由于原子尺寸大小的不同,會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)程內(nèi)應(yīng)力場(chǎng),增加位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力,因而,隨著溶質(zhì)原子濃度及錯(cuò)配度的增加,溶質(zhì)原子的固溶強(qiáng)化程度會(huì)相應(yīng)提高。</p><p>　　b.由于均勻分布于基體的溶質(zhì)原子與溶劑原子的彈性模量存在很大差別,在

40、很大程度上會(huì)改變?nèi)苜|(zhì)原子處的位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)的彈性能大小,造成單位濃度溶質(zhì)引起的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)切應(yīng)力的變化,從而改變固溶強(qiáng)化的作用程度。</p><p>　　c. 分布于基體的溶質(zhì)原子與溶劑原子的相互填充構(gòu)筑成的晶體結(jié)構(gòu),其金屬導(dǎo)電電子將會(huì)從受壓縮區(qū)域流向受拉伸區(qū)域，產(chǎn)生電偶極子。從而出現(xiàn)一個(gè)短程的靜電交互作用，引起溶質(zhì)原子在基體上的非均勻分布，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增加，達(dá)到進(jìn)一步增強(qiáng)固溶強(qiáng)化作用的效果。</p>&

41、lt;p>　　d. 化學(xué)交互作用引起的非均勻分布固溶強(qiáng)化。由于面心立方金屬基體存在層錯(cuò)，而溶質(zhì)原子在層錯(cuò)處的平衡濃度會(huì)不同，這種不均勻分布就會(huì)導(dǎo)致位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力的增加，使固溶強(qiáng)化作用得到增強(qiáng)。雖然這種強(qiáng)化作用的效果不比體心立方金屬中因彈性交互作用得到的強(qiáng)化作用明顯，但其對(duì)高溫強(qiáng)度強(qiáng)度來說，它的作用更大，穩(wěn)定性更高。</p><p>　　e. 短程有序原子分布引起的固溶強(qiáng)化。當(dāng)溶質(zhì)原子數(shù)量較多，并且異類原子之間

42、的作用能不同于同類原子時(shí)，固溶體可能出現(xiàn)一定程度的短程有序。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)通過有序區(qū)時(shí)，由于全部或者部分破壞了原子有序關(guān)系，導(dǎo)致位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力的增加，從而增加了固溶強(qiáng)化作用。這種強(qiáng)化機(jī)制對(duì)高溫強(qiáng)度的影響尤其顯得特別重要。</p><p>　　2)耐熱鋼的第二相強(qiáng)化</p><p>　　高溫合金主要依賴于第二相強(qiáng)化。它又分為時(shí)效析出沉淀強(qiáng)化、鑄造第二相骨架強(qiáng)化和彌 散質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)化等。第二相質(zhì)點(diǎn)與位錯(cuò)的

43、交互作用是合金第二相強(qiáng)化的本質(zhì)。這些交互作用可概括為各種強(qiáng)化機(jī)制的疊加。在這種情況下，對(duì)共格強(qiáng)化、表面強(qiáng)化、層錯(cuò)強(qiáng)化、模量強(qiáng)化、反向疇有序強(qiáng)化、硬質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)化等強(qiáng)化機(jī)制，可以用加和性原理來估計(jì)總的效應(yīng)。隨著溫度的升高，特別是在蠕變條件下，交滑移及攀移的機(jī)制更容易起作用，在這種情況下，合金元素的擴(kuò)散往往成為控制變形速率的因素。因此固溶體基體的強(qiáng)化將仍然起重要作用，通過合金化降低基體元素自擴(kuò)散能力與得到適當(dāng)?shù)牡诙鄰?qiáng)化配合（增大體積百分?jǐn)?shù)使第二

44、相質(zhì)點(diǎn)變大，同時(shí)間距變小），可以得到很好的高溫強(qiáng)化效果。</p><p>　　對(duì)于以碳化物析出沉淀硬化的鐵基高溫合金，由于碳化物硬而脆的本質(zhì)及其非共格析出特點(diǎn)，其強(qiáng)化作用有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1）低溫下位錯(cuò)以繞過質(zhì)點(diǎn)機(jī)制方式，在質(zhì)點(diǎn)周圍留下一個(gè)位錯(cuò)環(huán)，然后通過碳化物第二相。高溫蠕變條件下，位錯(cuò)攀移機(jī)制起重要作用，位錯(cuò)切割碳化物是非常困難的。</p><p&g

45、t;　　2）在碳化物強(qiáng)化的鐵基高溫合金中，VC型碳化物具有強(qiáng)時(shí)效硬化能力，M23C6型及NbC型碳化物次之。</p><p>　　3）增加碳化物數(shù)量及彌散度有利于提高強(qiáng)化效果，但過分高的碳飽和度往往有利于形成大塊碳化物（共晶及二次析出），引起脆性。一般碳化物總量不能太大，因此強(qiáng)化程度是有限制的。</p><p>　　4）強(qiáng)化基體，減小元素的擴(kuò)散能力，這對(duì)于較易聚集長(zhǎng)大的碳化物相來說是至關(guān)重

46、要的。</p><p>　　對(duì)于彌散強(qiáng)化的高溫合金，主要是用氧化物或其他與基體固溶體不起作用的第二相強(qiáng)化。其強(qiáng)化的特點(diǎn)主要有：</p><p>　　1）強(qiáng)化機(jī)制是繞過質(zhì)點(diǎn)機(jī)制方式。可以通過控制氧化物等質(zhì)點(diǎn)彌散，細(xì)度與數(shù)量，而保證一定數(shù)量的彌散相，達(dá)到最大強(qiáng)化效應(yīng)。</p><p>　　2）氧化物等第二相質(zhì)點(diǎn)非常穩(wěn)定，能保證在教高溫度下具有很高的高溫強(qiáng)度。</p

47、><p>　　3）極細(xì)小彌散的氧化物質(zhì)點(diǎn)可以存在于基體及析出奧氏體相之中，這時(shí)位錯(cuò)除切割析出奧氏體相外，還可能被氧化物質(zhì)點(diǎn)釘扎，使合金本身達(dá)到彌散強(qiáng)化的效果。</p><p>　　4）彌散強(qiáng)化合金有平坦的蠕變曲線，蠕變速率方程中應(yīng)力指數(shù)值很大，這是彌散質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)化的特點(diǎn)，與彌散質(zhì)點(diǎn)的彌散性及穩(wěn)定性相關(guān)。</p><p>　　耐熱鋼鑄件第二相析出特點(diǎn)在于凝固結(jié)晶的偏析造成的枝

48、晶干和枝晶間的析出不均勻性，造成枝晶內(nèi)析出奧氏體較稀，枝晶邊緣析出奧氏體較密。當(dāng)元素出現(xiàn)嚴(yán)重偏析還會(huì)生成枝晶間及晶界共晶相。碳化物強(qiáng)化的鐵基鑄造合金中，碳化物在枝晶界及晶界上形成骨架，這些加劇了晶界及枝晶間區(qū)的形變阻力，這是一般耐熱鋼鑄件高溫蠕變性能比變形態(tài)（相同合金）好的重要原因之一。當(dāng)然耐熱鋼鑄件晶粒較大也是一個(gè)重要原因。</p><p>　　3)耐熱鋼的晶界強(qiáng)化</p><p>　　

49、耐熱鋼在高溫狀態(tài)下產(chǎn)生形變總是不可避免的，此時(shí)合金晶界區(qū)的原子排列規(guī)則性最容易被破壞，各種晶體的 晶界或相界處將出現(xiàn)微小裂紋或孔洞，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的作用很 容易使其產(chǎn)生滑動(dòng)或偏移。因此，強(qiáng)化晶界對(duì)提高耐熱鋼的持久強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度是非常有效的。耐熱鋼的晶界強(qiáng)化手段主要有三種：</p><p>　　a.降低有害雜質(zhì)含量，提高合金純潔度。耐熱鋼內(nèi)有害雜質(zhì)元素往往是低熔點(diǎn)的，并與基體元素生成低熔點(diǎn)的化合物或共晶體，使合金

50、的熱加工性及高溫力學(xué)性能顯著降低。只要嚴(yán)格控制氮、氧、氫等氣體含量，有效降低硫、磷等雜質(zhì)含量，就能使合金的機(jī)械性能得到明顯提高。</p><p>　　b.有益的微合金化元素，主要包括稀土元素，鎂、鈣、鋇、硼、鋯及鉿等元素。這些元素往往通過凈化合金及微合金化兩個(gè)方面來改善合金。稀土元素和堿土元素等，對(duì)氣體元素，硫、磷等有害雜質(zhì)元素有很強(qiáng)的親和力，形成難熔化合物，在鑄造過程中能作為純凈劑去除氣體及雜質(zhì)。同時(shí)，有些有益

51、元素還可以偏析于晶界，改善晶界組織，起到強(qiáng)化晶界的微合金化作用。</p><p>　　c.晶界控制得當(dāng)是提高耐熱鋼高溫強(qiáng)度的最有效途經(jīng)。晶粒的大小會(huì)直接影響到耐熱鋼在高溫條件下的抗拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度及蠕變速率。對(duì)于一定厚度比的耐熱鋼鑄件，晶粒在2~7mm之間，都能獲得較相似的機(jī)械性能，這些規(guī)律對(duì)鑄造薄壁鑄件特別重要。除晶粒大小外，晶界的平直與彎曲對(duì)蠕變性能也會(huì)產(chǎn)生重要影響。對(duì)于許多奧氏體鐵基高溫合金，晶界

52、彎曲能夠阻礙晶界滑動(dòng)及楔形晶界裂紋的形成，同時(shí)阻止沿晶裂紋（孔洞）的連接，從而有效地降低蠕變變形，耐熱鋼的高溫瞬時(shí)性能更能得到提高。另外，消除橫向（與外應(yīng)力垂直的方向）晶界能非常有效地提高耐熱鋼的高溫強(qiáng)度。橫向晶界，甚至樹枝晶界，總是裂紋優(yōu)先形核與擴(kuò)展的地點(diǎn)。所以消滅橫向晶界將會(huì)推遲蠕變裂紋的形成與擴(kuò)展。進(jìn)一步改善澆鑄工藝，甚至可以消滅晶界得到單晶合金，大大提高耐熱鋼的各項(xiàng)性能。</p><p>　　超強(qiáng)型耐熱鋼

53、研制的關(guān)鍵技術(shù)及在水泥行業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　超強(qiáng)型耐熱鋼的關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　超強(qiáng)型耐熱鋼的發(fā)展?jié)撃芗吧鐣?huì)效益</p><p>　　超強(qiáng)型耐熱鋼在水泥行業(yè)應(yīng)用中所發(fā)揮的作用</p><p>　　超強(qiáng)型耐熱鋼的關(guān)鍵技術(shù)</p><p>　　超強(qiáng)型耐熱鋼除了鐵基鉻、鎳合金成分外，主要靠多元合金元素各自

54、充分發(fā)揮其固溶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化及晶界強(qiáng)化作用。有關(guān)發(fā)明專利配方不便細(xì)述，但其關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1.根據(jù)鐵基合金的電子空位數(shù)與σ相析出關(guān)系，推算超強(qiáng)型耐熱鋼出現(xiàn)TCP相（主要是σ相）的邊緣配比。TCP相是高溫合金中的主要微量相，對(duì)性能有重要影響。超強(qiáng)型耐熱鋼合金中添加的鎢、錳、鉬含量及碳化物只要控制得當(dāng)，完全可以有效地防止TCP相的析出。</p><p>　　2.

55、超強(qiáng)型耐熱鋼的化學(xué)穩(wěn)定性及表面強(qiáng)韌化。通常鐵基高溫合金的抗氧化能力都依賴于Cr2O3氧化膜的形成， Cr2O3是高溫下唯一的熱力學(xué)穩(wěn)定的固相的氧化物，高溫合金通常同時(shí)含有鉻和鋁，兩者協(xié)同作用，抗氧化的改善非常明顯。高溫合金除鉻和鋁外，添加少量硅，在內(nèi)層形成SiO2 ，可以循環(huán)氧化抗力，使之達(dá)到鋁化物涂層的抗氧化效果。添加微量鉿和鋯，可以進(jìn)一步改善氧化膜的結(jié)合力。加入少量鈦和鉭，對(duì)耐熱鋼鑄件的抗熱腐蝕性能有良好影響，通常沒有有害影響。超強(qiáng)

56、型耐熱鋼主要就是綜合以上因素合理配制的一種高溫合金。這種合金具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性、表面強(qiáng)韌性和抗熱腐蝕性。</p><p>　　3.超強(qiáng)型耐熱鋼在后期加工過程中至少進(jìn)行兩次噴丸處理，打磨和機(jī)加工所引起的表面加工硬化、粗糙和殘余應(yīng)力等表面不完整對(duì)高溫合金的耐蝕性和疲勞強(qiáng)度必然要產(chǎn)生不利影響，噴丸處理是解決這一問題的傳統(tǒng)而有效的方法。</p><p>　　4.超強(qiáng)型耐熱鋼系列中，有的為了達(dá)到耐

57、更高溫度（1300~1400℃)，還需加入少量稀土元素釔、鑭、鈰。這些元素的氧化物比基體氧化膜更穩(wěn)定，這些活性元素不但可以顯著改善鐵基合金的抗氧化性，還能夠?qū)辖鸹w起到凈化晶界，細(xì)化晶粒，改變碳化物形狀和分布的作用，最終達(dá)到提高耐熱鋼在高溫狀態(tài)下的硬度和沖擊韌性，改善耐磨性能的目的。</p><p>　　超強(qiáng)型耐熱鋼的發(fā)展?jié)撃芗吧鐣?huì)效益</p><p>　　據(jù)國(guó)際不銹鋼論壇（ISSF）今

58、年3月12日發(fā)布的初步數(shù)據(jù)顯示 ，我國(guó)2008年不銹鋼和耐熱鋼的產(chǎn)量約694.3萬噸，占世界不銹鋼總產(chǎn)量的27％。國(guó)家統(tǒng)計(jì)局最新數(shù)據(jù)顯示,今年1-3月份累計(jì)水泥產(chǎn)量28,049.19萬噸，按日產(chǎn)5000噸水泥生產(chǎn)線年消耗耐熱鋼100噸推算，僅僅水泥行業(yè)每年耐熱鋼需求量就超過60萬噸。而目前全國(guó)耐熱鋼鑄件所占比例不到不銹鋼總量的10％，即年產(chǎn)不到70萬噸。事實(shí)上電力、冶金、石油化工、熱處理、玻璃等等，所有這些民用行業(yè)對(duì)耐熱鋼都有很大需求。

59、由此看來，我國(guó)最近十年耐熱鋼的產(chǎn)能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。</p><p>　　我國(guó)的資源狀況歷來缺鎳少鈷，通常 耐高溫程度要求很高的鐵基耐熱鋼鑄件必須 具備足夠含量的鉻和鎳合金。在2006~2008年，鎳板價(jià)格一路攀升，生產(chǎn)成本的劇增，最終加大了企業(yè)成本。超強(qiáng)型耐熱鋼就是這樣的市場(chǎng)需求中研制開發(fā)出來的抗高溫氧化、耐高溫腐蝕、抗蠕變等各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)過硬的，完全能夠替代當(dāng)前高鎳鐵基耐熱鋼的新型材料。該產(chǎn)品的

60、研制既符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，又能節(jié)約鎳資源，市場(chǎng)前景巨大。</p><p>　　超強(qiáng)型耐熱鋼在水泥行業(yè)應(yīng)用中所發(fā)揮的作用</p><p>　　目前水泥行業(yè)的新型干法生產(chǎn)線熟料煅燒的全過程幾乎離不開耐熱鋼件。前面已提到的，如懸浮預(yù)熱器內(nèi)筒組件、撒料板、翻板閥、窯頭窯尾護(hù)鐵、下料舌、回料勺、三次風(fēng)閘板、篦冷機(jī)篦板、盲板等等，大致算下來，一條2500噸生產(chǎn)線每年消耗耐熱鋼不下50噸，一條500

61、0噸生產(chǎn)線每年消耗耐熱鋼不下100噸，一條10000噸生產(chǎn)線每年消耗耐熱鋼150多噸。</p><p>　　我公司在近幾年的耐熱鋼生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷探索與創(chuàng)新，2005年終于開發(fā)出自己的專利產(chǎn)品（專利號(hào)ZL4.3）超強(qiáng)型耐熱鋼。該產(chǎn)品已經(jīng)在好多水泥廠推廣使用，用戶普遍反映較好，ZG-HXD-01材質(zhì)與ZG40Cr25Ni20材質(zhì)比較,前者使用壽命是后者的兩倍以上，耐高溫程度可比后者提高200~300℃，而成本比后者