一种用于步进式加热炉的耐高温、长寿命滑块,所述底座上设有螺栓通孔,复合陶瓷组件上设有与螺栓通孔对应的螺栓孔,底座与复合陶瓷组件通过耐热螺栓连接。与现有技术相比,本实用新型专利技术采用特殊的耐热滑块结构和材质替代金属5‑Cr25Ni20Si2和Co22作为耐热滑块在加热炉上应用,表现出了耐磨损、耐高温、抗氧化、能抵抗机械载负荷和滑动摩擦和抗热震性能好的优良性能,并且还能够消除“黑印”,提高轧钢成品率,降低了滑块使用成本。
【技术实现步骤摘要】
一种用于步进式加热炉的耐高温、长寿命滑块
本技术属于复合结构陶瓷制备方法及这一
,特别属于用于步进式加热炉的耐高温、长寿命滑块及其制备方法这一
技术介绍
由于现代社会的发展,国防、汽车、造船等工业用大型宽厚板的需求增加,轧钢加热炉是钢铁企业轧钢生产及产品加工的重要设备,而加热炉滑块作为轧钢加热炉的关键部件,长期处于高温、高磨损、氧化、腐蚀等恶劣工况,因此对加热炉滑块的材质和结构要求比较严格。轧钢加热炉通常使用高炉、焦炉混合煤气做为燃料,加热炉内设有若干个水冷管横梁,采用无缝钢管制作,梁上面镶嵌有间隔布置的金属耐热滑块。通常使用的金属耐热滑块材料为5-Cr25Ni20Si2和Co22。加热时,因为炉内温度为1250-1350℃,金属耐热滑块直接与水冷管连接,环境非常恶劣,导致各种不良问题产生。具体来说,主要表现为:一、传统的加热炉滑块一般都是金属材质,因为金属耐热滑块的导热系数高,一般为40~60W/m.K,高温钢坯与金属耐热滑块接触部分温度比其它部分低而形成“黑印”,这种水印导致钢坯温度不均匀,局部硬度高,进轧制机进行轧制时,容易产生尺寸偏差和内部缺陷,使废品率升高。二、传统的加热炉滑块在1300℃的高温使用温度下,金属材料在长期工作后,抗蠕变强度降低,同时抗氧化和抗侵蚀性能也会降低,使用寿命大大下降。三、传统的加热炉滑块,使用使用Ni和Co的合金,一般为进口材料,成本比较高。虽然现有技术已经对传统加热炉滑块进行了改进,如在上下合金滑块之间涂覆耐高温绝热涂料,但是此方案“黑印”改善不明显、并且继承了传统加热炉滑块所有缺陷。也有采用金属复合陶瓷(公开号:CN101063187A)、乃至赛龙复合陶瓷(公开号:CN1951872A)作为加热炉滑块的,但由于陶瓷原料选择的不合理以及工艺落后,依然存在普通复合陶瓷耐压强度、热态抗弯强度不高,在长期工作后抗氧化和抗侵蚀性能降低,使用寿命短等问题;此外,合金复合陶瓷滑块还存在导热系数高等诸多问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决传统的加热炉滑块成本高、导热系数高、抗蠕变强度低,抗氧化和抗侵蚀性能低等技术问题。本专利技术所要解决的另一个技术问题是普通复合陶瓷耐压强度、热态抗弯强度不高,长期工作后抗氧化和抗侵蚀性能降低。本专利技术解决技术问题的技术方案是:一种用于步进式加热炉的耐高温、长寿命滑块,其特征是所述滑块由底座、复合陶瓷组件连接组合而成,所述底座为U字型,底座底部上设有散热水箱,散热水箱上设有隔热垫,隔热垫上设有复合陶瓷组件,所述底座U字型构造将方形复合陶瓷组件半包围住,底座底部与步进式加热炉的水冷管横梁连接。作为优选,所述散热水箱为方盒状箱体构造。作为优选,所述复合陶瓷组件内部为蜂窝巢形状。作为优选,所述底座底部、散热水箱、隔热垫上设有螺栓通孔,复合陶瓷组件上设有与螺栓通孔对应的螺栓孔,所述底座、散热水箱、隔热垫与复合陶瓷组件通过耐热螺栓螺纹连接。作为优选,所述复合陶瓷组件主要由包括以下组分按重量比配制而成:Al2O385~99份、TiC1~10份、WO31~5份、Y2O3添加剂1~8份、BeO0.1~0.2份。作为优选,所述复合陶瓷主要由以下陶瓷粉料按重量比烧结而成:Al2O393~97份、TiC6~10份、WO31~2份、亚纳米级Y2O3添加剂4~7份、BeO0.1~0.2份。作为优选,所述的复合陶瓷的生产工艺为:A.精确称量各组分,将各组分依次装入球磨机,加入陶瓷粉料总重量0.9~1.2倍重量的液态湿混剂,球磨直至粉料直径为2~4um后,将料浆进行真空干燥去除液态湿混剂,得到粉料,将粉料破碎、过筛,保存备用;B.将制好的粉料装入滑块上层的模具中,采用等静压加压成型,其压力为150~180MPa,对成型后的陶瓷件进行粗加工,加工后的半成品放入高温炉中进行烧结,使用中性的充氮气保护进行烧结,从室温逐渐升温1580℃保温烧成,然后随炉冷却;C.将烧结好的复合陶瓷组件进行后期处理,然后制品进行三维定位测量,并对制品进行精加工,精加工的复合陶瓷组件即得成品。作为优选,所述液态湿混剂为无水乙醇、无水甲醇中的一种。作为优选,所述的充氮气保护进行烧结的过程为:从室温升到1400℃,升温速度50℃/分钟,在1400℃保温2~2.5小时;然后从1400℃升到1550~1600℃:升温速度25℃/分钟,在1550~1600℃保温2.5-3小时。本专利技术复合陶瓷组件由Al2O3-TiC-WO3-Y2O3-BeO复合陶瓷材料制成,具有强度高、耐热性和硬度、抗氧化和抗侵蚀性能等优良性质。根据轧钢加热炉用耐热滑块的使用条件,底座、复合陶瓷组合连接增强了复合陶瓷组件的稳定性和耐冲击性能。具有较高的低、高温强度,较低的热膨胀系数和导热率,优良的抗热震稳定性、抗氧化性及抗渣性,既保证了高温下的稳定性,又对钢坯局部温度影响又小。本专利技术添加了亚纳米级Y2O3,粒度20-200nm,在烧制过程中,亚纳米级Y2O3进入Al2O3晶格中,有Al2O3在低温下被充分烧结,使得制品显气孔率下降明显,从而提高了常温、高温强度,同时对热震性能有所改善。与现有技术相比,本专利技术采用特殊的耐热滑块结构和陶瓷材质替代金属5-Cr25Ni20Si2和Co22作为耐热滑块在加热炉上应用,表现出了耐磨损、耐高温、抗氧化、能抵抗机械载负荷和滑动摩擦和抗热震性能好的优良性能,并且还能够消除“黑印”,提高轧钢成品率,降低了滑块使用成本;在Al2O3复合陶瓷添加了TiC、WO3、Y2O3、BeOY2O3,使Al2O3复合陶瓷材料的性能大幅度提高,使材料具有更好的抗热震稳定性、韧性,特别是耐压强度和高温抗折强度大幅度提升。附图说明图1是本技术的底座、复合陶瓷组件结构示意图;图2是本技术的装配图;图3是本技术的剖面结构示意图。图4是本技术的使用状态参考图。具体实施方式下面结合具体实施方式,对本技术的技术方案作进一步具体的说明。如图1、2、3所示,用于步进式加热炉的耐高温、长寿命滑块由底座2、复合陶瓷组件1连接组合而成,底座2为U字型,底座底部上设有散热水箱22,散热水箱22上设有隔热垫21,隔热垫21上设有复合陶瓷组件,其中散热水箱22为方盒状箱体构造,可以加强散热。底座2底部与步进式加热炉的水冷管横梁3焊接在一起。复合陶瓷组件内部为蜂窝巢15形状,这种形状可以更好地隔绝高温、降低重量。U字型底座构造将方形复合陶瓷组件1半包围住,底座、散热水箱22、隔热垫21上均设有螺栓通孔10,复合陶瓷组件上设有与螺栓通孔对应的螺栓孔11,螺栓通孔10与螺栓孔11内穿过耐热螺栓12,耐热螺栓12将底座2、散热水箱22、隔热垫21与复合陶瓷组件螺纹连接固定。实施例一:该用于步进式加热炉的耐高温、长寿命滑块的制备方法包括以下步骤:A.将Al2O395份、TiC6份、WO31份、Y2O3稀土复合添加剂4份、BeO0.1份、液态湿混剂(可以采用无水乙醇、无水甲醇等有机醇类)95.5份依次装入球磨机,球磨72h,直至粉料直径为2~4um后,将料浆进行真空干燥去除无水乙醇,得到粉料,将粉料破碎、过筛,保存备用;B.将制好的粉料装入滑块上层的模具中,采用等静压加压成型,其压力为150MPa,对成型后的陶瓷件进行粗加工,加工本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于步进式加热炉的耐高温、长寿命滑块,其特征是所述滑块由底座、复合陶瓷组件连接组合而成,所述底座为U字型,底座底部上设有散热水箱,散热水箱上设有隔热垫,隔热垫上设有复合陶瓷组件,所述底座U字型构造将方形复合陶瓷组件半包围住,底座底部与步进式加热炉的水冷管横梁连接。
【技术特征摘要】
1.一种用于步进式加热炉的耐高温、长寿命滑块,其特征是所述滑块由底座、复合陶瓷组件连接组合而成,所述底座为U字型,底座底部上设有散热水箱,散热水箱上设有隔热垫,隔热垫上设有复合陶瓷组件,所述底座U字型构造将方形复合陶瓷组件半包围住,底座底部与步进式加热炉的水冷管横梁连接。2.根据权利要求1所述的一种用于步进式加热炉的耐高温、长寿命滑块,其特征在于所述散热...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨晓波,吴道君,李军营,周守洪,皮镜,
申请(专利权)人:湖北神雾热能技术有限公司,
类型:新型
国别省市:湖北,42
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