【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于转底炉耐磨材料，特别是涉及一种转底炉叶片用高温耐磨材料及转底炉叶片的制备方法。
技术介绍
1、转底炉煤基直接还原技术是近30年发展起来的炼铁新工艺，可有效解决钢铁厂中废弃含铁粉尘的回收利用难题。这一技术是将废弃粉尘与煤粉混合、制团后送进转底炉内，然后经过1200~1350℃的高温还原后得到金属化球团，再由连续转动的螺旋叶片将球团排出。在转底炉整个工作过程中，螺旋叶片直接与炉膛内的金属化球团相接触，长期处于恶劣的高温摩擦磨损工况中，因而叶片磨损状况十分严重；当叶片磨损到一定程度后，由于出料不完全导致炉料板结，进而还会加剧叶片的磨损。中国专利公开号cn217844751u公开了一种转底炉螺旋出料机用耐高温螺旋叶片及出料装置和出料机，其中指出，叶片端部磨损超过1/3后即整体下线报废，其使用寿命一般在1~4个月，最长不过6个月。
2、目前，国内绝大多数转底炉螺旋叶片材料采用高镍高铬的耐热钢，这种材料的组织为奥氏体，具有一定的塑韧性和耐高温能力，但是强度、硬度较差，难以抵抗高压应力、高磨损的恶劣工况，而且价格十分昂贵，不利于生产成本的降低。此外，还存在少量的金属陶瓷复合材料叶片和端部堆焊耐磨层叶片，这两种叶片成型工艺均比较复杂且存在各自的弊端，如金属陶瓷复合材料叶片的韧性较差，容易出现叶片断裂情况；端部堆焊耐磨层叶片存在内应力、气孔等不可避免缺陷，使用效果也欠佳。
3、因此，针对上述情况，亟需开发一款新材料，以从根本上解决转底炉螺旋叶片高温耐磨性差、使用寿命短的问题。
技术
1、为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种转底炉叶片用高温耐磨材料及转底炉叶片的制备方法，本专利技术制备的转底炉叶片用高温耐磨材料可以有效地解决转底炉叶片磨损过快、需要频繁更换的难题。
2、本专利技术是这样实现的：
3、一种转底炉叶片用高温耐磨材料，按照质量百分比计，包含如下组成成分：c：1.25~1.55%，si：5.6~6.8%，mn：1.2~1.5%，cr：8.5~10.5%，ni：22~25%，co：5.2~7.2%，mo：0.5~1%，w：3.8~5.5%，ta：1.5~2.8%，al：5.3~5.9%，ti：0.08~0.14%，y：0.01~0.03%，s：≤0.035%，p：≤0.035%，其余为fe和其他不可避免的杂质。
4、优选的，按照质量百分比计，包含如下组成成分：c：1.3~1.55%，si：5.8~6.6%，mn：1.3~1.5%，cr：8.8~10.5%，ni：23~25%，co：5.2~6.8%，mo：0.5~0.8%，w：4.0~5.5%，ta：1.7~2.8%，al：5.4~5.8%，ti：0.08~0.1%，y：0.02~0.03%，s：≤0.035%，p：≤0.035%，其余为fe和其他不可避免的杂质。
5、更优选的，按照质量百分比计，包含如下组成成分：c：1.35~1.5%，si：5.9~6.4%，mn：1.38~1.5%，cr：9.0~10.2%，ni：23.5~25%，co：5.4~6.6%，mo：0.6~0.7%，w：4.3~5.4%，ta：2.2~2.6%，al：5.5~5.8%，ti：0.09~0.1%，y：0.02~0.03%，s：≤0.035%，p：≤0.035%，其余为fe和其他不可避免的杂质。
6、最优选的，按照质量百分比计，包含如下组成成分：c：1.45%，si：6.3%，mn：1.42%，cr：10%，ni：24%，co：6.5%，mo：0.68%，w：5.2%，ta：2.5%，al：5.7%，ti：0.1%，y：0.01%，s：≤0.035%，p：≤0.035%，其余为fe和其他不可避免的杂质。
7、上述转底炉叶片的制备方法，包括如下步骤：
8、步骤一，配料
9、按照上述各组分目标含量对钢、低碳铬铁、高碳铬铁、硅铁、锰铁、钼铁、钨铁、镍板、铝板、海绵钛、钽粉、钴粉、稀土原料进行称重；
10、步骤二，真空感应熔炼
11、s21、填料：将硅铁、镍板、低碳铬铁、高碳铬铁原料加入熔炼炉中，先抽真空再通入氩气；
12、s22、熔炼：送电熔化，形成熔池后再加入钢、钼铁、钨铁、铝板、海绵钛、钽粉、钴粉、稀土，熔炼温度为1630~1680℃，至所有原料全部熔化；
13、s23、脱氧：熔炼完成后，向钢液中加入硅铁和锰铁进行脱氧，保温10~20min；
14、s24、电磁除渣：关闭熔炼磁场，之后开启除渣磁场，利用液态金属与熔渣的导电性差，在电磁场作用下实现熔渣与液态金属的分离，从而除去熔渣，除渣时间为5~8min；
15、步骤三，浇注
16、钢液温度降至1550~1580℃后浇入铸型，得到铸态叶片；
17、步骤四，热处理
18、s41、淬火处理：将铸态叶片加热至900~950℃保温2~4h，然后再将其升温至1100~1180℃保温3~5h，之后油冷至室温；
19、s42、回火处理：将淬火处理后的叶片升温至850~870℃保温24~36h，之后空冷至室温，即得到析出相弥散强化的转底炉叶片。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术通过ni、al、w、cr等元素的合理运用以及分段保温的热处理制度，得到了以ni3al相为基、碳化物耐磨相弥散分布的优异组织，保证了合金的高温强度和耐磨性。此外，由于合金中存在残余奥氏体，转底炉叶片工作时与金属化球团之间强大的挤压力会使叶片表层出现加工硬化现象，从而变得更硬、更耐磨。经测试，本专利技术合金钢的室温抗拉强度不低于1000mpa，1000℃高温抗拉强度不低于600mpa，冲击功不低于10j，室温硬度不低于60hrc，高温硬度不低于50hrc，应用于工业生产可显著提高转底炉叶片使用寿命，降低检修更换频率。
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1.一种转底炉叶片用高温耐磨材料，其特征在于：按照质量百分比计，包含如下组成成分：C：1.25~1.55%，Si：5.6~6.8%，Mn：1.2~1.5%，Cr：8.5~10.5%，Ni：22~25%，Co：5.2~7.2%，Mo：0.5~1%，W：3.8~5.5%，Ta：1.5~2.8%，Al：5.3~5.9%，Ti：0.08~0.14%，Y：0.01~0.03%，S：≤0.035%，P：≤0.035%，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的转底炉叶片用高温耐磨材料，其特征在于：按照质量百分比计，包含如下组成成分：C：1.3~1.55%，Si：5.8~6.6%，Mn：1.3~1.5%，Cr：8.8~10.5%，Ni：23~25%，Co：5.2~6.8%，Mo：0.5~0.8%，W：4.0~5.5%，Ta：1.7~2.8%，Al：5.4~5.8%，Ti：0.08~0.1%，Y：0.02~0.03%，S：≤0.035%，P：≤0.035%，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的转底炉叶片用高温耐磨材料，其特征在于：按照
4.根据权利要求3所述的转底炉叶片用高温耐磨材料，其特征在于：按照质量百分比计，包含如下组成成分：C：1.45%，Si：6.3%，Mn：1.42%，Cr：10%，Ni：24%，Co：6.5%，Mo：0.68%，W：5.2%，Ta：2.5%，Al：5.7%，Ti：0.1%，Y：0.01%，S：≤0.035%，P：≤0.035%，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
5.一种转底炉叶片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种转底炉叶片用高温耐磨材料，其特征在于：按照质量百分比计，包含如下组成成分：c：1.25~1.55%，si：5.6~6.8%，mn：1.2~1.5%，cr：8.5~10.5%，ni：22~25%，co：5.2~7.2%，mo：0.5~1%，w：3.8~5.5%，ta：1.5~2.8%，al：5.3~5.9%，ti：0.08~0.14%，y：0.01~0.03%，s：≤0.035%，p：≤0.035%，其余为fe和其他不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的转底炉叶片用高温耐磨材料，其特征在于：按照质量百分比计，包含如下组成成分：c：1.3~1.55%，si：5.8~6.6%，mn：1.3~1.5%，cr：8.8~10.5%，ni：23~25%，co：5.2~6.8%，mo：0.5~0.8%，w：4.0~5.5%，ta：1.7~2.8%，al：5.4~5.8%，ti：0.08~0.1%，y：0.02~0.03%，s：≤0.035%，p：≤0.035%，其余为fe和其他不可避免的杂质。
【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，王旭，彭学平，张晓，尹晓利，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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