本發(fā)明涉及一種爐排片，特別涉及一種耐高溫氧化爐排片及其澆注模具和澆注工藝。
背景技術(shù)：
：當(dāng)前，城市垃圾處理已經(jīng)成為我國各城市面臨的嚴(yán)峻問題，我國的城市生活垃圾具有水分高、熱值低的特點，根據(jù)我國垃圾現(xiàn)狀，機械往復(fù)爐排焚燒爐是目前最適合我國城市生活垃圾焚燒處理的設(shè)備；在機械往復(fù)爐排焚燒爐中，爐排作為推送垃圾并使之充分燃燒的部件，在使用過程中，爐排的所處的環(huán)境具有一定的氧氣用于燃燒，同時溫度通常處于700℃以上，高溫狀態(tài)下，金屬容易發(fā)生氧化腐蝕，影響爐排的使用壽命。目前，公開號為cn102672166a的中國專利公開了一種新型高溫耐磨鐵基合金粉末該鐵基合金粉末，按照重量百分比計算，該合金粉末包含有c1.8％-2.2％，ni11％-15％，co11％-15％，mo3.5％-5.5％，cr26％-31％，si1％-2％，b0.5％-1％，re0.2％-0.5％，余量為fe，其具有耐磨性、耐腐蝕性、抗氧化性等，優(yōu)于或近似于鈷基或鎳基合金粉末性能，同時降低合金粉末制造成本1/3以上，增強市場競爭力的同時為客戶創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但在焚燒爐中使用時，爐排在高溫環(huán)境中，長時間工作2-3個月，依然會發(fā)生氧化腐蝕，需要焚燒爐停機進(jìn)行更換，損失較大。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的第一目的是提供一種耐高溫氧化爐排片，其具有耐高溫氧化，高溫條件下使用壽命長的優(yōu)點。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種耐高溫氧化爐排片，采用耐高溫氧化鐵合金制成，所述耐高溫氧化鐵合金包括如下重量百分比物質(zhì)：c：0.2-0.5%；si：≤1.5%；mn：≤1.5%；cr：24-28%；ni：4-6%；mo：≤0.5%；sc：0.01-0.02%；p：≤0.04%；s：≤0.04%；余量為fe。鉻可以使耐熱合金在氧化性氣氛下，表面形成連續(xù)致密的cr2o3氧化膜，能夠防止氧及其他氧化性氣體進(jìn)入材料內(nèi)部，減小材料內(nèi)部的氧化，提高材料的抗氧化性能，在爐排爐內(nèi)的，溫度較高，金屬表面容易發(fā)生氧化腐蝕，由于碳的加入會形成鉻的碳化物，過低的鉻含量會導(dǎo)致基體貧鉻，這對合金的抗氧化性能不利，但當(dāng)鉻含量高于30%時，會在基體中形成體心立方結(jié)構(gòu)的σ相，一般在鐵素體基體或鐵素體-奧氏體、鐵素體-鐵素體相界上形核長大，導(dǎo)致合金變脆，因此設(shè)置cr在26%左右，保證抗氧化性的情況下，不會損害鐵合金的強度。碳是影響合金性能的主要元素。隨著含碳量的增加，合金的強度、硬度高，奧氏體穩(wěn)定性增強，但韌性會有所下降。碳量增加也會引起碳化物數(shù)量增加，一定程度上會提高材料的抗磨性能。高鉻合金中所析出的碳化物相的結(jié)構(gòu)隨含鉻量的提高，按m3c-m7c3-m23c6的方向發(fā)展。鉻含量在25%~28%，當(dāng)碳含量高于0.3%時，基體組織中就會形成m23c6和m7c3，對鐵合金的韌性和強度增強。鎳是擴大奧氏體區(qū)元素，可提高材料高溫強度，鎳與鉻配合使用則會大大提高其的氧化性，鎳對酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。錳也是奧氏體化元素，在鋼中可部分代替鎳的作用，同時固溶強化基體。但錳量過高會降低耐熱合金的高溫強度和抗氧化性能，特別是在高于950℃時，錳含量過高對高溫抗氧化性能極其不利，爐排片的使用通常低于950℃，在本申請中配方中適量加入mn，與ni共同作用，增強了爐排片的高溫耐氧化性能。鉬能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強性能，增加鋼鈍化能力，同時可以強烈地固溶強化基體，提高耐熱合金的熱穩(wěn)定性，鉬還可以提高材料的高溫強度及在cl離子中的耐腐蝕性能，但其形成的氧化物在高溫下容易揮發(fā)，因此鉬含量過高則對抗氧化性能不利，本申請中選用0.5%的鉬，能提高爐排片強度的情況下，避免破壞鐵合金在高溫時的穩(wěn)定性，保證爐排片具有足夠的使用壽命。硅是耐熱合金中對抗高溫氧化的有益元素，含硅的鉻系耐熱合金在高溫下與氧反應(yīng)，形成致密的混合氧化膜，對爐排片表面的強度有所增強，阻止?fàn)t排片與爐排爐內(nèi)的氧氣接觸氧化，具有較好的抗氧化性，硅含量高于3%時，會降低剛的塑性和韌性。鈧的熔點為1541℃，鈧添加進(jìn)合金中，會在合金表面形成氧化鈧保護(hù)膜，對合金的抗氧化性能進(jìn)行了增強，并且鈧加入合金中可以增大的合金的強度和硬度，在爐排爐使用溫度800℃左右能保證良好的耐磨性，高溫強度高。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：還包括w：0.1-0.2%。鎢具有很高的熔點，鎢的加入一部分會固溶在基體內(nèi)，提高基體的耐溫性，細(xì)化奧氏體的樹枝狀晶，改善基體內(nèi)m7c3、mnc2等多種碳化物的分布，提高爐排片內(nèi)元素分布的均勻性。通過采用上述技術(shù)方案，鎢可以強化合金基體，提高爐排的強度，同時鎢的碳化物高溫下性能穩(wěn)定，具有良好的抗氧化能力。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述鐵合金材料包括如下重量百分比物質(zhì)：c：0.35%；si：1.2%；mn：1.3%；cr：27%；ni：5%；mo：0.35%；sc：0.015%；p：0.02%；s：0.03%；w：0.15%；余量為fe。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述爐排片包括位于爐排片下方的加強撐條。通過采用上述技術(shù)方案，加強撐條的設(shè)置，對爐排片的上表面進(jìn)行支撐加強，避免上表面不斷接觸垃圾的過程中發(fā)生彎曲，保證爐排片結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。本發(fā)明的第二目的在于提供一種上述爐排片的澆注模具，其具有澆注完全，避免出現(xiàn)氣孔的優(yōu)點。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種上述的爐排片的澆鑄模具，分為上模和下模，所述上模開設(shè)有正對加強撐條的覆膜砂若干安裝缺口，所述安裝缺口處放置有發(fā)射冒口，所述發(fā)熱冒口內(nèi)添加有氧化劑。通過采用上述技術(shù)方案，加強撐條處具有彎折結(jié)構(gòu)，鋼水不容易布滿該處的模腔，發(fā)熱冒口內(nèi)添加氧化劑，在澆注過程中，鋼水的高溫使得發(fā)熱冒口燃燒，發(fā)熱冒口內(nèi)的氧化劑被還原產(chǎn)生大量的熱量，使得發(fā)熱冒口內(nèi)的鋼水的溫度升高，保證長時間的熔融狀態(tài)，避免內(nèi)部產(chǎn)生氣孔，提高爐排板結(jié)構(gòu)強度。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述氧化劑為重鉻酸鉀。通過采用上述技術(shù)方案，重鉻酸鉀在使用時，燃燒產(chǎn)生大量的熱，對鋼水具有良好的加熱作用，從而保證在加熱撐條處爐排片結(jié)構(gòu)密實，避免產(chǎn)生氣孔。本發(fā)明的第三發(fā)明目的在于提供一種爐排片的澆注工藝，其具有加工便捷，成品質(zhì)量高的優(yōu)點。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種上述爐排片的澆注工藝，包括如下步驟：sp1、將上述模具合模，安裝好箱卡、澆口杯和發(fā)熱冒口；sp2、將冶煉完成的鋼水控制在1400-1500攝氏度通過澆口杯注入模具內(nèi)，注入至冒口內(nèi)鋼水的高度到達(dá)冒口高度的三分之二處停止；sp3、當(dāng)澆口杯中鐵液暗紅時打掉澆口杯，冷卻30min，將模具卸掉箱卡，通過捅箱機進(jìn)行捅箱、落砂，將毛坯擺放冷卻。本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：sp2中鋼水澆注溫度控制為1450攝氏度。通過采用上述技術(shù)方案，在上述溫度澆注冷卻過程中，合金形成奧氏體結(jié)構(gòu)，強度高，耐磨性好。綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：1、鈧添加進(jìn)合金中，會形成致密的氧化層，對合金的抗氧化性能進(jìn)行了增強，并且鈧加入合金中可以增大的合金的強度和硬度；2、鎢提高了基體的耐溫性，細(xì)化奧氏體的樹枝狀晶，提高爐排片內(nèi)元素分布的均勻性；3、采用si，ni，cr形成的氧化物分布在爐排片的表面，交錯分布，在爐排片的表面密度較高，保證了爐排片的耐磨性能。具體實施方式實施例一：一種高溫耐磨爐排片，采用鐵基合金材料制成，鐵基合金材料包括如下重量百分比的物質(zhì)：c：0.2%；si：1.31%；mn：0.71%；cr:28%；ni：5.8%；mo：0.22%；sc：0.012%；p：0.018%；s:0.04%；w：0.12%，余量為fe，爐排片的下方具有若干加強撐條。實施例二：一種高溫耐磨爐排片，采用鐵基合金材料制成，鐵基合金材料包括如下重量百分比的物質(zhì)：c：0.34%；si：0.48%；mn：1.13%；cr:24%；ni：4.1%；mo：0.41%；sc：0.01%；p：0.028%；s:0.025%；w：0.15%，余量為fe，爐排片的下方具有若干加強撐條。實施例三：一種高溫耐磨爐排片，采用鐵基合金材料制成，鐵基合金材料包括如下重量百分比的物質(zhì)：c：0.46%；si：1.5%；mn：1.34%；cr:24.5%；ni：4%；mo：0.15%；sc：0.016%；p：0.04%；s:0.039%；w：0.17%，余量為fe，爐排片的下方具有若干加強撐條。實施例四：一種高溫耐磨爐排片，采用鐵基合金材料制成，鐵基合金材料包括如下重量百分比的物質(zhì)：c：0.5%；si：1.47%；mn：1.45%；cr:24%；ni：5.3%；mo：0.5%；sc：0；p：0.035%；s:0.033%；w：0.1%，余量為fe，爐排片的下方具有若干加強撐條。實施例五：一種高溫耐磨爐排片，采用鐵基合金材料制成，鐵基合金材料包括如下重量百分比的物質(zhì)：c：0.38%；si：1.35%；mn：1.5%；cr:26.9%；ni：6%；mo：0.12%；sc：0.02%；p：0.027%；s:0.023%；w：0.2%，余量為fe，爐排片的下方具有若干加強撐條。實施例六：一種高溫耐磨爐排片，采用鐵基合金材料制成，鐵基合金材料包括如下重量百分比的物質(zhì)：c：0.35%；si：1.2%；mn：1.3%；cr：27%；ni：5%；mo：0.35%；sc：0.015；p：0.02%；s：0.03%；w：0.15%，余量為fe，爐排片的下方具有若干加強撐條。對比例一：一種爐排片，采用鐵基合金材料制成，鐵基合金材料包括如下重量百分比的物質(zhì)：c：0.35%；si：1.2%；cr：27%；ni：5%；mo：0.35%；p：0.02%；s：0.03%；余量為fe，爐排片的下方具有若干加強撐條。對比例二：一種高溫耐磨爐排片，采用鐵基合金材料制成，鐵基合金材料包括如下重量百分比的物質(zhì)：c：0.35%；si：1.2%；mn：1.3%；cr：27%；ni：5%；mo：0.35%；sc：0.015；p：0.02%；s：0.03%；w：0.15%，余量為fe，爐排片的下方具有若干加強撐條。對比例三：一種爐排片，采用鋼牌號為rqtsi4的中硅球墨鑄鐵制成。性能檢測：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t13303-1991對實施例和對比例中的鐵基合金材料進(jìn)行抗氧化性能測定，試驗條件950℃×40h記錄增重量；根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t228-2002對實施例和對比例的鐵基合金材料進(jìn)行檢測，并記錄拉伸強度和斷裂伸長率；根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t4338-2006對實施例和對比例的鐵基合金材料進(jìn)行檢測，并記錄拉伸強度和斷裂伸長率；根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)gb7233-87對實施例和對比例中的爐排片進(jìn)行超聲波探傷檢查，其中實施例一至三、對比例三采用常見的澆注工藝進(jìn)行澆注成型，實施例四至六、對比例一和對比例二采用實施例七的模具和實施例八中的澆注工藝進(jìn)行制造，記錄評定質(zhì)量等級。實驗結(jié)果見下表1。表1合金材料性能檢測結(jié)果增重量（g/m2）拉伸強度（室溫）斷裂伸長率（室溫）拉伸強度（800℃）斷裂伸長率（800℃）質(zhì)量等級（非平面型缺陷）實施例一18.356231.235231.563實施例二19.246121.275431.573實施例三18.675981.265311.483實施例四21.55891.255091.622實施例五17.056331.295341.592實施例六16.596541.315561.652對比例一24.655831.204761.443對比例二25.865301.244631.573對比例三28.315711.184521.354由上表可以看出，氧化測試的結(jié)果來看，實施例五至六中的合金材料的平均氧化速度小于0.1g·m-2·h-1，為完全抗氧化級別，能有效避免在爐排爐內(nèi)發(fā)生氧化，實施例四中缺少sc的加入，降低了鐵基合金表面抗氧化性能，因此增重量上升，而實施例一到三雖然組成近似，但是未采用帶冒口的澆注模具進(jìn)行加工，內(nèi)部形成缺陷較多，降低了一定的抗氧化性能；實施例中的合金材料具有較高的力學(xué)性能，并且在高溫條件下能保持較高的力學(xué)性能，在爐排片的往復(fù)運動的過程中，避免損壞；同時根據(jù)超聲探傷檢查的結(jié)果來看，本發(fā)明的澆注模具及澆注工藝配合下，生成的爐排片具有更好的性能，內(nèi)部缺陷少，保證了爐排片的使用壽命；根據(jù)對比例二的數(shù)據(jù)來看，mn的加入增強了合金材料的力學(xué)性能和抗氧化性能。本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。當(dāng)前第1頁12