CN206232785U - 一种用于步进式加热炉的耐高温、长寿命滑块 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种用于步进式加热炉的耐高温、长寿命滑块

技术领域

本实用新型属于复合结构陶瓷制备方法及这一技术领域，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领域。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。本发明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。

本发明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：Al2O3 85～99份、TiC 1～10份、WO3 1～5份、Y2O3添加剂1～8份、BeO 0.1～0.2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：Al2O3 93～97份、TiC6～10份、WO3 1～2份、亚纳米级Y2O3添加剂 4～7份、BeO 0.1～0.2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。

本发明复合陶瓷组件由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。

本发明添加了亚纳米级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，本发明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是本实用新型的底座、复合陶瓷组件结构示意图；

图2是本实用新型的装配图；

图3是本实用新型的剖面结构示意图。

图4是本实用新型的使用状态参考图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本实用新型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Al2O3 95 份、TiC6份、WO3 1 份、Y2O3稀土复合添加剂 4份、BeO 0.1 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，加工后的半成品放入高温炉中进行烧结，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1580℃：升温速度25℃/分钟，在 1580℃保温2.5-3小时，使用中性的氮气气氛进行保护，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经过耐热合金螺栓和底座装配后即得成品。

本发明的实施例一与购得常规陶瓷加热炉滑块作对比，其结果如下：

Claims (4)

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水箱为方盒状箱体构造。

3.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，其特征在于所述复合陶瓷组件内部为蜂窝巢形状。

4.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。