爐門框板砂封槽作為工業(yè)高溫爐的關(guān)鍵密封部件，其材料特性、鑄造工藝設(shè)計(jì)、耐熱鋼ZG35Cr24Ni7SiN鑄造爐門框板砂封槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化性能直接影響設(shè)備的熱效率與使用壽命。本文以耐熱鋼ZG35Cr24Ni7SiN為研究對象，系統(tǒng)闡述其材料特性、鑄造工藝設(shè)計(jì)、砂封槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化及實(shí)際應(yīng)用效果，為高溫環(huán)境下的鑄造件制造提供技術(shù)參考。

 1. 材料特性分析  

ZG35Cr24Ni7SiN材料屬于高鉻鎳奧氏體耐熱鋼，其化學(xué)成分與性能優(yōu)勢如下：  

- 成分特點(diǎn)：  

  - Cr（24%）：形成致密Cr?O?氧化層，抗氧化溫度可達(dá)1100℃  

  - Ni（7%）+N：穩(wěn)定奧氏體組織，增強(qiáng)高溫抗蠕變能力  

  - Si（0.8-1.5%）：提高抗?jié)B碳性能，抑制高溫脆化  

- ZG35Cr24Ni7SiN砂封槽力學(xué)性能：  

  - 室溫抗拉強(qiáng)度≥520MPa，800℃高溫強(qiáng)度≥120MPa  

  - 長期使用溫度：950-1050℃  

-ZG35Cr24Ni7SiN鋼的鑄造適應(yīng)性：  

  良好流動性（澆注溫度1550-1580℃），收縮率2.1%-2.5%，需配合稀土變質(zhì)處理改善晶粒結(jié)構(gòu)。

耐熱鋼ZG35Cr24Ni7SiN鑄造爐門框板砂封槽

 2. ZG35Cr24Ni7SiN砂封槽鑄造工藝設(shè)計(jì)  

 2.1 工藝難點(diǎn)  

- 薄壁異形結(jié)構(gòu)（厚度8-12mm）易產(chǎn)生冷隔、變形  

- 砂封槽表面粗糙度要求Ra≤12.5μm  

- 需保證高溫工況下的尺寸穩(wěn)定性  

 2.2 關(guān)鍵工藝控制  

 ZG35Cr24Ni7SiN砂封槽熔煉控制：  

   - 中頻爐+氬氣精煉，終點(diǎn)氮含量控制在0.15-0.25%  

   - 澆注前加入0.03%Ce進(jìn)行晶粒細(xì)化  

熱處理工藝：  

   1100℃×4h固溶處理（水冷）+800℃×6h時(shí)效處理，硬度穩(wěn)定在HB220-250  

 3. ZG35Cr24Ni7SiN砂封槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案  

針對高溫工況的特殊需求，采取以下改進(jìn)措施：  

- 截面優(yōu)化：  

  采用波浪形加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)，熱變形量減少35%  

- 配合間隙控制：  

  預(yù)留0.3-0.5mm熱膨脹間隙（1050℃工況計(jì)算值）  

- 表面處理：  

  滲鋁處理（厚度50-80μm）使氧化速率降低40%  

 使用壽命  18個(gè)月  9個(gè)月   

 密封失效溫度  1065℃  980℃   

 維修頻次  0.8次/年  2.5次/年   

通過材料優(yōu)選與工藝創(chuàng)新，耐熱鋼ZG35Cr24Ni7SiN鑄造砂封槽在高溫密封領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。未來可進(jìn)一步探索增材制造技術(shù)在復(fù)雜結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用，推動耐熱鑄件向輕量化、長壽命方向發(fā)展。