Стальной башмак порога печи из стали 20Х20Н14С2Л
Башмак порога печи, отлитый из жаропрочной аустенитной стали 20Х20Н14С2Л, представляет собой массивный фасонный элемент, монтируемый в зоне загрузочного порога методических и нагревательных печей. Марка 20Х20Н14С2Л — литейная хромоникелькремнистая сталь с повышенным содержанием кремния, обеспечивающим стойкость к окалинообразованию при длительной работе в окислительной атмосфере. Башмак воспринимает ударные нагрузки от слябов и заготовок, защищает кладку порога от абразивного износа и теплового потока, а также формирует геометрию проходного сечения печи.
Материал и условия эксплуатации
Химический состав стали 20Х20Н14С2Л регламентирует ГОСТ 977-88 для литейных жаропрочных сплавов: углерод — 0,15–0,25 %, хром — 18–21 %, никель — 12–15 %, кремний — 1,8–2,5 %. Аустенитная структура сохраняется в диапазоне рабочих температур 900–1100 C без фазовых превращений. Кремний образует на поверхности плотную оксидную плёнку, снижающую скорость высокотемпературной коррозии. Башмак работает в условиях термоциклирования, контакта с окалиной и периодических ударных воздействий при выдаче заготовок.
- Методические нагревательные печи прокатных цехов
- Печи с шагающими балками и шагающим подом
- Толкательные печи трубопрокатного производства
- Кольцевые печи для нагрева заготовок под штамповку
- Печи обжига в металлургии цветных металлов
Технические параметры
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 550 | 20 C | МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 12 | 20 C | % | ГОСТ 1497 |
| Твёрдость НВ | 170–220 | после отливки | — | ГОСТ 9012 |
| Рабочая температура | до 1100 | окислительная среда | C | эксплуатация |
| Скорость окалинообразования | 0,5 | 1000 C, 100 ч | г/(мч) | ГОСТ 6130 |
Конструктивные особенности и монтаж
Башмак порога отливают методом литья в песчано-глинистые формы с последующей термической обработкой — закалкой в воде от 1100–1150 C и отпуском при 700–750 C для стабилизации аустенита. Крепление к раме печи выполняют через приливы болтами из жаропрочной стали или сварным швом. Зазоры между смежными башмаками компенсируют температурное расширение при нагреве до рабочей температуры. Толщина стенки в зоне контакта с заготовкой — 40–80 мм, что обеспечивает запас на износ в течение межремонтного цикла.
Вопросы и ответы
Какой ресурс работы башмака из стали 20Х20Н14С2Л?
При непрерывной эксплуатации в методической печи с температурой 1000–1100 C ресурс составляет 12–24 месяца в зависимости от интенсивности термоциклирования и абразивного воздействия окалины.
Возможна ли замена стали 20Х20Н14С2Л на 20Х23Н18Л?
Замена допустима при более высоких температурах (до 1150 C), однако сталь 20Х23Н18Л уступает по стойкости к термоциклированию из-за меньшего содержания кремния и требует пересчёта крепёжных узлов.
Как контролируют качество отливки башмака?
Проводят визуально-измерительный контроль, ультразвуковую дефектоскопию по ГОСТ 23055 и испытания на растяжение образцов-свидетелей, отлитых вместе с партией.
Допускается ли наплавка изношенных поверхностей башмака?
Наплавку выполняют электродами типа ОЗЛ-6 с предварительным подогревом до 300–350 C и последующей термообработкой для снятия остаточных напряжений.
