耐熱鋼ZG30Cr20Ni10在工業爐門、爐門框及爐用鑄件在高溫工業環境中，如石化、冶金、熱處理等領域，爐門、爐門框及爐用鑄件作為關鍵部件，長期承受高溫、氧化、腐蝕及機械載荷的復合作用。其材料選擇直接決定設備的使用壽命、安全性和經濟性。近年來，耐熱鋼ZG30Cr20Ni10以其優異的綜合性能成為此類高溫部件的優選材料。本文從材料特性、鑄造工藝、應用優勢等多角度探討其在工業爐關鍵部件中的應用。

一、ZG30Cr20Ni10的材料特性分析  

ZG30Cr20Ni10屬于高鉻鎳奧氏體型耐熱鑄鋼，其化學成分（C≤0.30%、Cr≈20%、Ni≈10%）賦予其以下核心性能：  

1. 高溫強度與抗蠕變性  

   Ni的加入顯著提升奧氏體穩定性，Cr增強固溶強化效應，使其在900~1100℃范圍內仍保持高抗拉強度（≥200 MPa）和抗蠕變能力，適用于熱循環頻繁的爐門結構。  

2. 抗氧化與耐腐蝕性  

   高溫下Cr氧化生成致密的Cr?O?保護膜，有效阻隔氧擴散和硫、碳等腐蝕介質的侵蝕，延長部件在還原性/氧化性氣氛中的使用壽命。  

3. 抗熱疲勞性能  

   低熱膨脹系數與高導熱性結合，降低因溫度驟變引發的熱應力裂紋風險，適合爐門頻繁啟閉的工況。

二、ZG30Cr20Ni10在爐門及爐框上的設計優勢        耐熱鋼ZG30Cr20Ni10爐門 爐門框 爐用鑄件

1. 爐門結構輕量化  

   相較于傳統耐熱鑄鐵，ZG30Cr20Ni10的更高強度允許減少壁厚，降低爐門自重，減少驅動機構負荷。  

2. 密封性能提升  

   材料高溫下變形小，結合精密鑄造工藝，確保爐門框與爐體接觸面的平整度，減少熱量逸散與氣氛泄漏。  

3. 抗高溫變形能力  

   在長期高溫載荷下，爐門框仍能保持幾何穩定性，避免因變形導致的卡阻問題。

三、鑄造工藝關鍵技術  

1. 熔煉與澆注  

   采用電弧爐+VOD精煉工藝，精準控制C、S含量，減少夾雜物以提升材料致密度。  

2. 鑄造設計優化  

   針對爐門復雜結構，應用模擬軟件預測縮孔/縮松傾向，優化澆冒口系統，確保鑄件內部質量。  

3. 熱處理工藝  

   固溶處理（1050~1100℃水淬）消除鑄造應力，均勻組織；后續時效處理可進一步穩定高溫性能。

四、應用案例與經濟效益                               耐熱鋼ZG30Cr20Ni10爐門 爐門框 爐用鑄件

某石化公司裂解爐改造項目中，爐門框由原310S不銹鋼（壽命1.5年）更換為ZG30Cr20Ni10鑄件后：  

- 使用壽命延長至3年以上，氧化減薄率下降60%；  

- 年維護成本降低40%，減少停爐損失約200萬元/年。  

類似案例在熱處理連續爐、垃圾焚燒爐等領域亦得到驗證。

 五、未來發展方向  

1. 材料改性：通過微量添加稀土元素（如Ce、La）提高氧化膜自修復能力。  

2. 增材制造：探索3D打印技術制造復雜結構爐門，縮短交貨周期。  

3. 復合設計：在局部高溫區（如密封面）堆焊Co基合金，實現功能梯度材料應用。