耐热耐磨炉排材质的组织和性能研究(综述)
王定祥 水泥工业用耐热耐磨钢概况 for 百铸网

水泥工业用耐热耐磨钢概况王定祥(青岛市机械研究所)摘要:在耐磨材料产业领域的工业高速发展,耐热钢与耐磨钢已不能满足国民经济单独使用的需用,在要求既耐热又耐磨的严酷工况条件下,促使耐热耐磨钢的形成与发展!关键词:耐热耐磨钢、耐热钢、耐磨钢耐热钢是在高温下保持热稳定性及热强度的钢,通常以蠕变极限与持久强度来衡量。
而在水泥工业对耐热钢提出了新的工况条件下的要求,即不仅要耐热而且要耐磨,在保持热稳定性及热强度的条件下要求具有高温抗磨粒磨损的性能,这就要求高温耐磨指标形成了耐热耐磨钢。
耐热钢在化学成分方面经合金化后提高耐热性能,而对碳量要求低碳化,含碳量高,降低耐热性。
而耐热耐磨钢合金化在提高耐热性的同时对碳量要求高碳化以提高耐磨性,而碳高就降低耐热性。
碳的高低对耐热与耐磨成了相互制约的因素。
因此,不是所有的耐热钢都可用做耐热耐磨钢,在国家GB/T20878-2007不锈钢和耐热钢牌号及化学成分中有143个牌号,只能根据工况条件选用很少牌号作为耐热耐磨钢,加上科学技术高速发展创新出现的钢种,形成水泥工业用耐热耐磨钢。
1、水泥工业常用耐热耐磨的部件水泥工业常用耐热耐磨钢部件见表1。
表1 水泥工业常用耐热耐磨钢部件设备名称部件名称预热器内筒挂板、翻板阀、撒料盘、闸板、楔板回转窑窑口护板、窑尾护板、下料水口、下料管、煤粉燃烧器喷燃管头部、窑尾高温风机叶片篦冷机篦冷机篦板、护板、盲板、锤头、栅条其它耐热耐磨齿滚、选粉机撒料盘板回转窑烧成的熟料温度高达1350-1400℃。
熟料从窑口输送到篦冷机当降至40-70℃进入熟料库,经配料后进入球磨机粉碎,制成水泥。
回转窑内高温传导至窑口护板的温度约为1100-1150℃。
窑口护板对保持热稳定性、热强度及高温抗磨性能的要求很高。
熟料落在经篦冷机篦床下鼓入冷却风的篦板上,熟料由1350-1400℃降至1150℃左右,此区为篦冷机的高温区。
熟料在篦板的推动下运行,继续降温到600-700℃的中温区,运行到出料口时降温至400-100℃的低温区。
锅炉_受热面材料_解释说明以及概述

锅炉受热面材料解释说明以及概述1. 引言1.1 概述锅炉是一种能将水转化为蒸汽的设备,广泛应用于工业生产和能源领域。
作为锅炉的关键部件之一,受热面材料(也称为换热面)充当着将能量传递给工作介质的核心角色。
不同的受热面材料拥有各自的特点和应用场景,并且在锅炉性能和效率方面起着重要作用。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对受热面材料进行解释说明和概述。
首先,我们将定义受热面及其分类,并介绍不同受热面材料的特性与选择因素。
然后,我们会详细探讨钢板受热面、合金钢管受热面以及填料管束受热面的解释说明及其在实际应用中的场景。
接下来,我们将讨论受热面材料的技术要点与改进方向,包括材料强度与耐蚀性优化技术、密封性能提升技术以及耐高温材料发展方向和创新技术点。
最后,我们将对文章的要点进行总结,并展望受热面材料未来的发展趋势。
1.3 目的本文的目的是深入探讨和全面介绍受热面材料在锅炉中的重要性及其相关知识。
通过对不同受热面材料特性、应用场景以及技术要点的解释说明,读者将能够更好地理解受热面材料在锅炉中的作用,并且为未来的受热面材料改进与创新提供参考依据。
2. 受热面材料的定义与分类2.1 受热面的定义受热面是指锅炉内与燃料接触并受到高温和高压的部分,用于进行能量转移和传导。
它是锅炉中最重要的部件之一,直接影响着锅炉的性能和效率。
2.2 受热面材料的分类根据受热面材料的特性和用途,可以将其分为以下几类:2.2.1 钢板受热面:钢板是常见的受热面材料之一,具有良好的机械性能和导热性能。
常用于锅炉的壁板、头盖板等位置。
根据使用条件不同,钢板也可细分为低合金钢板、高合金钢板等。
2.2.2 合金钢管受热面:合金钢管由含有多种合金元素的特殊钢制成,具有较高的耐腐蚀性和耐高温性能。
在高温工况下,合金钢管广泛应用于锅炉中作为受热面来传达或吸收能量。
2.2.3 填料管束受热面:填料管束由多根小直径的管子组装而成,以增大受热面积,并提高能量传递效率。
《2024年高碳Cr-Si-Mo轴承钢的组织及力学性能》范文

《高碳Cr-Si-Mo轴承钢的组织及力学性能》篇一一、引言随着现代工业的快速发展,轴承作为机械设备的核心部件,其性能和寿命直接关系到设备的稳定性和可靠性。
高碳Cr-Si-Mo 轴承钢因其优良的硬度、耐磨性及抗疲劳性能在工业领域中广泛应用。
然而,为了进一步优化其性能,了解其微观组织和力学性能之间的关系变得尤为重要。
本文将探讨高碳Cr-Si-Mo轴承钢的组织结构及力学性能,旨在为相关研究提供理论依据。
二、实验材料与方法本实验所采用的高碳Cr-Si-Mo轴承钢来自某知名钢铁企业,其化学成分经过严格把控。
通过金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等设备,对钢材的微观组织进行观察和分析。
同时,利用硬度计、拉伸试验机等设备,对钢材的力学性能进行测试。
三、组织结构分析1. 显微组织观察通过金相显微镜观察,高碳Cr-Si-Mo轴承钢的显微组织主要由高硬度的碳化物、珠光体及基体组织组成。
其中,碳化物的存在有助于提高钢材的硬度和耐磨性。
此外,通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察,可发现钢中存在大量细小的析出物,这些析出物对提高钢材的抗疲劳性能具有重要作用。
2. 晶粒结构分析高碳Cr-Si-Mo轴承钢的晶粒结构较为均匀,晶界清晰可见。
在晶粒内部,存在大量的位错和亚结构,这些结构对钢材的力学性能具有重要影响。
四、力学性能研究1. 硬度测试高碳Cr-Si-Mo轴承钢的硬度较高,这主要得益于其高碳含量和细小的晶粒结构。
在经过适当的热处理后,其硬度可达到较高水平,满足轴承的使用要求。
2. 抗拉强度与延伸率高碳Cr-Si-Mo轴承钢具有较高的抗拉强度,这得益于其均匀的晶粒结构和细小的析出物。
同时,钢材的延伸率也较高,表明其具有良好的塑性和韧性。
3. 耐磨性与抗疲劳性能高碳Cr-Si-Mo轴承钢的耐磨性和抗疲劳性能优异,这主要归功于其高硬度的碳化物和细小析出物的共同作用。
此外,钢材的均匀晶粒结构和较低的内部应力也有助于提高其抗疲劳性能。
耐热钢铸件材质及成分(一)2024

耐热钢铸件材质及成分(一)引言概述:耐热钢铸件材质及成分是指用于在高温环境下工作的铸件所采用的特殊钢材料及其组成成分。
耐热钢铸件材质和成分的选择直接影响到其耐高温性能和使用寿命。
本文将从以下五个大点进行阐述。
大点一:普通耐热钢铸件材质及成分1. 铸造合金的选择:- 铸造合金应具备良好的耐热性和抗氧化性能。
- 常见的普通耐热钢材包括25Cr12Ni、1Cr13Ni、12-2CrNi等。
2. 主要元素成分:- 合金化元素的添加能够提高合金的耐热性能。
- 典型的元素添加包括铬、镍、钼、钒等。
3. 碳含量的控制:- 适量的碳含量可以增加合金的硬度和耐磨性。
- 过高或过低的碳含量都会降低合金的耐热性能。
4. 热处理工艺:- 合适的热处理能够改善耐热钢的组织结构和性能。
- 常见的热处理包括回火、正火、淬火等。
5. 国内外常用的耐热钢铸件材质及成分:- 根据具体工况的不同,国内外常用的耐热钢铸件材质也不相同。
- 例如国内常用的材质有ZG40Cr25Ni35Nb,国外常用的材质有HK,HKNb。
大点二:高合金耐热钢铸件材质及成分1. 概念和特点:- 高合金耐热钢铸件具有更高的耐热性能和抗氧化性能。
- 通常含有更多的合金元素。
2. 典型的高合金元素:- 钼、钨、铌等高合金元素的添加可以提高合金的耐热性能。
- 合金元素的选择需要根据具体工况进行合理搭配。
3. 适用工况和应用领域:- 高合金耐热钢铸件适用于更高温度和更恶劣工况的场合。
- 常见的应用领域包括航空航天、核能等。
4. 国内外常用的高合金耐热钢铸件材质及成分:- 国内外在高合金耐热钢铸件材质的研究和应用方面都有很多进展。
-例如国内常用的材质有ZG40Cr25Ni35Nb,国外常用的材质有HK、HKNb。
大点三:低碳耐热钢铸件材质及成分1. 概念和特点:- 低碳耐热钢铸件具有更低的碳含量和更高的韧性。
- 常用于一些耐磨、耐冲击的工况。
2. 典型的低碳合金元素:- 比普通耐热钢铸件少量的合金元素添加。
9%Cr耐热钢的高温热变形机制及组织演变

9 C e tr ssa tse l o l c ur e trmir sr c u e r p rya d a od ca k u ig t en w % rh a e itn te ud a q ieb te c o tu t r ,p o e t n v i r c sn h e c
c n c ld f r a i n pa a e e son s r s — t an c r s a d m i r s r t r v u i n m e ha im e e ha ia e o m to r m t r t e s s r i u ve n e o t uc u e e ol to c n s w r
r c v t lia i n eБайду номын сангаасr s a lz to
( i ua Ta y n Uni e st fSce e a d Te h l gy, iua 3 02 Ch na v r iy o inc n c no o Tay n 0 0 4, i )
摘 要 : 用 等 温 恒 应 变 速 率热 压缩 试 验 研 究 9 C 耐 热 钢 等 轴 锻 态 组织 1 0  ̄ 1o  ̄ 应 变 速 率 o 0 5 5- 、O 变 采 r 0 0 3 oC、 . 0 ~ s 。5
生活垃圾焚烧炉炉排块材质性能分析

T20123-2006 《钢铁总碳硫量的测定高频感应炉燃烧后
红外吸收法》 检测其主要成分含量。在拉伸测试仪上,
依据 GB/T228-2002 《金属拉伸试验方法》,测试合金铸
件的常温拉伸性能拉伸速率为 1 mm/min[3],如图 3 所示。
在冲击试验机上测量合金冲击值,冲击试验机打击能量
的抗拉强度和常温下冲击韧性较高,而 HZ922TS 的硬度
同成分合金做出不同温度条件的测试,结果如图 8 所示。
较高冲击韧性较低,QT450 的抗拉强度较低硬度较低。
采用扫描电镜观察合金的冲击及拉伸断口微观形
貌,结果如图 6~7 所示。HZ922TS 显示纤维状的断面,
断口没有金属光泽,色质灰暗,呈现为解理特征属塑性
拉强度和冲击韧性轻微降低;
度会剧增,由于 FeO 为铁的缺位固溶体,故铁离子具有
·233·
HZ922TS 的力学性能要高,由此可见,在使用过后,抗
2021 年 05 月
机 电 工 程 技 术
(2) HZ922TS、QT450、SCH11 3 种合金中,SCH11
第 50 卷 第 05 期来自进一步地降低炉排块的损坏率。针对冲击韧度对 3 种不
grate block before and after two years of use, that is, as cast HZ922TS and after use HZ922TS, was carried out by tensile tester, impact tester
and Brinell hardness tester, and QT450, HZ922TS and QT450 were compared. The mechanical properties, surface metallographic structure and
浅谈危险废物焚烧系统中炉排技术的应用

朱先涛 ( 上海 灿 州 环 境 工 程 有 限 公 司
上海 2 0 0 1 2 9 )
1前 言
随着我 国经济的快速发展 ,全国各 地相继建 立 了工业 区 , 产 生大量的危险废物 , 同时催生 了一批危险废物焚烧处置 中心 的建 立 。在危险废物焚烧处置过程 中, 危 险废 物焚烧技术 的研究 和改 进至关重要 。 国内危险废物焚烧技术 主要采用“ 回转窑 +二燃室 ” 的焚烧技术 ,但此技术存在 炉 内容易结 焦和废物燃 烧不尽等 问 题。 我公 司经多年研究 , 结合 国外技术 , 在“ 回转窑 +二燃室 ” 焚烧 技术 的基础上进行改 良, 在 回转 窑尾部增设炉排 装置 , 再加上合 理 的燃烧 配风 , 有效 的解决燃不尽 的问题 , 达到炉 渣热灼减率 <
1 5 mm/ s 2 0mm/ s 。
4 炉 排 运 行 特 点
危险废物焚烧 系统增加炉 排装置后 , 改变 了原有 的“ 回转 窑 +二燃 室” 的焚烧模式 , 改 变了炉 内配风情况 、 炉 内温度 分 布 , 同 炉排焚烧技术多用在生活垃圾焚烧项 目中 ,可使生活垃圾有 时也有效减轻炉 内结焦状况 。炉排运行特点具体如下。 效 的翻转 、 搅拌 , 具有较理想的燃烧条件 , 可实现垃圾安全燃烧。基 4 . 1改 变炉 内燃 烧 配 风 于炉排的特点 以及危险废物的特性 ,将炉排技术借鉴应用到危险 增加 炉排 装置后 , 炉 内配风 由原来 的窑头 和二燃 室两点配 风 废物焚烧项 目中, 经验证其可有效解决危险废物难燃尽的问题 。 改变 为窑头 、 二燃 室和炉排三点配风。多点配风 可控性强 , 配风更 危险废物具有种类多 、 成分复杂 、 热值浮动范围大等特点 , 容 加均匀 , 有利于炉 内焚烧更加彻底 。炉排配 风从炉排装置底部鼓 易造成燃烧不稳定 , 残渣燃 烧不尽 的后果 。在 回转 窑尾 部增 加炉 入, 并分为多个风室 , 每一个风室独立供风 , 可根 据炉排上 焚烧情 排装 置 , 回转 窑未燃尽的残渣落 至炉排上继续燃 烧 , 在炉排条 的 况调节风量。炉排配风从下往上垂直通过炉排条 , 一 方面补充危 推动下 , 配上炉排风 , 直到燃尽为止。 险废物燃烧空气 , 一方面 起到冷却炉 排条温度 的作 用 , 延长炉排 炉排选用倾斜往复式炉排 , 并采用分段送 风。危 险废物残渣 条的使用 寿命 。 从 回转 窑落下来 , 沿着 炉排面 由前 上方 向后下方 缓慢移动 , 空气 . 2改 变 炉 内温 度分 布 则 由炉排下方 向上供应 。往复炉排运行过程 中, 炉排与物料 有相 4 在 焚烧 过程 中 , 炉排 装置 分 担 了 回转 窑 的部 分焚 烧 负荷 。 对运动 。当活动炉排 向前方推动时 , 部分未燃烬物料被推到 已经 窑头 配风减 少 , 使窑 内焚 烧工 况发 生后 移 , 炉 内焚烧 温度 也 同 燃着物料 的上部 , 促使 未燃 烬的物料仍有 机会燃烧 。当活动炉排 则 回转 窑 内物料 更多 的进 行欠 氧燃 烧 , 分解 出 大量 可 向后方返 回时, 又带回一部 分已经燃 着的物料 返到 尚未燃烬 的物 时后 移 , 燃气体 。回转窑未 燃尽 的残 渣落至 炉排上 , 在合 理配风 下继 续 料 的底部 , 对未燃烬物料进行加热 。 物料在被推动过程中 , 不断受 燃 烧 。 到挤压 , 从而破坏物料块与灰壳 , 使火核 发力燃烧 。 同时物料 又缓 . 3减 轻 炉 内结 焦 慢 翻滚 , 使着火 的物料层得 到充分 的松动 , 有足够燃烧时间 , 并 准 4 炉 内产生结焦 的主要原 因是炉 内燃 烧温度超过 焚烧物料 的 备迎接下一个炉排往 复运动 。 灰熔点发生熔融流淌导致结焦。 炉 排装置使 回转窑内焚烧 温度后 3炉 排 的 结 构 移, 一定程度上降低 了窑 内的焚烧温度 , 减小发生结焦的几率。炉 窑尾 与炉排 中心 线对齐 , 危 险废 物 炉排装置安装在 回转 窑的尾部和二燃室的下方 ,与 回转窑呈 排装置与 回转窑 成垂 直布置 , 即使 物料 中有 少量 结 垂直布置。危险废物残渣从 回转窑尾部落至炉排上 , 燃烧后 的烟气 从 回转窑落下后正好落至炉排的 中间位置 , 焦发 生 , 在运动的炉排作用下会尽快排 出。 向上进入二燃室 中, 灰渣则从炉排下部和尾部落人灰斗中排 出。 炉排装 置由炉排外框 、 炉排滑架 、 固定 炉排条 、 活动炉排 条 、 5结 语 活动小车 、 灰斗等部分组成。 危险废物炉 排焚烧技术是 在 回转 窑和二燃室焚烧技 术上发 炉排外框 由槽钢框架 、 固定炉排梁及两侧钢板焊接组成 。固 已运用到多个危险废物焚烧项 目中 , 运行 良好 , 具有适 定炉排横梁焊接在倾斜的槽钢框架上 , 固定炉排条搁置在 固定 炉 展起来 的 , 应性强 、 运行稳定 、 炉 内温度配 风合理 、 残渣热灼减 率低 、 故 障少 排梁上 。 等特点。目前 , 国 内危 险废物焚烧排放标准越来越严格 , 炉排焚烧 炉排 滑架为组合件 , 由两根纵梁 、 活动 炉排梁 、 连接杆 、 连接 可在全 国进行 推广 , 使危险废 物在焚烧 横梁等焊接组成 。两根纵梁平行布置 , 由数根连接杆连接 , 为阻止 技术 也 已逐渐发展成熟 , 纵梁左右偏离 , 设置两组挡环 ; 连接横梁与推杆相连 , 在推杆 的作 阶段达到标准要求 。
高效能炉排炉评价技术要求-最新国标

式中:
R —炉排片年更换率,%; Sc —一年内更换的炉排片面积, m2; St —炉排片总面积, m2。 6.8 吨耗电量 吨耗电量应按式(8)计算:
= 1+ 2+ + ℎ+ + 0…………………………………. (8)
t
式中: W —吨耗电量,kW·h/t; Wf1 —一次风机耗电量,kW·h/d; Wf2 —二次风机耗电量,kW·h/d; Wfc —冷却风机耗电量,kW·h/d; Wh —液压站耗电量,kW·h/d; Wc —炉排落灰输送机机耗电量,kW·h/d; W0 —其他设备电耗,如烟气再循环风机,kW·h/d; t —处理量, t/d。 6.9 耐火材料耐磨、耐腐蚀层减薄速率 耐火材料耐磨、耐腐蚀层减薄速率按式(9)计算:
式中:
N —自动控制系统投入率,%; n1—投入使用的系统套数; n0—自动系统设计总套数。 6.7 炉排片年更换率 炉排片年更换率应按式(7)计算:
= 1 …………………………………………………… (6) 0
= × 100%........................................................................... (7)
高效能炉排炉评价技术要求
1 范围
本标准规定了高效能炉排炉的术语和定义、评价要求、测试方法、计算方法和评价方法。 本标准适用于机械炉排式焚烧炉的评价。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。 凡是注日期的引用文件,仅注日期的 版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。
—炉渣中未燃尽物质热值,kJ/ kg —焚烧炉的飞灰量,kg/s —飞灰的热灼减率,%
航空耐高温材料综述-

航空耐高温材料综述摘要:现在的航空耐高温材料都围绕着解决高速飞行而进行巨大的研究工作,由于高速飞行的发展,无论是飞行器表面还是内部动力装置都带来了高温问题。
因此对于材料的耐高温性能有更高的要求,本文重点介绍几种发动机常用耐高温材料。
关键词:耐高温、镍基合金、钛基合金、航空发动机一.耐热材料发展的简述:早在1820年,法国Faraday Stodart和Borthiu分别研制出铁—镍、铁—铬合金。
1902年在法国发展了镍铬钢,当时都作为抗腐蚀材料的用途,1912年德国Kruppt获得了两种镍铬钢的专利(铁素体钢 0.15%C、14%Cr、1.8%Ni;奥氏体钢 0.25%C 20%Cr 7%Ni)它们都是现在耐热不锈钢和Fe基耐热合金的基础。
在镍铬钢发展的年代里,1910年美国Haynes研制了钴基合金,由于钴基合金具有高的硬度,当时主要呗用作切削工具等。
直到30年代里,人们对钴基合金的耐高温性质有了新的认识,并在蒙氏合金的基础上发展了镍基合金。
这就是后来被广泛应用在燃气涡轮叶片等材料的钴基合金与各种镍基耐热合金的开端。
地面燃气涡轮动力在工业上的发展,在30年代里有力的推动了耐热材料的发展。
Fe基耐热合金是当时用作涡轮盘和叶片的主要材料。
40年代初钴基合金铸造问题的改进与镍基合金高温强化问题的解决,从材料上提供了航空燃气涡轮发展的条件。
二次大战以后,随着航空喷气动力技术的迅速发展,各国对耐热合金材料相继进行了大量的研究和改进,在原有基础上不断提高镍基钴基合金的高温性能;在陶瓷、金属陶瓷以及高熔点的金属材料领域展开了广泛的研究工作。
二.现代航空耐高温材料现在的航空耐高温材料都围绕着解决高速飞行而进行巨大的研究工作,由于高速飞行的发展,无论是飞行器表面还是内部动力装置都带来了高温问题。
提高发动机的推理与有效工作系数,需要提高工作温度或压缩比,比如:涡轮喷气发动机的进气温度从815度升高到1040度,推理相应增大30%--40%。
火电厂耐火材料技术指标

一、耐火浇注料:适用于炉内中、低温和烟道炉顶等部位的内衬。
1、密度:≥2000Kg/ M32、耐压强度:≥25Mpa3、抗折强度:≥5Mpa4、热震稳定性:≥15次(900℃*3H,水冷)5、耐火度::≥1650℃二、高强度耐火浇注料:适用于炉内中、高温部位、抗渣侵蚀性能要求较高的区域。
1、密度:≥2200Kg/ M32、耐压强度:≥30Mpa3、抗折强度:≥6Mpa4、热震稳定性:≥20次(900℃*3H,水冷)5、耐火度::≥1710℃三、钢纤维增强耐火浇注料:适用于需要抗拉强度大和抗热震性能高的如折烟角、炉烘等部位。
1、密度:≥2350Kg/ M32、耐压强度:≥60Mpa 110℃*24h≥35Mpa 1000℃*3h3、抗折强度:≥9Mpa 110℃*24h≥5Mpa 1000℃*3h4、1100℃室温水急冷急热循环5次后抗折强度:≥4Mpa5、耐火度::≥1710℃6、烧后线变化率:±0.4%四、耐磨耐火浇注料:适用于旋风炉、燃煤炉卫燃带等煤灰冲击和磨蚀严重、高温部位的内衬。
1、密度:≥2500Kg/ M32、耐压强度:≥90Mpa 110℃*24h≥110Mpa 1000℃*3h3、抗折强度:≥13Mpa 110℃*24h≥15Mpa 1000℃*3h4、热震稳定性:≥25次(900℃*3H,水冷)5、耐火度::≥1780℃6、耐磨性:≤8cm3(GB/T18301-2001)五、碳化硅耐磨耐火浇注料:碳化硅耐磨浇注料是以优质耐磨耐高温材料棕刚玉和耐磨、高导热材料碳化硅为基料,按严格的配方复合而成,具有高温强度好、耐磨抗冲刷、高导热、抗热震、耐腐蚀、密封性好速凝早强等诸多特点,是近年来对耐磨、高导性能要求高的部位最为理想的换代产品。
1、密度:≥2800Kg/ M32、耐压强度:≥90Mpa 110℃干燥后≥140Mpa 1350℃烧后3、抗折强度:≥12Mpa 110℃干燥后≥25Mpa 1350℃烧后4、热震稳定性:≥45次(850℃,水冷)5、耐火度:≥1790℃6、耐磨性:≤6cm3(GB/T18301-2001)7、SiC :≥50%一、微膨胀耐火可塑料:适用于锅炉敷管炉墙内层、烟道和炉顶等部位的内衬。
耐高温合金材料的微观组织和力学性能研究

耐高温合金材料的微观组织和力学性能研究耐高温合金材料主要由基体相和强化相组成。
基体相是一种具有良好高温强度和塑性的金属基体,常见的材料有镍基合金和钴基合金。
强化相是通过合金化元素的添加形成的,常见的强化相有γ'相和γ"相。
γ'相主要由镍铝基合金中的γ'相(Ni3Al)组成,具有良好的高温强度和抗晶界蠕变能力;γ"相主要由钴基合金中的γ"相(Co3Ti)组成,具有良好的高温强度和抗高温蠕变能力。
耐高温合金材料的微观结构与性能之间存在着密切的关系。
在高温下,材料的晶粒会发生晶粒长大、再结晶和晶界结构变化等现象,从而影响材料的力学性能。
此外,由于高温下的晶格畸变和相变行为,合金中可能会出现硬化相和析出相的形成,从而进一步增强材料的力学性能。
其中,晶粒尺寸对于合金的抗高温蠕变能力和抗疲劳性能具有重要影响。
晶粒较大时,晶界的数量较少,晶界的高温蠕变易于发生,材料的高温强度和抗疲劳性能较差;而晶粒较小时,晶界的数量较多,晶界的温度应力相对分散,材料的高温强度和抗疲劳性能较好。
因此,通过合适的热处理工艺和组织控制方法,可以实现合金材料微观组织的调控,进而提高其力学性能。
耐高温合金材料的力学性能主要包括高温强度、热蠕变性能和抗疲劳性能等。
在耐高温合金材料中,强化相起到了较大的作用。
合金中的强化相具有较高的熔点和良好的高温强度,可以有效地抵抗高温下的塑性变形和蠕变变形。
此外,合金中晶粒的细化和析出相的形成也可以进一步提高材料的高温强度和抗蠕变能力。
此外,材料的组织稳定性也对其力学性能具有重要影响。
在高温下,合金的组织会发生相变、析出等现象,导致材料性能的变化。
因此,通过对材料的成分和热处理工艺的优化,可以提高材料的组织稳定性,使其能够在高温下具有良好的力学性能。
综上所述,耐高温合金材料的微观组织和力学性能研究,是对材料的深入了解和性能优化的基础。
通过合适的合金设计和热处理工艺,可以使耐高温合金材料具备良好的高温强度、抗蠕变能力和抗疲劳性能,满足不同领域对材料高温应用的需求。
TP304H奥氏体耐热钢锅炉管的组织性能研究_赵永宁

STUDY ON STRUCTURAL PERFORMANCE OF HEAT-RESISTING BOILER TUBES MADE FROM TP304H AUSTENITE STEEL
图 3 弯管向火面组织 400@
图 6 向火面能谱线扫描( B1L)
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图 7 样品能谱线扫描谱线
图 8 为样品能谱面扫描照片, 可以看出, 析出相富 铬贫镍、贫铁。
图 8 能谱面扫描 照片
1. 3 扫描电镜能谱分析 采用 AM RAY1830 扫描电子显微镜和 Nor thern
能谱仪, 对样品进行能谱分析。 图 9 为样品基体的能谱分析图谱, 分析结果为
Fe: 69. 7% ; Cr: 20. 95% ; Ni: 7. 92% 。可 以 看 出, T P 304H 钢管基体中含有铁、铬、镍合金元素, 以铁元 素为主, 其次是铬元 素, 该结果 与 T P304H 钢的化学 成分一致。
图 9 样品基体的 能谱
图 10 为样品中析出物的能谱分析图谱, 分析结果 为 Fe: 36. 91% ; Cr: 59. 11% ; Ni: 3. 73% 。析出物中
ZH AO Yong- ning, YU E Zeng- w u
Shandong Elect ric Power Research Ins tit ut e, Jinan 250002, S handong Province, PRC
Abstract: In order t o st udy t he str uctural perfo rmance of T P 304H austenit e heat- resist ing st eel used in long- t erm hig h- t em perature and high- pressure, and having occurred ov erheat t ube- burst, the met al lug-i cal st ruct ur al analysis, elect ronic probe t est , scanning elect ronic microscopic spect rum analy sis, and m echanic propert y t est under nor mal atm ospher ic t em perature etc. have been carried out ont o t he spec-i mens. R esult s of st udy show t hat t he carbide Cr23C6 m ay separ at e out in t he st ruct ure of T P 304H aust enit e heat- resist ing st eel, and R phase being separ at ed out along g rain boundar ies, under high- temperat ure and hig h- pr essure, t hereby, result ing in decrease of impact to ug hness, plasticity , and ant-i o xidat ion propert y of said st eel, m aking poor chro nium being produced alo ng g rain bo undo ries in the solid solut io n, incr easing t he sensitivit y of g rain boundary co rrosio n. T he m ore R phase separat ed out , the low er strengt h of T P304H st eel becomes. Key words: T P304H steel; str uctural perf ormance; high- t emperat ure; carbide; R phase; st reng th
机械工程中的耐热和耐腐蚀材料分析

机械工程中的耐热和耐腐蚀材料分析机械工程是一门研究设计、制造和操作机械设备的学科。
在各种机械设备中,耐热和耐腐蚀材料起着至关重要的作用。
在分析这些材料之前,我们需要了解什么是耐热和耐腐蚀材料,以及它们在机械工程中的应用。
首先,耐热材料是指能够在高温环境下保持其物理和化学性质的材料。
在机械工程中,耐热材料常用于高温燃烧器、烟囱、锅炉等设备中。
耐热材料需要具备较高的熔点,能够抵抗高温引起的膨胀和变形,并且具备优异的导热性和热膨胀系数。
常见的耐热材料包括高温合金、陶瓷材料和耐火材料等。
其次,耐腐蚀材料是指能够抵抗腐蚀性介质侵蚀的材料。
不同的介质对材料的腐蚀作用不同,因此需要选择能够适应特定环境的耐腐蚀材料。
在机械工程中,耐腐蚀材料广泛应用于化工设备、海洋设备以及供水和排水系统等。
耐腐蚀材料需要具备耐酸碱、抗氧化和耐高温等性能。
常见的耐腐蚀材料包括不锈钢、耐酸碱合金和橡胶材料等。
耐热和耐腐蚀材料在机械工程中的应用非常广泛。
例如,在航空航天领域,耐热材料被广泛应用于发动机涡轮叶片和燃烧室等部件中,以保证在高温工况下的正常运行。
在化工工业中,耐腐蚀材料被用于制造化工设备,以抵抗腐蚀性介质带来的损害。
在能源领域,耐热材料用于制造锅炉和烟囱等设备,保证其在高温环境下的安全运行。
针对不同的应用需求,科学家们不断研究和开发新的耐热和耐腐蚀材料。
例如,在耐热材料领域,高温合金是一种关键材料。
高温合金是一种由金属和其他元素组成的合金,具备较高的熔点和优异的耐热性能。
科学家们通过改变金属元素的配比和添加其他元素,不断提高高温合金的耐热性能,以满足越来越严苛的工程要求。
在耐腐蚀材料领域,不锈钢是一种常见且广泛使用的耐腐蚀材料。
不锈钢具备较高的抗腐蚀性能、耐酸碱性和优异的机械性能。
科学家们通过改变不锈钢的化学成分和微观结构,研发出了多种不同性能的不锈钢材料,以满足各种工程应用的需求。
虽然耐热和耐腐蚀材料在机械工程中发挥着重要的作用,但是它们也存在着一些挑战和限制。
锅炉炉排材料

锅炉炉排材料本公司焚烧炉液压设备系统由光大环保技术装备(常州)有限公司研发制造,包括液压站、液压阀站、各液压缸及液压辅助冷却测量等系统和由液压驱动的隔料门、给料炉排、焚烧炉排及除渣机及连接各设备用的液压管道组成.给料遮断门由液压缸控制,可实现就地及远程两种控制模式.给料遮断门主要用于启、停炉过程中密封锅炉垃圾溜槽,防止冷空气进入锅炉,影响锅炉的升、降温要求。
给料炉排位于溜槽的底部,给料炉排总宽度为5100mm,保证定量、均匀地将垃圾送到焚烧炉排上。
每台给料炉排装有三个液压给料推杆,将垃圾通过给料推杆推入焚烧炉中。
给料推杆为液压驱动,液压缸由液压站提供动力.给料动作包括瞬时快速的压缩动作和缓慢的给料动作,而后是快速的退回动作。
每次动作行程的速度可通过控制系统调节,推动的速度和距离可在中央控制室的计算机上设定。
液压缸安装在完全封闭的防尘罩内。
焚烧炉排由固定炉排、滑动炉排和翻动炉排三种炉排组成,独特的翻动炉排设计使炉排不仅具有通常的往复运动功能,而且还具有翻动功能,加强了对垃圾的搅拌、松动、通风作用,对低热值、高水分特点的垃圾焚烧具有一定的优势,使炉渣热灼减率控制在<3%.整个焚烧炉排分为5个炉排区组,每个标准炉排组包括两个滑动炉排片、两个翻动炉排片和两个固定炉排片,以及六个液压缸组成,完成对垃圾的移动、翻动功能。
滑动炉排片形成水平运动,确保垃圾燃烧层在水平方向向前运动;翻动炉排片形成上下移动,确保垃圾层翻转移动。
每组炉排的速度和频率可单独控制,提高了焚烧炉对热值波动范围很大的生活垃圾的适应性。
此外,在必要时可以完全停止运行,对垃圾在焚烧炉排上完成干燥、加热、分解、燃烧、燃烬的每个反应过程能得到较好的控制。
在焚烧热值较高的垃圾时,通过在控制系统中预设翻动与滑动次数的比值,来降低每组翻动炉排片的动作频率,减少垃圾在垃圾炉排上的停留时间,以保证焚烧炉处理垃圾的数量。
炉排片的宽度为 300 mm,每行炉排有 17 块炉排片,焚烧炉排的总宽度为5100mm。
垃圾发电厂锅炉受热面CMT堆焊Inconel625镍基材料技术分析

的数控 加 工编 程更 流 畅 。 参考 文献
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的模具设计 特种铸造及有 色合金,2016(10):1077—1079. [3】徐 宗驰,姚 芳萍,李金 华 .基 于 CAD/CAM 的座 体 熔模模 具 三 维
以氯腐蚀 为主 。
主要是碱金属盐的热腐蚀 ,即 Na,Fe(SO ) 及 K,Fe(SO ) 的腐蚀。
c1往 往 以气 态 HC1、C1:和 金属 氯 化物 KC1、NaC1、ZnC1 、PbC1 综上所述 ,垃圾炉受热面管在腐蚀 环境 中逐渐被侵蚀 、消耗 。同
等沉 积物 出现 在焚烧环境 中 ,在焚烧 炉的高温含 氯气氛 中 ,除直接 时 ,垃圾燃烧 时产生 的大量 灰粉冲刷受 热面管 ,使受 热面管外 表面
应地气氛中的两种氧化剂 O 和 Cl:被还原,基体金属进一步被氧 锅炉管外壁堆焊耐高温腐蚀镍基合金材料的方法 ,但传统的堆焊
化并 与结 合成 疏松 的氧化物 粒子形式沉积 ,或与 C】姑 合生成氯化 方法对 锅炉管基材损伤严重 ,且稀释率在 10%~20%之 间 ,难 以满足
物 ,这样 随着腐 蚀的进行 ,就在熔融 氯化物 的外表 面形 成一层 疏松 使用要 求。本 文介 绍的 CMT技术 (Cold Metal Transfer) (转 下 页 )
气相腐 蚀外 ,这些 金属氯化 物低 熔点灰分沉 积盐与金 属表层 的氧 不 同程 度的磨损 。在上述多重 因素共同作用下 ,受热 面管从外 向内
耐热耐磨炉排材质的组织和性能研究(综述)

文献综述报告耐热耐磨炉排材质的组织和性能研究研究生:陈家坚指导教师:朱权利学号:200920102154学院:机械与汽车工程学院专业:材料加工工程华南理工大学研究生院二〇一〇年十一月耐热耐磨炉排材质的组织和性能研究摘要:研究了我国大型城市生活垃圾倾斜逆推式炉排炉中炉排片的工况条件,提出了相应工况下对炉排片材质耐热耐磨的要求。
对国内外耐热合金及高温耐磨合金材料的发展现状作了简述,并综合分析了国内外炉排材质的研究和应用状况,提出了我国大型城市生活垃圾焚烧往复炉排材质的现存问题,进而指出其发展趋势。
最后,提出了大型城市生活垃圾焚烧炉往复炉排材质的成分设计及其优化思想,为炉排材质的成分设计和组织性能研究提供一定的理论指导。
关键词:炉排,耐热,耐磨,组织,性能1 前言当前,城市生活垃圾处理已成为我国各个城市面临的严峻问题。
随着国民经济的高速发展以及人民生活水平的提高,生活垃圾日渐增多,如果处理不当将造成生态环境的严重破坏。
采用焚烧法来处理固态垃圾是实现其无害化、减量化、资源化的有效手段,在国内外受到了日益广泛的重视[1]。
目前,大型生活垃圾焚烧设备通常有流化床、回转窑、热分解炉和机械炉排焚烧炉等。
机械炉排焚烧炉的技术完善可靠,容量大,对垃圾的适应性强,绝大部分固体垃圾不需要任何预处理可直接进炉燃烧,尤其适用于大规模垃圾的集中处理,可进行垃圾焚烧发电(或供热),其应用占全世界垃圾焚烧市场总量的80%以上[2]。
针对我国目前垃圾处理的现状以及我国城市生活垃圾高水分、低热值的特点,机械往复炉排焚烧炉技术是最适宜我国城市垃圾焚烧的技术。
由于垃圾焚烧技术较复杂、技术含量高,我国在这方面的技术力量相对来说还比较薄弱,其中大型城市生活垃圾往复炉排炉焚烧厂的建设主要还是依靠引进国外先进的焚烧炉,建设投资相对较高。
炉排是往复炉排中堆置垃圾并使之充分燃烧的重要部件,生产高性能的炉排是大规模焚烧炉的关键技术之一。
然而,炉排的进口价格昂贵,运行成本很高,如果长期依赖国外进口,势必影响企业的效益,导致垃圾发电的推广应用受到阻碍。
锻压司太立(Stellite)合金 6耐冲击高温磨损,司太立(Stellite)合金 6执行标准

锻压钴铬钨(司太立/Stellite)合金系列,高温耐磨损合金『常见问题』:司太立合金系列有哪些?司太立合金是什么材质?司太立合金执行标准是什么?司太立合金抗拉强度是什么?司太立合金是什么价格?司太立合金屈服强度是什么?司太立合金对应什么牌号?司太立合金硬度是什么?『形态』司太立合金棒材,司太立合金板材,司太立合金无缝管材,司太立合金带材,司太立合金卷材,司太立合金盘丝,司太立合金扁条,司太立合金圆棒,司太立合金厚板,司太立合金光棒,司太立合金圆钢,☄電号:131, --670,--221--22,锻压司太立6B硬度HRC40 延伸率5.5% ;锻棒Ф25-Ф130等;锻压司太立6K硬度HRC45延伸率2.5%;锻板30*50*L等;锻压司太立12硬度HRC45延伸率4.5%;锻板30*50*L等;研制中锻压SC50硬度HRC50左右,延伸率2.5%;锻棒Ф25-Ф130等;锻压类耐热耐磨损合金性能:锻造类合金种类。
锻压类耐热耐磨损合金有韧性,耐冲击。
但是这类合金牌号只有stellite6B与stellite6K两种;原因在于大量的碳化物与足够高的材质硬度,让锻压过程变得非常困难。
即高硬度的各种碳化物在锻压过程中,容易开裂,锻压工艺性差。
锻造类合金性能。
在多年生产stellite6B与stellite6K的基础上,研制出来SC50。
保持6B与6K基础上,将硬度提升至HRC50。
这三种锻压类耐热耐磨合金的性能数据如下:(数据来源:测试中心检测。
性能指标源自试样。
)应用领域:钴铬钨合金,包括锻造stellite6B,stellite6k,铸造stellite12,stellite20;这些合金材料应用于航空航天行业、化工行业、热镀锌行业、仪表行业、注塑机械、模具行业的高温高压阀门、流体阀座、轴承、沉没辊、导向辊、冲压模具、挤压模具等;热锻模具、锯齿、螺旋推杆、螺杆、丝杆、化纤切断刀、熔融金属工况、各种耐磨工况下的热电偶保护管以及其他高温耐磨耐腐蚀环境中的部件等。
炉排材质标准-概述说明以及解释

炉排材质标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述炉排材质在工业生产和能源领域中起着至关重要的作用。
它是在炉内支撑和传导燃料并承受高温和压力的关键组件。
因此,选择适合的炉排材质对于保证炉的正常运行、提高能源利用率和延长使用寿命至关重要。
炉排材质的选择标准多种多样,包括高温强度、耐腐蚀性、耐磨损性、导热性等。
不同工作环境和需求下,炉排材质的性能要求也不尽相同。
一方面,对于高温炉排,材料需要具备较高的耐高温特性,以保证在高温下仍能保持稳定的力学性能。
另一方面,炉排通常需要经受燃料气体和化学物质的腐蚀,因此耐腐蚀性是选择炉排材质时一个重要的考虑因素。
同时,由于炉排在运行过程中会不断受到煤炭和灰分的磨损,材质的耐磨损性也是必不可少的考虑因素。
除了以上一些基本性能,炉排材质的导热性和热膨胀系数也是选择标准的重要因素。
较高的导热性可以促进燃料的传导和燃烧过程的高效进行。
而热膨胀系数高低决定炉排在高温下能否有效地抵抗热应力,完成长时间的使用。
在探索和选择炉排材质时,科学家和研究人员需要综合考虑这些因素,并在材料的平衡性能中找到最佳的技术和材料组合。
不断地研究和创新将有助于改进炉排材质的性能,提高能源利用效率和延长炉排的使用寿命。
因此,制定炉排材质的标准和规范是至关重要的,它们为研究人员和从业人员提供了指导,以确保炉排材质适应不同的工业应用和需求。
同时,这也为未来的炉排材质研究和应用提供了方向和潜力。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:在本文中,将按照以下结构进行讨论。
首先,将在引言部分概述炉排材质标准的重要性和本文的目的。
接下来,正文部分将解释炉排材质的重要性以及选择标准。
最后,在结论部分将总结炉排材质标准的重要性,并对未来炉排材质研究进行展望。
通过这种结构,读者将能够全面了解炉排材质标准的重要性以及相关的选择标准。
首先,通过概述部分,读者将对炉排材质标准的概念有一个初步的了解。
然后,正文部分将详细介绍炉排材质的重要性,包括其对炉排性能和寿命的影响。
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文献综述报告耐热耐磨炉排材质的组织和性能研究研究生:陈家坚指导教师:朱权利学号:200920102154学院:机械与汽车工程学院专业:材料加工工程华南理工大学研究生院二〇一〇年十一月耐热耐磨炉排材质的组织和性能研究摘要:研究了我国大型城市生活垃圾倾斜逆推式炉排炉中炉排片的工况条件,提出了相应工况下对炉排片材质耐热耐磨的要求。
对国内外耐热合金及高温耐磨合金材料的发展现状作了简述,并综合分析了国内外炉排材质的研究和应用状况,提出了我国大型城市生活垃圾焚烧往复炉排材质的现存问题,进而指出其发展趋势。
最后,提出了大型城市生活垃圾焚烧炉往复炉排材质的成分设计及其优化思想,为炉排材质的成分设计和组织性能研究提供一定的理论指导。
关键词:炉排,耐热,耐磨,组织,性能1 前言当前,城市生活垃圾处理已成为我国各个城市面临的严峻问题。
随着国民经济的高速发展以及人民生活水平的提高,生活垃圾日渐增多,如果处理不当将造成生态环境的严重破坏。
采用焚烧法来处理固态垃圾是实现其无害化、减量化、资源化的有效手段,在国内外受到了日益广泛的重视[1]。
目前,大型生活垃圾焚烧设备通常有流化床、回转窑、热分解炉和机械炉排焚烧炉等。
机械炉排焚烧炉的技术完善可靠,容量大,对垃圾的适应性强,绝大部分固体垃圾不需要任何预处理可直接进炉燃烧,尤其适用于大规模垃圾的集中处理,可进行垃圾焚烧发电(或供热),其应用占全世界垃圾焚烧市场总量的80%以上[2]。
针对我国目前垃圾处理的现状以及我国城市生活垃圾高水分、低热值的特点,机械往复炉排焚烧炉技术是最适宜我国城市垃圾焚烧的技术。
由于垃圾焚烧技术较复杂、技术含量高,我国在这方面的技术力量相对来说还比较薄弱,其中大型城市生活垃圾往复炉排炉焚烧厂的建设主要还是依靠引进国外先进的焚烧炉,建设投资相对较高。
炉排是往复炉排中堆置垃圾并使之充分燃烧的重要部件,生产高性能的炉排是大规模焚烧炉的关键技术之一。
然而,炉排的进口价格昂贵,运行成本很高,如果长期依赖国外进口,势必影响企业的效益,导致垃圾发电的推广应用受到阻碍。
因此,在消化吸收国外先进技术的基础上,研制适合我国城市垃圾焚烧往复炉用炉排,使其综合性能和使用寿命达到或超越国外先进产品的水平,同时降低制造成本,提高其商业应用水平,具有重要的意义。
2 机械往复炉排的工况特点及其对材质的要求机械往复炉排是垃圾焚烧炉中当前最为优越的城市生活垃圾焚烧设备,分为水平式和倾斜式两种,其中倾斜式又可分为逆推式和顺推式。
倾斜逆推式往复炉排在机械往复炉排中焚烧效率最高,但其炉排的工况条件也最为恶劣,因而对炉排材质也提出了更高的要求。
现以某大型逆推倾斜式垃圾焚烧炉排为例来阐述炉排的工况特点,其示意图见图1。
图1倾斜逆推式往复炉排示意图生活垃圾焚烧炉排的技术特点、我国城市垃圾的特点、焚烧工艺以及垃圾燃烧产物特点决定了炉排的工况条件。
(1)技术特点:大型焚烧炉单机日处理量可达800t/d;可以以油为辅助燃料,不需掺煤;进炉垃圾不需预处理;依靠炉排的机械特殊运动实现对垃圾的翻动与混合,提高垃圾燃烧效率;焚烧炉内垃圾可稳定燃烧,飞灰量少,炉渣热酌减率较低;各方面技术成熟,设备年运行时间达8000小时以上;不宜经常起炉或停炉。
(2)我国城市垃圾特点:我国城市生活垃圾具有“高水分、低热值”的特点,且垃圾组成中餐厨余垃圾所占比例高,生活垃圾管理不规范,混合收集,固体杂质较多。
(3)工艺特点:炉排炉燃烧室分为预热干燥区、主燃区和燃烬区, 为了防止垃圾低温燃烧时产生有害气体,燃烧温度需控制在850℃-950℃,且烟气在该温度区域停留时间至少2s[3]。
为保证垃圾的充分燃烧,加速垃圾的干燥过程,一般燃烧空气先进行预热后再进入炉内,针对我国垃圾的特性,通常将一次风加热到250℃左右[4]。
垃圾焚烧炉一次风主要来自垃圾贮存坑,其中含有少量垃圾腐蚀发酵产生的臭气NH3、H2S等。
但为了使垃圾充分稳定燃烧,一次风加热后由炉排底部引入且燃烧过剩空气系数为:1.2~1.6,这使得炉排工作在氧分压保持较高的条件下,一次风同时也对炉排片起到了冷却的作用[5]。
(4)燃烧产物特性:垃圾焚烧过程中产生的炉渣是由陶瓷和砖石碎片、石头、玻璃、熔渣、铁和其他金属及可燃物组成的不均匀混合物。
大颗粒炉渣(>20mm)以陶瓷/砖块和铁为主;小颗粒炉渣(<20mm)则主要为熔渣和玻璃[6]。
炉渣中部分径粒较大的会留在炉排上部,在垃圾焚烧过程将对炉排片的工作面产生磨损作用。
炉渣的主要组成元素有Si、Al、Ca、Na、Fe、C、K和Mg,与飞灰相比,炉渣中的重金属(如Cd、Hg、Pb和Zn)含量比较低;炉渣的溶解盐量小于1%(主要为Ca、Na和K的氯化物),炉渣的主要成分为SiO2、Al2O3、CaO等[7]。
同时,我国城市垃圾中含有大量的塑料等有机物,燃烧时会产生较多的HCl、SO2等酸性气体。
文献[8]中指出,在高温下垃圾焚烧锅炉的过热器及蒸汽管道部位金属材质易于产生高温氯化型腐蚀。
氯化物型腐蚀发生的条件[9],一是有足够高浓度的HCl存在,一般应≥0. 35 %;二是近壁处是还原性气氛,存在CO 和H2。
氯化物型腐蚀单独存在的可能性不大,主要是HCl作为一种破坏氧化膜的腐蚀性气体,起到加速其它类型腐蚀的作用,同时受热面处于氧化性气氛可减轻氯化物型腐蚀。
由垃圾焚烧的工艺特点可知,炉排片始终在氧分压较高的高温环境下,高温氧化应该是其主要的腐蚀形式。
综上可知,炉排片是在高温氧化性气氛为主、高温磨料磨损且负载条件下长时间不间断运行的。
根据马晓茜等人对大型城市生活垃圾焚烧炉进行的数值模拟结果[10],主燃区的温度最高,达到了950℃。
同时炉排在使用过程中要求相互间配合紧凑,各部位间隙尺寸一致,一般间隙尺寸应在3~5mm之间。
根据文献[11]、[12]的研究,炉排片的加强筋板与其工作面存在较大的温差,温差约在150-250℃左右。
因此,恶劣的工况条件对炉排片的材质提出了以下要求:(1)具有优良的耐热能力,即高温抗氧化性、热强性及高温下的组织稳定性;(2)具有良好的抗高温磨粒磨损能力;(3)热膨胀系数适宜,即炉排材质的热膨胀不影响炉排的正常工作。
3 国内外耐热合金及高温耐磨合金材料的发展现状3.1 国内外耐热合金的发展现状耐热合金材料包括耐热合金铸钢及耐热合金铸铁。
耐热合金铸钢是指通过合金化设计,在高温下具有高的抗氧化性即热稳定性和热强性的特殊钢。
耐热合金铸铁与耐热合金铸钢相比,其含碳量较高,但二者的合金化原理相似。
为了提高合金的热稳定性,通过合金化方法加入Cr、Si、Al和Ni等元素后,合金在高温氧化环境下表面就容易生成高熔点致密的且与基体结合牢固的Cr2O3、SiO2、Al2O3等氧化膜,或形成致密的复合氧化膜,提高合金氧化膜的热稳定性。
因此,根据合金化方法可将炉排材质分为Cr系、Si系和Al系耐热材料。
随着工业的发展,高温工况条件越来越恶劣,为了延长设备的使用寿命,国内外一直致力于耐热合金材料的研究,发展了一系列的耐热铸钢和耐热铸铁。
Cr系耐热钢以其优异的热强性、抗蠕变性以及良好的抗高温氧化与其它类型腐蚀能力,引起了人们广泛的关注[13,14,15]。
国内外对其的研究大多是应用于石油、化工和电站锅炉[16,17]等行业,例如锅炉过热器、联箱和蒸汽管道等。
这些耐热钢主要为铬含量在9 %~12 %的高铬耐热钢。
该系列钢的典型代表有的12CrMoV耐热钢和以它为基础研制的新型高铬马氏体耐热钢[18,19,20],包括美国的P91/T91(X10CrMoVNb9·1)、欧洲开发的E911以及日本的P92/T92(NF616M)、HCM12A(T122)[21]等;中国自行研制奥氏体高铬系列耐热钢包括102(12Cr2MoWVTiB)、HCM2S、T24(7CrMoVTiB10-10)[22]等。
在一定范围内,随着铬、镍含量的提高,其耐热性能会有所提升。
这类Cr系耐热钢往往具有较高的Cr、Ni含量,例如ZG40Cr25Ni20、ZG35Cr18Ni25Si2、ZG30Cr20Ni10。
考虑到其经济性,出现了以Mn、N代Ni的Cr系耐热钢[23,24],例如ZG30Cr22Ni4Mn7Si2RE和UNSS20910。
Cr系耐热铸铁包括RTCr、RTCr2、RTCr16 及高Cr铸铁。
进一步发展,出现了以资源丰富的Al、Si为主要氧化性元素的Al系、Si系耐热铸铁。
常见的Al系耐热铸铁有RQTA14Si5、RQTA15Si5和RQ2TA122 [25 ] 。
随着Al含量的增多,耐热性能虽有所提高,甚至可能超过Cr系耐热合金。
但必须指出,Al系耐热铸铁脆性较大,制作工艺较难控制。
Si系耐热铸铁以RTSi5、RQTSi4、RQTSi5、RQT2Si4Mo为代表。
Si系耐热合金同样具有优异的热稳定性且工艺性能优良,但其材质脆性较大以及抵抗温度变化能力弱的缺点,制约了Si系耐热铸铁的使用范围。
高Ni奥氏体耐热铸铁具有出色的耐热性能,但其价格昂贵,在温度较高领域应该较多。
3.2 高温耐磨合金的研究现状随着水泥、燃煤锅炉、冶金工业的发展,国内外加快了对高温耐磨合金研究的步伐,取得了一定的研究成果。
目前,在国外研究较成熟为高铬镍耐热钢,如SCH-21、HH、HI和Cr25Ni20等。
为了提高其使用寿命,同时降低成本,郑州大学的孙玉福等人[26]在其基础上进行优化设计,研制出了使用寿命比Cr25Ni20耐热钢提高20%-40%的铬镍氮稀土抗磨耐热钢。
山东鲁源电力开发有限公司的王永刚等人[27],采用高铬高镍材质,研制出了高温不锈耐热抗磨钢喷燃器。
国内外对耐热合金在其耐热性能方面的研究相对较多[28,29,30],但对其的高温磨损的研究相对较少。
在耐磨合金方面,国内外在耐磨铸钢和铸铁方面的研究主要在其耐磨性能方面,但对其耐热性能和高温氧化磨粒磨损性能方面的研究较少。
针对应用于高温磨粒磨损方面的材质研究多为价格昂贵的高铬高镍材质。
如果将耐热合金直接作为大型城市生活垃圾焚烧炉中炉排片的材质,可能会导致较大的磨损损失。
如果炉排片采用上述研制的高铬高镍材质的抗高温磨损材料,则会造成垃圾焚烧成本增大,降低企业经济效益。
同时,由于Ni资源较少,不利于炉排材质的长期应用研究。
因此,设计经济合理的炉排材质并对其耐热性能和抗高温氧化磨粒磨损性能研究具有很大的意义。
4 国内外炉排材质的研究和应用状况4.1 常用的炉排材质分类炉排片的工作工况十分恶劣,为保证炉排片的使用寿命,炉排片应选用在高温下耐磨、耐热及耐腐蚀的材料制造。
通常选用耐热合金铸钢和耐热合金铸铁[31-32]。
按应用于炉排的耐热合金的组织特征可分为奥氏体型和奥氏体-铁素体双相型。