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1、淺議鍋爐風帽性能改進措施第一作者第二作者摘要：對于鍋爐風帽生產(chǎn)企業(yè)來說，如何在提高風帽使用性能、增加使用壽命的同時，又能有效的降低生產(chǎn)成本，是當前生產(chǎn)企業(yè)面臨的重要問題。關(guān)鍵詞：風帽生產(chǎn)改進中圖分類號：TK223文獻標識碼：A文章編號：鎳屬于稀有元素，在風帽生產(chǎn)中必不可少，無形之中提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本?，F(xiàn)在有些企業(yè)在進行高溫耐磨鋼制風帽生產(chǎn)的時候，加入了稀土和錳元素來替代部分鎳，通過熱處理技術(shù)，對風帽生產(chǎn)進行了改進，不但提高了風帽的耐磨損性能、延長了使用壽命，而且降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，值得大力推廣。1現(xiàn)有風帽的成分及性能7上世紀90年代初期，我
2、國循環(huán)流化床鍋爐曾采用普通高硅耐熱鑄鐵和RQTSi5.5制作風帽，但該種風帽易燒毀壽命很短，一般在3個月左右，低的甚至不足2個月就燒穿。所以為了保證鍋爐安全運行，提高風帽的使用壽命、保證發(fā)電效率，一些電廠開始采用1Crl8Ni9Ti材質(zhì)來制造風帽。這種風帽壽命可達到6個月到1年。因為風帽的工作環(huán)境特別惡劣，長期處于900－1000℃的高溫環(huán)境中，且經(jīng)受煤渣的沖擊磨損，所以不少企業(yè)包括學者一直探尋開發(fā)新的耐高溫耐磨材料制造風帽，但是一直沒有令人滿意的材料提高風帽壽命，這一直是困擾電廠進一步提高經(jīng)濟效益的問題。隨著近年來隨著材料性能的不斷改進，很多
3、企業(yè)以Cr25Ni14Si2、2Cr25Ni20等材質(zhì)制造風帽，耐磨、耐高溫性能得以大幅提高，普遍的使用壽命可以達到1~2年，但是隨著近些年有色金屬的價格不斷攀升，大量合金元素的加入，特別是鎳元素的加入，使得企業(yè)生產(chǎn)成本大幅增加。所以根據(jù)合金元素對耐磨耐熱鋼的影響和風帽使用條件特點以及出于對經(jīng)濟性的考慮，最終選用ZG35Cr25Mn7Ni5Si2RE為基的耐磨耐熱鋼，提高此耐磨耐熱鋼在高溫氧化性氣氛及沖擊磨損的工況下的使用性能及經(jīng)濟性能。2化學成分對風帽性能的影響在滿足材料使用性能要求的前提下，以降低企業(yè)生產(chǎn)成本為原則，設(shè)計出適合于企業(yè)需求的耐
4、磨耐熱鋼，從而獲得良好的社會效益；并以碳、鉻、鎳和錳為主要元素，硅及稀土等為輔助元素，通過合適的元素成分配比，使它們之間達到有機結(jié)合，更好的發(fā)揮合金元素作用，并以較低的成本獲得良好的使用性能和經(jīng)濟效益。2.1碳7碳是鋼中的主要元素，對鋼的性能有很大影響。隨著含碳量的增加，鋼在室溫條件下析出滲碳體的數(shù)量也越多，給鋼帶來了很高的強度、硬度，但塑性、韌性下降。隨著溫度的提高，碳化物會不斷的聚合長大，對鋼的抗蠕變性能產(chǎn)生不利影響，特別是在高溫條件下長期使用，高的含碳量會使更多的碳化物從基體中析出，使固溶體中的合金元素含量降低，減弱合金元素在鋼中的強化作
5、用，使材質(zhì)的強度、塑性、耐蝕性和抗氧化性降低，所以耐熱鋼使用時含碳量不宜太高。碳可以和強碳化物形成元素(如Nb、Ti、V、W等)在高溫條件下形成穩(wěn)定的MC型特殊碳化物，可顯著提高鋼在高溫下的強度、硬度和耐磨性。但過高的含碳量容易使鋼在凝固時沿晶界析出網(wǎng)狀M23C6型碳化物，使鋼的脆性增大。碳在鋼中還是穩(wěn)定和促進奧氏體的元素。綜合考慮確定碳的含量為0.25%～0.45%。2.2鉻7鉻元素加入到鋼中，可以提高鋼的淬透性。而且鉻與鐵會形成連續(xù)固溶體使鋼的強度、硬度和耐磨性提高，但塑性、韌性會降低。鉻在氧化性介質(zhì)中會形成一層致密的氧化膜，并分布在晶界處
6、包裹在金屬晶粒的表面，阻止金屬基體繼續(xù)受到氧化而被破壞，因而隨著鉻含量增加，鋼的抗氧化性能提高。但隨工件使用溫度的進一步提高，要滿足工件對氧化性能要求的最好方法就是繼續(xù)增加鋼中鉻的含量，如工作溫度達到1100℃以上時，抗氧化的耐磨耐熱鋼的鉻含量就應大于25%才能滿足使用要求。在耐熱鋼和耐蝕鋼中，若鉻量過低，由于含鉻碳化物的沉淀析出會產(chǎn)生貧鉻區(qū)，使鄰近晶界貧鉻，降低鋼的抗腐蝕性和抗氧化性，使鋼塑性、韌性及強度降低，脆性增加。但鉻含量過高會形成M23C6，同時增加殘余奧氏體量，使硬度降低，耐磨性降低。為了保證材質(zhì)的高溫抗氧化性及耐磨性，應將鉻含量控
7、制在19%～28%范圍內(nèi)。2.3鎳鎳和碳不形成碳化物，它是形成和穩(wěn)定奧氏體的主要合金元素。在這方面的作用僅次于碳和氮。鎳與鐵以互溶的形式存在于鋼中的α相和γ相中，使之強化，并通過細化α相中的晶粒，改善鋼的性能，特別是韌性。當溫度超過950℃時，錳對抗氧化不利，而鎳則本身不氧化，盡管鎳不是抗氧化的有效元素，但可提高合金的高溫強度。在鎳鉻耐熱鋼中，鎳與鉻配合使用可以獲得良好的效果。在含碳量、含鉻量不變時，含鎳量提高則可顯著改善耐熱鋼的高溫性能與常溫性能。另外，由于鎳是一種稀缺的元素，綜合以上因素，把鎳的含量定在4%～6%。2.4硅硅在鋼中7不形成碳
8、化物，而是以固溶體的形態(tài)存在于鐵素體或奧氏體中。在氧化氣氛中加熱硅在鋼中可形成SiO2薄膜，大幅提高鋼在高溫時的抗氧化性能，可以起到部分地代替鉻的作用
