轉(zhuǎn)爐煙罩冷卻水管失效機理及新型防護涂層研究.pdf

1、轉(zhuǎn)爐煙罩是轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的主要設(shè)備之一,轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷卻的運行工況隨轉(zhuǎn)爐冶煉工藝而周期性、急劇地變化.惡劣的運行條件對煙道的使用壽命產(chǎn)生嚴重的危害,表現(xiàn)為煙罩水管爆裂漏水.爐口移動煙罩的運行條件更加惡劣,其壽命只有1年左右,且壽命期內(nèi)事故率很高,經(jīng)常檢修,嚴重影響了鋼鐵生產(chǎn)的正常進行,造成了重大的經(jīng)濟損失.本文以冷卻水管的失效機理為依據(jù),設(shè)計煙罩水管新型防護熱噴涂涂層,并通過試驗對涂層的性能進行了研究,以期能獲取一種新型涂層,從而成功解

2、決轉(zhuǎn)爐煙罩爆管這一重大技術(shù)問題,延長轉(zhuǎn)爐移動煙罩的壽命.通過金相顯微鏡、電子探針等設(shè)備對轉(zhuǎn)爐移動煙罩進行分析,確定煙罩管失效的原因為:在超溫服役的情況下,煙罩管因受熱不均勻而產(chǎn)生熱應(yīng)力,熱應(yīng)力的作用使煙罩管表面生成橫向裂紋,氧沿裂紋的滲入,使裂紋處強度變低,裂紋得以進一步擴展,最終導致水管承受不了水壓力而爆管.根據(jù)水管失效機理、涂層的工件條件、涂層的使用性能、機械性能、工藝性能的要求,設(shè)計了三種鎳鉻基金屬涂層,并通過亞音速火焰噴涂制備了

3、涂層.并通過試驗對涂層高溫氧化、高溫腐蝕、沖蝕磨損、涂層結(jié)合強度、涂層硬度、涂層熱循環(huán)及抗熱震性等性能進行了研究,而且將涂層的使用性能與鍋爐管道常用材料20G的相應(yīng)性能進行了比較.在此基礎(chǔ)上,通過金相觀察、掃描電鏡及電子探針分析技術(shù)對涂層的顯微組織結(jié)構(gòu)及元素分布進行了分析,探討了涂層的高溫氧化和熱腐蝕的機理.綜合各試驗的結(jié)果,確定NiCr-3涂層是三種涂層中綜合性能最優(yōu)良的一種涂層,它具備較高的結(jié)合強度、優(yōu)良的抗熱循環(huán)及抗熱震性能,具有