轉爐煙罩冷卻水管失效機理及新型防護涂層研究.pdf

1、轉爐煙罩是轉爐煉鋼過程中的主要設備之一,轉爐煙道汽化冷卻的運行工況隨轉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生嚴重的危害,表現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,且壽命期內事故率很高,經常檢修,嚴重影響了鋼鐵生產的正常進行,造成了重大的經濟損失.本文以冷卻水管的失效機理為依據,設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、決轉爐煙罩爆管這一重大技術問題,延長轉爐移動煙罩的壽命.通過金相顯微鏡、電子探針等設備對轉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生熱應力,熱應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的相應性能進行了比較.在此基礎上,通過金相觀察、掃描電鏡及電子探針分析技術對涂層的顯微組織結構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,它具備較高的結合強度、優(yōu)良的抗熱循環(huán)及抗熱震性能,具有