目前耐高温陶瓷管仅枪头长800mm部位使用1Cr18Ni9Ti不锈钢管,不锈钢在高温下的氧化属于典型的化学腐蚀。耐高温陶瓷管破损状况基本分两种:
(1)枪体外管严重氧化损坏。外管枪体前端200~300mm脱落,呈现不整齐断面,同时在管体表面形成2~4mm多层疏松的尖晶石型氧化皮,冷态后轻轻敲击即会剥落。
(2)内管冲刷磨损损坏。由于煤粉以25m/s速度冲体内壁,风温达1100℃,基体强度下降,加剧了冲刷磨损效应。管体壁形成沙沟状沟槽并因冲刷减薄,甚至局部磨出破洞。
分析因损坏而换下来的耐高温陶瓷管,60%~80%属于严重氧化、烧损;20%~40%因煤粉冲刷而破损。枪体弯曲部位磨破。
由于各风口工况不同,耐高温陶瓷管,每一风口温度、周围气氛、喷煤量不同,耐高温陶瓷管的使用寿命也有差别,平均寿命15天。煤比对耐高温陶瓷管的使用寿命影响较大,当煤比为150~180kg/t时,寿命平均10天;煤比130~150kg/t,寿命13天;煤比100~130kg/t,寿命15天;煤比80~100kg/t,寿命20天。
耐高温陶瓷管是在一个高温、冲刷磨损和腐蚀的恶劣环境中工作,再加上煤粉粒度、煤粉本身结构性质和所含杂质、气力输送等因素变化的影响,耐高温陶瓷管常以磨损、高温氧化、高温腐蚀和高温变形几种损坏形式出现。因此,选择耐磨损、耐腐蚀、抗高温、抗变形的材料制备耐高温陶瓷管就成为提高耐高温陶瓷管寿命的关键。
我公司针对以上问题,利用新型陶瓷材料的耐磨损、耐高温、耐腐蚀、韧性差的特性与具有高强度、高韧性的高温合金材料,采用自蔓延技术开发研制的“高温合金陶瓷内衬耐高温陶瓷管”,可以充分发挥单项材料间的长处,克服相互间的弱点,实现了提高耐高温陶瓷管寿命的目的。
我公司耐高温陶瓷管采用“陶瓷内衬合金管煤粉喷枪”,不仅提高了耐高温陶瓷管自身的使用寿命,同时也为保护风口,减少高炉休风创造了条件,更重要的是在稳定和提高喷煤量实现高炉高风温富氧,大喷吹方面有着举足轻重的作用。
尽管目前市场上也有类似产品的出现,但是这些耐高温陶瓷管平均寿命不高,仅为50天左右,存在的普遍问题是钢管内部所衬的陶瓷层孔隙率太高,不耐磨,陶瓷在高速煤粉的冲击下易碎,并且与钢管的结合的也不够紧密容易脱落。这主要是由于其制备技术不过关,在制备的过程中为了减少陶瓷层的孔隙率加入了大量的SiO2,这就导致陶瓷层的Al2O3含量降低,使得陶瓷层的耐磨性能以及与钢管结合强度大幅度降低。
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