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1、黑龙江冶金1提高水力喷射器喷嘴与喉管使用寿命‘,,,,““““公茂秀张铮康雯雯马静章蔡薇1.山东省冶金科学研究院,山东济南250(14;2.济南钢铁股份有限公司装备部山东济南250101)摘要:,,本课题设计并制造了应用于水力喷射器的高铬铸铁喉管与喷嘴装机试用结果证明有效的提高了使用寿命。对高铬铸铁喷嘴与喉管的化学成分,金相组织,碳化物形态,热处理工艺等进行,了分析对提高其使用寿命的机理进行。了探讨:;;;;关键词高铬铸铁喷嘴喉管碳化物马氏体,水力喷射器是火力发电锅炉底渣的短距离水蚀磨损而报废因此提高其抗冲蚀磨损性能是
2、提力输送设备,喷嘴与喉管是水力喷射器上的两个高其使用寿命的主要途径。。,关键零件〔’」用来输送灰渣或石子煤是火力发。电厂水力除灰渣系统中的常用产品水力喷射器、、。主要由喷嘴喉管扩散管等组成水的进口压力为1.4一1.58MPa,出口压力为0.41一0.46MPa,本,次试验的某电厂出渣量为50t/h喷嘴水流量为。40时/h在德国原装设备上这两个零件使用寿,一命达6年之久国产零件使用寿命一般仅为46,。图1水力喷射器喷嘴示意图个月最长使用寿命不超过7个月由于零件磨,,,损严重更换频繁现场操作人员劳动强度大换,。,件时要停车
3、降低生产作业率因此提高喷嘴和。喉管的使用寿命十分必要1研究目的图2水力喷射器喉管示意图本课题的研究目的是使喷嘴的使用寿命从现2.1材料选用[z.3〕,4一6在的个月提高到一至二年喉管的使用寿命,口。高铬铸铁属白铸铁一般在亚共晶或共晶一一从现在的46个月提高到812个月。范围内应用高铬铸铁具有优异的耐蚀性和抗磨2,。试验方案性因此选用高铬铸铁做喷嘴与喉管2..13}1高铬铸铁成分设计[z,喷嘴(见图l)与喉管(见图2)是形状比较简、高铬铸铁的化学成分应确保碳化物类型数,,单的零件通常用铸件制造喷嘴是在灰水的冲蚀量适宜,使
4、基体组织具有足够的淬透性,达到使用,下工作喉管是在水和灰渣或石子煤混合的液固。工况条件下所要求的性能。两相冲蚀工况条件下工作其失效形式一般是冲为使高铬铸铁具有高的耐磨性和耐冲蚀性:一一收稿日期2(X)7050320or年第4期,,。3能选定组织应具有嶙C型碳化物基体组织为冒口保温浇注后使铸件在铸型中充分冷却后开。。马氏体箱.(l)高铬铸铁的强度性能随铬的质量分数增24热处理工艺设计[z,5,7],,加而增加在铬的质量分数为25%时达到最高当为使喉管与喷嘴具有马氏体基体和最高的淬.,碳的质量分数大于28%时高铬铸铁的碳化
5、物为,。火硬度需进行高温淬火在空气中淬火的高铬。3,不连续的呱c型碳化物质量分数25%的cr得白口铸铁件存在着较大的内应力应尽快进行回,,,Cr7C:型碳化物。到(Fe)此种碳化物在(Fe火处理回火处理的加热温度从消除内应力的角,、,,,,er3eFeer7e3和(eCr234以〕℃[s])()r)C6三种碳化物中度应不低于回火处理在使马氏体得到回,,硬度最高达到l30一180〔“〕因此确定铬的质,。Hv火的同时还会使残余奥氏体有所减少量分数为24.5%一26.5%。2,3试验实施及结果()增加碳的质量分数将增加碳化物
6、的数,,量有利于耐磨性的提高但却降低淬透性;然而3.1试验实施,过高会出现过共晶碳化物过共晶碳化物呈粗针,熔炼和浇注按预定试验方案进行热处理在,。,73状严重降低铸件强度为得到(Fecr)c型碳,lxx〕士,井式电阻炉中进行随炉升温至20℃保温,.,化物碳的质量分数必须大于28%因此确定碳1.sh,将试件取出,自然冷至室温。.一.。的质量分数为28%32%3.2试验结果,,(3)为了空淬得到马氏体组织提高淬透性3.2.1高铬铸铁喷嘴与喉管化学成分使,基体有足够的耐磨性和强度加人质量分数为。..,。试制的喷嘴与喉管的化学
7、成分见表1一15%22%的铝提高淬透性..322铸态金相组织(4)锰与铂联合使用对提高淬透性具有很好,对铸态喷嘴与喉管进行金相分析其结果如,,s的效果但锰剧烈地降低M点造成大量残留奥:,..。下一氏体因此确定锰的质量分数为06%10%+,铸态组织为亚共晶共晶组织奥氏体首先,(5)硅是降低淬透性的元素含硅高会导致产,,从液体中生成奥氏体生成到一定数量余下的液,0.4%,生珠光体硅的质量分数低于在感应炉中,熔炼困,可能使渣太粘,使用0.6%的硅,熔炼容易体成分达到共晶成分结晶成奥氏体与碳化物的,。,..共晶组织铸态喷嘴与喉
8、管的基体组织为奥氏体一控制因此确定硅的质量分数为05%08%之..323碳化物形态及分布。间高铬铸铁喷嘴与喉管的碳化物具有典型的2.2金相组织的设计r,e73,,r,(CF)C型碳化物的特征金相分析表明(C.。:7C3+铸造后组织(FeCr)碳化物奥氏体,,7:Fe)C型碳化物呈纤维状在一个共晶晶区中心.:7+热处理后组织(Fec
