CN101070578A - 高铬铸铁锅炉雾化片及其制造方法 - Google Patents

高铬铸铁锅炉雾化片及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高铬铸铁锅炉雾化片及其制造方法，属于材料科学的技术领域。它的重量百分组成为：C：2.6－3；Mn：0.9－1.1；Si：1.8－2.1；S：0.09－0.13；P：0.014－0.028；Cr：30－33；Ni：0.26－0.4；Mo：0.06－0.1；Cu：0.1－0.2；Ti：0.03－0.055；Pb：0.004－0.01；余量为Fe。本发明所述的雾化片硬度高达HRC40－45，耐高温可达100－1150摄氏度，而且使用寿命较长。

Description

高铬铸铁锅炉雾化片及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种高铬铸铁合金，尤其涉及一种用于制造锅炉雾化片的高铬铸铁合金，属于材料科学的技术领域。
背景技术
锅炉雾化片是燃油锅炉上的燃油喷嘴上的一个部件，它用以将燃油形成雾状颗粒，由于长期在高温和高速气流的冲刷下，其耐热性能和机械强度要求很高，因此，锅炉雾化片一般选取耐高温、耐磨、耐腐蚀的含铬合金材料制成，例如在《节能技术》(1999年17卷第2期)杂志上“锅炉改烧油浆节能分析”一文中有报道：沧州炼油厂的热电厂的燃油系统的改造中，雾化片喷油嘴磨损程度较为严重，一只油枪的雾化片的喷嘴的更换周期为5-6天，为了减轻对雾化片的磨损，该厂从提高雾化片的材料和硬度着手，原来雾化片的材料为2Cr13，硬度为HB380(HRC299.6)，现将材质改为3Cr13或4Cr13，热处理后雾化片的硬度达到HRC50.4-54.5，这样的雾化片的更换周期延长了一倍，大大提高了雾化片的寿命，降低了成本。上述3Cr13或者4Cr13，材质的雾化片虽然使其使用寿命有所提高但使用时间仅为240-288小时，更换周期依然较短，使用不够方便。
发明内容
本发明解决了现有技术所存在的雾化片容易磨损，更换时间较短的问题，提供了耐高温、寿命长、调节比大的锅炉雾化片及其制造方法。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案解决的：
本发明的高铬铸铁锅炉雾化片的成分(重量百分比)为：
C：2.6-3；Mn：0.9-1.1；Si：1.8-2.1；S：0.09-0.13；P：0.014-0.028；Cr：30-33；Ni：0.26-0.4；Mo：0.06-0.1；Cu：0.1-0.2；Ti：0.03-0.055；Pb：0.004-0.01；余量为Fe。
本发明的特别优选的组成为：
C：2.95；Mn：1.08；Si：1.08；S：0.013；P：0.028；Cr：30.73；Ni：0.34；Mo：0.084；Cu：0.19；Ti：0.054；Pb：0.006；余量为Fe。
本发明所述高铬铸铁合金的制造方法如下：
按材质的化学成分要求以及原料的实际化学成分，计算出所需各种原料的配比，按照计算出的配比用量称取所用的原料加入真空感应炉里，熔化，控制炉温在1800-1850摄氏度，2-3小时后即可完成熔化的步骤；
铁水出炉后在真空的条件下浇铸到模具中，保温2-4小时；
将浇铸成型后所得雾化片进行热处理，热处理的温度在1050-1100摄氏度，空冷，热处理次数为1-3次。
其中浇铸的温度约为1700-1800摄氏度，热处理的次数根据所需的硬度调整。优选的热处理次数为三次，热处理温度依次为1080-1100摄氏度、1060-1080摄氏度、1050-1060摄氏度。
本发明的优点和积极效果是根据锅炉雾化片的高耐热性和高耐磨性的要求合理涉及了合金的组成和该合金的制造方法，本发明所述的雾化片硬度高达HRC40-45，耐高温可达1100-1150摄氏度，而且使用寿命较长，在燃烧的环境中可达2000小时以上，本发明所得到的雾化片的调节比可达1∶10，大大地提高了锅炉安全运行寿命和经济效益。
附图说明
图1是本发明的一种雾化片经表面加工后取样后，样品经磨抛后制成标准金相，在浸湿态时，用德国莱卡公司生产的EMF4型金相显微镜所得的照片；
图2是本发明的合金试样经胶木粉镶嵌、抛光、化学试剂浸蚀后在显微镜下观察，试样组织铁素体基体上分布树枝状的组织铸态分布图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：在真空感应炉中熔炼下列组分的高铬合金铸铁(重量百分比)：
C：2.6；Mn：0.9；Si：1.8；S：0.09；P：0.014；Cr：30；Ni：0.26；Mo：0.06；Cu：0.1；Ti：0.03；Pb：0.004；余量为Fe。
熔炼操作时，按材质的化学成分要求以及原料的实际化学成分，计算出所需各种原料的配比，按照计算出的配比用量称取所用的原料加入真空感应炉里，熔化，控制炉温在1800-1850摄氏度，2-3小时后即可完成熔化的步骤。铁水出炉后在真空的条件下浇铸到模具中，保温2-4小时；将浇铸成型后死亡雾化片进行热处理，热处理的温度在1050-1100摄氏度，空冷，热处理次数为1次。其中浇铸的温度约为1700-1800摄氏度，热处理的次数根据所需的硬度调整，所得的雾化片硬度为HRC40，高温范围1140摄氏度，使用寿命为2400小时，调节比为1∶10。
实施例2：与实施例1不同的在于所述的铸铁的最终成分为：
C：2.95；Mn：1.08；Si：1.08；S：0.013；P：0.028；Cr：30.73；Ni：0.34；Mo：0.084；Cu：0.19；Ti：0.054；Pb：0.006；余量为Fe，热处理2次，热处理温度依次为1080-1100摄氏度、1060-1080摄氏度，所得的雾化片硬度为HRC48，高温范围1100摄氏度，使用寿命为2100小时，调节比为1∶10。
实施例3：与实施例1不同的在于所述的铸铁的最终成分为：
C：3；Mn：1.1；Si：2.1；S：0.13；P：0.028；Cr：33；Ni：0.4；Mo：0.1；Cu：0.2；Ti：0.055；Pb：0.01；余量为Fe，所得的雾化片硬度为HRC46，所得的雾化片硬度为HRC40，高温范围1120摄氏度，使用寿命为2500小时，调节比为 1∶10。
实施例4：与实施例1不同的在于所述的铸铁的最终成分为：
C：2.96；Mn：1.08；Si：1.99；S：0.013；P：0.028；Cr：31.75；Ni：0.34；Mo：0.084；Cu：0.19；Ti：0.054；Pb：0.004；余量为Fe，热处理3次，热处理温度依次为1080-1100摄氏度、1060-1080摄氏度、1050-1060摄氏度，所得的雾化片硬度为HRC44，高温范围1150摄氏度，使用寿命为2300小时，调节比为1∶10。
实施例4所得的锅炉雾化片的硬度以及耐高温范围和使用寿命的对比情况列表如下：
项目 组分 硬度 高温范围(摄氏度) 使用寿命(小时)
对比组A C：2.04；Mn：0.88；Si：1.03；S：0.011；P：0.024；Cr：31.22；Ni：0.40；Mo：0.092；Cu：0.15；Ti：0.02；Pb：0.014；余量为Fe HRC34.82 900 1600
对比组B C：2.52；Mn：0.84；Si：1.99；S：0.09；P：0.014；Cr：32.6；Ni：0.26；Mo：0.22；Cu：0.088；Ti：0.02；Pb：0.004；余量为Fe HRC38 950 2000
实施例4 C：2.96；Mn：1.08；Si：1.99；S：0.013；P：0.028；Cr：31.75；Ni：0.34；Mo：0.084；Cu：0.19；Ti：0.054；Pb：0.004；余量为Fe HRC44 1150 2300

Claims (4)

1、一种高铬铸铁锅炉雾化片，其特征在于雾化片的成分(重量百分比)为：
C：2.6-3；Mn：0.9-1.1；Si：1.8-2.1；S：0.09-0.13；P：0.014-0.028；Cr：30-33；Ni：0.26-0.4；Mo：0.06-0.1；Cu：0.1-0.2；Ti：0.03-0.055；Pb：0.004-0.01；余量为Fe。
2、根据权利要求1所述的高铬铸铁锅炉雾化片，其特征在于雾化片的成分(重量百分比)为：C：2.95；Mn：1.08；Si：1.08；S：0.013；P：0.028；Cr：30.73；Ni：0.34；Mo：0.084；Cu：0.19；Ti：0.054；Pb：0.006；余量为Fe。
3、一种权利要求1所述高铬铸铁锅炉雾化片的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
A.根据雾化片材质的化学成分要求以及原料的实际化学成分，计算出所需各种原料的配比，按照计算出的配比用量称取所用的原料加入真空感应炉里，熔化，控制炉温在1800-1850摄氏度2-3小时；
B.铁水出炉后在真空的条件下浇铸到模具中，保温2-4小时；
C.将浇铸成型后所得雾化片进行热处理，热处理的温度在1050-1100摄氏度，空冷，热处理次数为1-3次。
4、根据权利要求3所述高铬铸铁锅炉雾化片的制造方法，其特征在于所述的热处理次数为三次，热处理温度依次为1080-1100摄氏度、1060-1080摄氏度、1050-1060摄氏度。
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