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Description
本発明は、ストーカ焼却炉等で使用される火格子に関する。 The present invention relates to a grate used in a stoker incinerator or the like.
ストーカ式焼却炉等の焼却炉においては、ダイオキシン類の発生抑制及び熱回収効率向上・発電効率向上などの観点からより高温で燃焼させることが求められており、焼却炉で使用されるストーカ火格子等は、高温酸化と共に塩化腐食や硫化腐食などが同時に生じる、より激しい腐食環境で使用される傾向にある。このような厳しい腐食環境において火格子等を使用すると材料損傷が起こるため、定期的に炉を停止し比較的短期間で火格子等を交換する必要がある。 Incinerators such as stoker-type incinerators are required to burn at higher temperatures from the viewpoints of suppressing the generation of dioxins, improving heat recovery efficiency, and improving power generation efficiency, and the stoker grate used in incinerators. Etc. tend to be used in a more severe corrosive environment in which chloride corrosion or sulfide corrosion occurs simultaneously with high temperature oxidation. If a grate or the like is used in such a severe corrosive environment, material damage occurs. Therefore, it is necessary to periodically stop the furnace and replace the grate or the like in a relatively short period of time.
上述した火格子等の定期的な交換は、焼却炉を使用し続けるためには必要な作業である。しかしながらこれらは焼却炉を停止して行なうため、焼却炉の稼働率が低下し、焼却と熱回収及び発電ができない期間が発生する。また、部品交換は焼却炉内部に人が入る必要があることから、ダイオキシン暴露への対応が必要となる。以上のように火格子等焼却炉部品の交換作業は、焼却炉のランニングコストの増加や作業労働負荷の増大につながり、それらを行う頻度はできるだけ少なくすることが望まれる。 Periodic replacement of the above-described grate etc. is a necessary work in order to continue using the incinerator. However, since these operations are performed while the incinerator is stopped, the operating rate of the incinerator is reduced, and a period in which incineration, heat recovery, and power generation cannot be performed occurs. In addition, since parts must be replaced inside the incinerator, it is necessary to deal with dioxin exposure. As described above, the replacement work of the incinerator parts such as the grate leads to an increase in the running cost of the incinerator and an increase in the work labor load, and it is desired to reduce the frequency of performing them as much as possible.
ここで、火格子等には、Fe-Cr-Ni-C系の合金である耐熱鋳鋼(たとえばJIS SCH2あるいはSCH13)を用いることが知られており、更に耐食性を改善した合金も提案されている。(特許文献1参照) Here, it is known to use heat-resistant cast steel (for example, JIS SCH2 or SCH13), which is an Fe-Cr-Ni-C alloy, for the grate and the like, and an alloy with improved corrosion resistance has also been proposed. . (See Patent Document 1)
また、表面に耐食性に優れるセラミックスを被覆すること(特許文献2又は3参照)や、電気メッキによりNi-Cr合金層を形成した後にCr-Alの蒸気拡散処理を施し、耐食性を増すことも提案されている。(特許文献4参照) In addition, it is proposed to coat the surface with ceramics with excellent corrosion resistance (see Patent Document 2 or 3), and to increase the corrosion resistance by forming a Ni-Cr alloy layer by electroplating and then performing Cr-Al vapor diffusion treatment. Has been. (See Patent Document 4)
また、この他にも火格子を冷却して使用することにより、腐食を抑制し、延命化する方法などが広く用いられている。 In addition to this, a method of suppressing corrosion and extending the life by cooling the grate and using it is widely used.
上記の特許文献1のような耐食性のある耐熱鋳鋼を火格子に使用した場合であっても、焼却炉のように、特に塩素を含む環境では鉄は耐塩化腐食性に劣るため、更に改善する余地がある。 Even when heat-resistant cast steel having corrosion resistance as described in Patent Document 1 is used for a grate, iron is inferior in chlorinated corrosion resistance, particularly in an environment containing chlorine, such as an incinerator, and thus further improves. There is room.
また、特許文献2又は3に参照されるようなセラミックスによる被覆では、被覆される側との密着性が課題となり、特に熱変動の激しい火格子においては被膜剥離が大きな問題となる。 Further, in the coating with ceramics as referred to in Patent Document 2 or 3, adhesion with the side to be coated becomes a problem, and particularly in a grate having a large thermal fluctuation, peeling of the film becomes a big problem.
また、特許文献4のような電気メッキでは、被覆するためのプロセスが複雑であり、全表面的に被覆層が形成されるのに加え、コーナー部への電流集中などにより膜厚が不均一になりやすいため、寸法精度が求められる部位では追加工の必要が生じる場合があり、大幅なコストアップとなる。さらに被覆層で十分な腐食に対する寿命を得るためには、被覆層を十分に厚くする必要があるが、電気メッキでは技術的に困難なことなどが挙げられる。 In addition, in electroplating as in Patent Document 4, the process for coating is complicated, and in addition to forming a coating layer on the entire surface, the film thickness becomes non-uniform due to current concentration at the corners, etc. Therefore, it may be necessary to perform additional machining at a site where dimensional accuracy is required, resulting in a significant cost increase. Furthermore, in order to obtain a sufficient life against corrosion by the coating layer, it is necessary to make the coating layer sufficiently thick, but there are technical difficulties in electroplating.
一方、十分な厚さの被覆層を火格子表面に形成させる方法として,溶射や肉盛溶接なども考えられる。しかし火格子全表面を厚い被覆層で覆う形態とした場合は、母材である耐熱鋳鋼と表面を被覆する耐食合金層の熱膨張係数の差異により合金層の剥離や破壊が生じると共に、過加熱により火格子が歪むことが懸念される。さらに火格子は摺動部などが存在するため、寸法精度などの観点から摺動不良が問題となる懸念がある。被覆層を再加工することによりさらなる追加コストが掛かる。 On the other hand, as a method for forming a sufficiently thick coating layer on the grate surface, thermal spraying or overlay welding can be considered. However, if the entire surface of the grate is covered with a thick coating layer, the alloy layer may peel or break due to the difference in thermal expansion coefficient between the heat-resistant cast steel that is the base material and the corrosion-resistant alloy layer that covers the surface. It is feared that the grate is distorted by the above. Further, since the grate has a sliding portion, there is a concern that a sliding failure may be a problem from the viewpoint of dimensional accuracy. By reworking the coating layer, additional costs are incurred.
また、冷却して使用する場合においても、空冷では主燃焼域などでは十分な冷却がされず著しい火格子の腐食損傷が生じる場合が多く見られ、水冷では火格子構造が複雑になると共に、過度な冷却により火格子表面温度が低下し燃焼効率が悪化する場合もある。 In addition, even when cooling and using, air cooling often does not provide sufficient cooling in the main combustion zone, etc., causing significant grate corrosion damage, and water cooling makes the grate structure complicated and excessive. There is a case where the grate surface temperature is lowered by the cooling and the combustion efficiency is deteriorated.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、高温の腐食環境において過度に冷却する事無しに優れた耐食性を示すと共に、低コストである火格子を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a grate that exhibits excellent corrosion resistance without excessive cooling in a high temperature corrosive environment and is low in cost.
本発明の火格子は、焼却炉で使用される火格子であって、前記火格子の表面の一部は、質量%でCrを10〜30%含むNi基合金層で覆われていることを特徴とする火格子である。 The grate of the present invention is a grate used in an incinerator, and a part of the surface of the grate is covered with a Ni-based alloy layer containing 10 to 30% Cr by mass%. It is a characteristic grate.
火格子での燃焼は、乾燥火格子の上に投入された廃棄物等が主燃焼、後燃焼火格子へと搬送される間に燃焼する。廃棄物等が移動する事により、火格子表面は廃棄物等に覆われた状態と露出した状態が繰り返される環境である。廃棄物等中に含まれる塩類が腐食を加速させるが、過熱器管などの様に金属表面に塩が堆積し続ける環境ではなく、廃棄物等の移動により、火格子表面は、廃棄物に接している状態と、廃棄物から離れて廃棄物に含まれていた塩類が当該表面に塗布されたように残る状態とを繰り返す。 Combustion in the grate burns while the waste or the like put on the dry grate is transferred to the main combustion and the post-combustion grate. As the waste and the like move, the grate surface is an environment where the state covered with the waste and the exposed state are repeated. Although salt contained in waste accelerates corrosion, it is not an environment where salt continues to accumulate on the metal surface like a superheater tube, etc., and the grate surface comes into contact with waste due to the movement of waste etc. And a state in which the salt contained in the waste remains away from the waste as if it was applied to the surface.
本願発明者は、このような火格子の環境を模擬して、高温中にある塩に対して、試験片の出し入れを繰り返し、該試験片の腐食試験を行った。その腐食試験結果を表1に示す。
また、本発明の火格子では、前記焼却炉はストーカ炉であり、前記Ni基合金層は、焼却物の移送方向を前方として、前記火格子の前面を覆っている、とすることができる。 In the grate of the present invention, the incinerator may be a stalker furnace, and the Ni-based alloy layer may cover the front side of the grate with the transfer direction of the incinerated material as the front.
発明者らは、更に、実機で約1年間使用したSCH2で製作した火格子の損傷状況を調査した。その火格子について減肉量を測定した結果を表2に示す。ここで、表2中の測定位置A〜Eは、図1に示す火格子の略図に示されている。
表2に示されるように、前面の上段では減肉量は少なく、中段から下段にかけて激しい減肉が生じていることがわかる。火格子の上面ではごみが接触することによりごみ中の塩素などの腐食性成分に接し、さらに摺動による摩耗が生じるため高温腐食摩耗が生じ激しい減肉が生じると予想されたが、予想に反し、むしろ減肉量が僅かであることを見出した。したがって、前面の減肉を抑制すれば火格子の寿命を延ばす事が可能になることを見出し、前面を被覆することとしている。火格子の一部分のみをNi基合金層で被覆することにより、材料および製造コストが低減される。また、全表面を被覆する必要がないため、摺動部などの寸法精度を考慮する必要がなく、また被覆層が一部分であるため全体的な熱歪が生じ火格子の歪みや被覆層の割れや剥離が生じ難い形態となっている。更に、Ni基合金と鋳鋼とでは、熱膨張の差から剥離が生じる可能性が考えられるが、火格子全体でなく、部分的に被覆することによって、熱膨張差に起因する皮膜の剥離を回避することができる。 As shown in Table 2, it can be seen that the amount of thinning is small in the upper stage of the front surface, and that severe thinning occurs from the middle stage to the lower stage. It was expected that the top surface of the grate would come into contact with corrosive components such as chlorine in the garbage due to contact with the dust, and further wear due to sliding, resulting in high temperature corrosion wear and severe thinning. Rather, it was found that the amount of thinning was slight. Therefore, it has been found that if the thickness reduction of the front surface is suppressed, the life of the grate can be extended, and the front surface is covered. Coating only a portion of the grate with a Ni-based alloy layer reduces material and manufacturing costs. In addition, since it is not necessary to cover the entire surface, it is not necessary to consider the dimensional accuracy of the sliding part, etc., and since the coating layer is a part, overall thermal strain occurs, causing grate distortion and cracking of the coating layer. It is in a form that hardly peels off. Furthermore, there is a possibility that peeling may occur due to the difference in thermal expansion between Ni-base alloy and cast steel, but by covering the entire grate rather than the entire grate, peeling of the film due to the difference in thermal expansion is avoided. can do.
また、ストーカ炉の炉床は稼動火格子と固定火格子が交互に配置され火格子の上面の一部は摺動部分となり、また炉床に所定の隙間を保ち火格子を配置させるため、上面摺動部分と側面には寸法精度が要求される。この寸法精度によっては、上面および側面を加工する事が必要となり、加工コストが発生し火格子のコストアップに繋がってしまうことが考えられ、この場合には、前面にのみ被覆することが効果的である。 In addition, the stove furnace hearth has an operating grate and fixed grate alternately arranged, a part of the upper surface of the grate becomes a sliding part, and the grate is arranged with a predetermined gap in the hearth. Dimensional accuracy is required for the sliding part and the side surface. Depending on the dimensional accuracy, it may be necessary to machine the top and side surfaces, which may result in machining costs and increase the cost of the grate. In this case, it is effective to cover only the front surface. It is.
また、本発明の火格子では、前記Ni基合金層は、前記前面の上端辺から後方に延びる上面を更に覆っている、とすることができる。また、前記焼却炉は摺動式ストーカ炉であり、前記上面のうち、摺動部分は前記Ni基合金層に覆われていない、とすることができる。 In the grate of the present invention, the Ni-based alloy layer may further cover an upper surface extending rearward from the upper end side of the front surface. The incinerator may be a sliding stoker furnace, and a sliding portion of the upper surface may not be covered with the Ni-based alloy layer.
また、本発明の火格子では、前記Ni基合金層は、前記前面の側端辺から後方に伸びる側面を更に覆っている、とすることができる。 In the grate of the present invention, the Ni-based alloy layer may further cover a side surface extending rearward from the side edge of the front surface.
この上面や側面をNi基合金層で覆う場合については、前面のみに被覆した場合、被覆層と母材界面から腐食が進行し、被覆層の剥離に至る可能性があることも考慮しなければならないためであり、腐食環境に応じてこのような被覆を行うことができる。 When covering the upper surface or side surface with the Ni-based alloy layer, if only the front surface is covered, corrosion must proceed from the interface between the coating layer and the base material, which may lead to peeling of the coating layer. This is because such coating can be performed according to the corrosive environment.
また、本発明の火格子では、前記Ni基合金層は、熱処理により母材とNi基合金層が金属結合による反応相を形成し冶金学的に結合されている、とすることができる。ここで、一般的に火格子は裏面を冷却しており、また、稼動火格子の場合は特に、前後への移動により急激な温度変動が生じる環境で使用される。また、ごみ質や燃焼温度、運転条件などによっては、通常の物理的な被覆のみでは熱応力による被覆層の剥離が起こる場合があり、その場合は、母材上に物理的に付着している状態を熱処理により冶金学的な結合をさせることで、被覆層の密着強度を大幅に改善させることができる。 In the grate of the present invention, the Ni-based alloy layer may be metallurgically bonded by forming a reaction phase by metal bonding between the base material and the Ni-based alloy layer by heat treatment. Here, the grate generally cools the back surface, and in the case of an operating grate, it is used particularly in an environment in which rapid temperature fluctuation occurs due to movement back and forth. Depending on the waste quality, combustion temperature, operating conditions, etc., the normal physical coating alone may cause the coating layer to peel off due to thermal stress, in which case it physically adheres to the base material. The adhesion strength of the coating layer can be greatly improved by metallurgically bonding the state by heat treatment.
また、本発明の火格子では、前記Ni基合金層は、Ni基自溶性合金である、とすることができる。ここで、Ni基自溶性合金とは、Niをベースに10%以上のCrを含みさらに融点降下剤であるBやSiなどを含む合金であり、1000℃付近で溶融するため上述した熱処理による冶金学的な結合を容易に実施する事が可能となる。 In the grate of the present invention, the Ni-based alloy layer may be a Ni-based self-fluxing alloy. Here, the Ni-based self-fluxing alloy is an alloy containing 10% or more of Cr based on Ni and further containing B, Si or the like as a melting point depressant, and melts around 1000 ° C. It is possible to easily perform a scientific combination.
また、本発明の火格子では鋳包みにより製造されることができ、また、鋳包みによる製造は、前記Ni基合金層の板材またはNi基合金層を冶金学的に結合させた板材、及び母材となる溶融金属により行われるとすることができる。 Further, the grate of the present invention can be manufactured by casting, and the manufacturing by casting is performed by the plate material of the Ni-based alloy layer or the plate material obtained by metallurgically bonding the Ni-based alloy layer, and the mother. It can be performed by the molten metal used as a material.
ここで言う鋳包みとは、溶融金属を流し込む砂型などに、予め形成させた前記Ni基合金層等をセットし、そこに鋳造合金を鋳込むことにより前記Ni基合金層が表面に形成された火格子を形成させる方法である。鋳包み法を用いることによって、寸法精度を要求される場合であっても再加工が不要であるため、製造プロセスの簡略化、および再加工コストの削減が可能となり、高品質で低コストな製品を供給できる。 The cast-in here refers to the Ni-based alloy layer formed in advance in a sand mold or the like into which molten metal is poured, and the Ni-based alloy layer is formed on the surface by casting the cast alloy therein. This is a method of forming a grate. The use of the cast-in method eliminates the need for reworking even when dimensional accuracy is required, thus simplifying the manufacturing process and reducing reworking costs, resulting in high-quality, low-cost products Can supply.
また、本発明の火格子では、前記Ni基合金層は、溶射により形成されることができる。この溶射を用いる方法は、既に製作された火格子に被覆する他使用中の火格子の延命化対策などにも有効な手段である。 In the grate of the present invention, the Ni-based alloy layer can be formed by thermal spraying. This method using thermal spraying is an effective means for countermeasures for extending the life of a grate in use, which covers already produced grate.
以上説明したように、本発明の火格子によれば、高温の腐食環境において過度に冷却することなく、優れた耐食性を示すと共に、低コストな火格子を提供できる。 As described above, according to the grate of the present invention, it is possible to provide a low-cost grate while exhibiting excellent corrosion resistance without excessive cooling in a high temperature corrosive environment.
以下、図2から図4を用いて、本発明の第1の実施形態である火格子について説明する。図2は本発明の第1の実施形態の火格子を炉床とするストーカ式燃焼装置を示す図である。図2に示すように、固定火格子101と可動火格子102が交互かつごみの流れ方向に沿って階段状に配列されている。この固定火格子101は固定フレーム104に固定され、可動火格子102は駆動機である油圧シリンダ106の動作に伴って往復動する可動フレーム105に固定されている。更に固定火格子101と可動火格子102には下方に位置する固定火格子101または可動火格子102の上面を摺動するスクレーパ103が取り付けられている。(スクレーパ103を付属せず、可動火格子102または固定火格子101が下段の火格子上面を摺動する場合も有る。)これにより、可動火格子102の往復動に伴って、ごみホッパ(図示せず)から投入されたごみを攪拌しつつ順次下方に送りながら燃焼させる。この時可動火格子102は固定火格子101の上面をスクレーパ103を介して前後に接触し摺動する。
Hereinafter, the grate which is the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a view showing a stoker-type combustion apparatus using the grate according to the first embodiment of the present invention as a hearth. As shown in FIG. 2, the fixed
図3は可動火格子102と固定火格子101のみ示したものであり、可動火格子102は固定火格子101の先端から一定の距離を残す範囲Rで固定火格子101上を摺動する。
FIG. 3 shows only the
図4には、可動火格子102及び固定火格子101に共通に用いられる火格子10が示されている。図4に示されるように、火格子の前面、上面及び側面にそれぞれNi基合金層である前面被覆層11、上面被覆層12及び側面被覆層13を有している。ただし、上面の摺動部分と、前面肉厚部に相当する側面長さを越える部分については、被覆されていない。このNi基合金層は、Ni基自溶性合金(例えばNi-(15〜20)Cr-(3〜4.5)B-(2〜4.5)Si-(0.5-1)Cなど)であり、冶金学的に結合されている。
FIG. 4 shows a
表1に示す腐食試験の結果より、現状のSCH2に比べNi基合金の腐食量は大よそ1/60程度であることがわかる。また、表2に示す実機での火格子減肉測定結果より、年間で30mm程度の減肉が生じている。これらの結果から火格子環境でのNi基合金の大よその年間減肉量として0.5mm以下と推算できる。この結果より、火格子の表面に0.5mm程度のNi基合金層を被覆する事により、現状では1年間で交換している火格子の寿命を2倍に伸ばす事が可能であると考えられる。ただしNi基合金層を極端に厚くすると、製造および材料コストさらに応力が生じやすく剥離が促進されるため、望ましい厚さは0.5〜5mmである。更に好ましくは1〜3mmであり、本実施形態では1mmとしている。 From the results of the corrosion test shown in Table 1, it can be seen that the amount of corrosion of the Ni-based alloy is about 1/60 compared to the current SCH2. Moreover, from the grate thinning measurement result in the actual machine shown in Table 2, the thinning of about 30 mm occurs annually. From these results, it can be estimated that the annual thickness reduction of the Ni-based alloy in the grate environment is 0.5 mm or less. From this result, it is considered that it is possible to double the life of the grate currently replaced in one year by coating the surface of the grate with a Ni-based alloy layer of about 0.5 mm. However, if the Ni-based alloy layer is extremely thick, manufacturing and material costs are more likely to cause stress, and peeling is promoted. Therefore, a desirable thickness is 0.5 to 5 mm. More preferably, it is 1-3 mm, and in this embodiment, it is 1 mm.
ここで用いられるNi基合金は、保護皮膜を形成するためCrを含む必要がある。Crは10%以上の添加で耐食性の向上が顕著になり、30%以上の添加では耐食性に悪影響を及ぼすα−Cr相が析出する可能性があるため、10〜30%が望ましい。好ましくは、15〜25%である。この他に被覆層形成方法や使用環境に応じて、耐溶融塩腐食性を向上させるためのMoやW、或いは溶射などで被覆する場合はSi、Bなどを含む合金を用いる場合などがある。 The Ni-based alloy used here needs to contain Cr in order to form a protective film. When Cr is added in an amount of 10% or more, the corrosion resistance is remarkably improved, and when it is added in an amount of 30% or more, an α-Cr phase that adversely affects the corrosion resistance may be precipitated, so 10 to 30% is desirable. Preferably, it is 15 to 25%. In addition, depending on the method of forming the coating layer and the usage environment, there may be a case where an alloy containing Si, B, or the like is used when coating with Mo or W for improving the molten salt corrosion resistance or thermal spraying.
したがって、第1の実施形態の火格子では、摺動部を除き焼却炉の雰囲気に直接曝される上面および前面、さらには雰囲気ガスの廻り込みが懸念される側面にNi基合金が被覆されているため、腐食が懸念される火格子部位について広く覆うことができる。 Therefore, in the grate of the first embodiment, the Ni-based alloy is coated on the upper surface and the front surface that are directly exposed to the atmosphere of the incinerator, except for the sliding portion, and also on the side surface where the atmosphere gas may be circulated. Therefore, it can cover widely about the grate part which corrosion is a concern.
次に本発明の第2の実施形態である火格子20について説明する。図9には、火格子20が概略的に示されている。火格子20は、第1の実施形態の火格子と同様に、図2及び図3に示されるストーカ式燃焼装置100で用いられ、可動火格子102及び固定火格子101に共通に用いられる。この火格子では、前面と上面にNi基合金層である前面被覆層11及び上面被覆層12を有している。ただし、上面の摺動部分については被覆されていない。このNi基合金層は、第1の実施形態と同様に、Ni基自溶性合金であり、冶金学的に結合されている。側面にはNi基合金層が被覆されていないが、火格子は炉床に所定の隙間を保ち並べられるため、側面には寸法精度が要求され、施工後に機械加工が必要とされる。
Next, the
したがって、側面への被覆をしないことにより施工コストを押さえる事が可能となる。この実施形態は、側面への腐食性物質の廻り込みが少なく、Ni基合金/母材界面の腐食が問題とならない場合に有効である。 Therefore, the construction cost can be reduced by not covering the side surfaces. This embodiment is effective in the case where the corrosive material does not wrap around the side surface and the corrosion of the Ni-based alloy / base metal interface does not become a problem.
次に、本発明の第3の実施形態である火格子30について説明する。図10には、火格子30が概略的に示されている。火格子30は、第1及び第2の実施形態の火格子と同様に、図2及び図3に示されるストーカ式燃焼装置100で用いられ、可動火格子102及び固定火格子101に共通に用いられる。この火格子では前面にのみ、Ni基合金層である前面被覆層11を有している。このNi基合金層は、第1及び第2の実施形態と同様に、Ni基自溶性合金であり、冶金学的に結合されている。表2に示した通り、減肉は前面で優先的であるため、前面のみにNi基合金を被覆することも有効である。
Next, the
したがって、この場合には施工コストを大幅に押さえる事が可能であり、側面および上面のNi基合金/母材界面からの腐食進行が問題とならない場合に特に有効である。 Therefore, in this case, it is possible to greatly reduce the construction cost, which is particularly effective when the progress of corrosion from the Ni-base alloy / base material interface on the side surface and the upper surface is not a problem.
したがって、本発明の第1〜第3の実施形態の火格子によれば、耐食性のあるNi基合金被覆層を有しているため、過度な冷却により燃焼温度を下げることなく、長期間に渡って使用し続けることができる。その結果、火格子の交換頻度が少なくなり焼却炉の長期連続運転が可能になるとともに、ランニングコストと交換に要する労働負荷を低減することができる。 Therefore, according to the grate of the first to third embodiments of the present invention, since it has a Ni-based alloy coating layer having corrosion resistance, it does not lower the combustion temperature due to excessive cooling and can be used for a long time. Can continue to use. As a result, the frequency of replacing the grate is reduced, enabling long-term continuous operation of the incinerator, and reducing the running cost and labor required for replacement.
また、本発明の第1〜第3の実施形態によれば、火格子の腐食量が大きいと予測される部分にのみ、Ni基合金層を用いているため、使用するNi基合金量を少なくしコストを押さえることができる。
また、本発明の第1〜第3の実施形態の火格子は、Ni基自溶性合金を用いて溶射した後に溶融処理を行うことにより製造されたものであるが、鋳包みで製造してもよい。ここで、この火格子を鋳包み技術を用いた鋳造により製造する方法について説明する。図5には、鋳造に用いられる砂型200と、溶融金属の投入口201が示されている。この製造方法では、まず、図6に示されるように、砂型200に、Ni基合金層の板202を設置する。次に、投入口201から溶融金属を砂型に流し込み、Ni基合金層と流し込まれた金属が冶金学的に結合する。
In addition, according to the first to third embodiments of the present invention, since the Ni-based alloy layer is used only in the portion where the corrosion amount of the grate is predicted to be large, the amount of Ni-based alloy to be used is reduced. Cost.
Moreover, although the grate of the 1st-3rd embodiment of this invention is manufactured by performing a fusion | melting process after spraying using a Ni-based self-fluxing alloy, even if it manufactures with a cast-in. Good. Here, a method for manufacturing the grate by casting using a cast-in technique will be described. FIG. 5 shows a
この時に用いるNi基合金層の板は、市販のNi基合金板(例えば、Ni-16Cr-8Fe-0.08CやNi-22Cr-2Mo-14W-0.1C-0.02Laなど)、もしくは鋳造や肉盛もしくは溶射などで製造し、所定の大きさに加工したものなどを使用することが可能である。また、図7に示されるように、入熱量が多すぎてセットしたNi基合金層が溶融し鋳込んだ鋳造合金により希釈されてしまう場合には、高融点の板213上にNi基合金層211を形成させ高融点の板と鋳造合金が接触するように設置することにより、Ni基合金の希釈防止することが可能になる。逆に入熱量が少なく、Ni基合金と母材である鋳造合金との間に十分な冶金学的結合相が形成されない場合、板213を融点の低いもしくは鋳造合金と反応性の強い材質の板とし、その板上にNi基合金層211を形成させることにより、結合相の生成を促進させ界面強度を向上させることが可能となる。ここで、Ni基合金層211と板213の間には冶金学的反応層212が形成されている。また、図8に示されるように、板221とNi基合金層223との間に離型剤層222を設け、鋳造後に板221と離型剤層222を取り外すこととしてもよい。ここで、板221が外れやすい場合には、離型剤層222を設けなくてもよい。
The Ni-based alloy layer plate used at this time is a commercially available Ni-based alloy plate (for example, Ni-16Cr-8Fe-0.08C or Ni-22Cr-2Mo-14W-0.1C-0.02La), or casting or overlaying. Or what was manufactured by thermal spraying etc. and processed into the predetermined magnitude | size etc. can be used. In addition, as shown in FIG. 7, when the Ni-base alloy layer that has been set due to too much heat input is melted and diluted with the cast alloy that has been cast, the Ni-base alloy layer is formed on the high
このように、鋳包みで製造することにより、寸法精度が要求される場合であっても製造プロセスが簡略化され、低コストで製造することが可能になる。 Thus, by manufacturing by casting, even if a dimensional accuracy is required, the manufacturing process is simplified and it is possible to manufacture at low cost.
なお、本発明の第1〜第3の実施形態では、Ni基自溶性合金であり、冶金学的に結合されているとしたが、Ni基自溶性合金でなくともよいし、冶金学的な結合でなくともよい。例えば、溶射や肉盛を用いる場合は、既に施工された火格子や使用中の火格子の延命化対策などに有効な手段であり、焼却施設での補修などの際に特に有効である。サンドブラストなどで表面の付着物や腐食生成物などを取り除いた後、溶射もしくは肉盛などでNi基合金層を被覆させる。 In the first to third embodiments of the present invention, the Ni-based self-fluxing alloy is metallurgically bonded. However, the Ni-based self-fluxing alloy may not be used, and metallurgical It may not be a bond. For example, when spraying or overlaying is used, it is an effective means for prolonging the life of a grate that has already been constructed or a grate that is in use, and is particularly effective when repairing at an incineration facility. After removing surface deposits and corrosion products with sand blasting, etc., the Ni-based alloy layer is coated by thermal spraying or overlaying.
以上説明したように、本発明の火格子は、ストーカ式焼却炉等に用いられる火格子に適用することができる。 As described above, the grate of the present invention can be applied to a grate used in a stoker-type incinerator or the like.
10,20,30 火格子、11 前面被覆層、12 上面被覆層、13 側面被服層、100 ストーカ式燃焼装置、101 固定火格子、102 可動火格子、103 スクレーパ、104 固定フレーム、105 可動フレーム、106 油圧シリンダ、200 砂型、201 投入口、202 Ni基合金層板、212 冶金学的反応層、213, 221 金属板、222 離型剤層
10, 20, 30 Grate, 11 Front coating layer, 12 Top coating layer, 13 Side coating layer, 100 Stoker-type combustion device, 101 Fixed grate, 102 Movable grate, 103 Scraper, 104 Fixed frame, 105 Movable frame, 106 hydraulic cylinder, 200 sand mold, 201 inlet, 202 Ni-based alloy layer plate, 212 metallurgical reaction layer, 213, 221 metal plate, 222 release agent layer
Claims (7)
The grate according to any one of claims 1 to 6 , wherein the Ni-based alloy layer is metallurgically bonded by heat treatment.
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