[发明专利]干熄焦焦罐用耐高温磨损衬板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种干熄焦焦罐用耐高温磨损衬板及其制备方法，属于机械加工工艺领域。

背景技术

随着现代工业的发展，对于焦炭的需求量与日俱增，焦化生产中干法熄焦工艺是采用惰性循环气体熄灭赤热焦炭并回收焦炭余热的生产工艺，这种工艺可充分回收1050℃红焦炭的余热，并能实现熄焦生产工艺环节的污染物零排放， 达到节能、环保目的。

在干法熄焦生产工艺中，焦罐是贯穿整个生产过程的重要设备。它接受从焦炉中推出的1050℃左右的红焦炭，通过牵引装置、提升装置运行至熄焦室顶部，并由装焦装置排入熄焦室。焦罐运行时间长、工作环境恶劣，因此要求较高。

焦罐主要由焊接结构骨架与衬板构成。衬板的作用是封闭焦炭和保护焦罐结构不被烧坏，所以要求衬板耐高温、耐激冷激热、耐中等冲击、耐磨损，否则易发生烧熔或由于焦炭冲击而产生裂纹，工作中出现衬板碎裂事故，导致衬板脱落到运焦皮带上，损坏皮带；同时，衬板损伤后极易使焦罐结构发生热变形甚至烧损，严重影响生产的正常运行。而且，从熄焦室内拾取破碎的衬板是一件非常危险的工作，因为熄焦室内充满了氮气和一氧化碳气体。因此，焦罐衬板的选用直接影响到焦罐的寿命及企业生产的安全运行。

目前国内主要钢铁企业和焦化企业在干熄焦法中焦罐衬板主要选择有：侧板多选用RTCr16耐热铸铁、QT600-3、ZG35Cr24Ni7、ZG3Cr7Si2、耐热不锈钢20X₂₃H18等，而承受冲击的底板多选用ZG35Cr24Ni7、ZG3Cr7Si2、耐热不锈钢20X₂₃H18等。耐热不锈钢20X₂₃H18不论在理化性能，还是在隔热性能方面都是较好的，可以承受1130℃高温以下反复作用，但在使用它制造干熄焦焦罐衬板时发现，其造价高，每吨达到20万以上，加工性能较差，制造较困难，而且国内没有生产厂家，需要进口；QT600-3、RTCr16耐热铸铁材质虽然价格合适，但存在硬度高、脆性大、不易加工、无法修整、耐激冷激热性能较差，只能用于侧板，使用寿命低；ZG35Cr24 -Ni7SiN、ZG3Cr7Si2等多用于底板冲击较大部位，耐激冷激热性能较好、加工性能较好，但是，它的隔热性能较差、耐高温磨损性能差，使用中易出现磨损和裂纹，导致衬板开裂破碎，平均使用寿命2-3个月。

近年来，针对干熄焦焦罐衬板的高温磨损问题，国内外开展了很多研究工作，主要集中于单一材质的研究方面。由于单一材质在强度、硬度、塑性、耐高温、抗磨损、隔热及抗热震性等方面性能不可能兼顾，所以开发出的焦罐衬板使用寿命普遍短、可靠性低，无法满足干熄焦法生产现场工况条件下长时间连续生产的要求。综合现有材料进行研究，发现满足上述要求的单质材料很难实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新型的干熄焦焦罐用耐高温磨损金属衬板及其制备方法，其能够满足干熄焦焦罐衬板耐烧蚀、耐高温磨损、良好隔热性能、耐激冷激热性能、易于加工、并且价格低廉。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：

本发明提供了一种新型的干熄焦焦罐用耐高温磨损衬板，其突破了金属衬板的单层结构，由金属衬板和熔覆在金属衬板表面上的金属陶瓷层构成。

本发明还提供了上述干熄焦焦罐用耐高温磨损衬板的制备方法其按照下述步骤进行：

（1）配制均匀混合的金属陶瓷粉末；

（2）将吸光涂料均匀涂刷在金属衬板表面；

（3）待吸光涂料的涂层干后，采用气动送粉的方法，或者铺粉方式，或者重力送粉方式送粉，粉层厚度达到0.5～4.0mm；

（4）通过大功率激光器扫描铺好的或输送到位的金属陶瓷粉末，在金属衬板上形成熔覆的耐高温磨损金属陶瓷层，具体工艺参数如下：

激光功率P＝1000～10000W，

光斑直径3～15mm，

搭接率10～50％，

氩气保护，

扫描速度V＝100～1000mm/min。

优选的，所述金属陶瓷粉末成分质量百分比为：C 0.01～0.3%，Si 0.2～5%，Cr 3～20%，Ni 8～35%，Al 25～50%，余量为Fe。

所述金属陶瓷粉末的粒度为350 ~100目；采用混粉器混合均匀。

步骤（2）中在涂刷吸光涂料前，清除金属衬板表面的杂质和氧化皮。

所述金属衬板为铸钢、锻钢或冷热轧钢板，所述金属衬板的耐热工作温度达到640℃以上；步骤（4）中所述耐高温磨损金属陶瓷层的厚度为0.8～3.5mm。