[發明專利]一種焚燒爐爐排用合金材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110049106.0
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112877603A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 何長壽;葉毅松
• 申請（專利權）人: 萍鄉市長峻特種材料鑄造有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/54;C22C33/04
• 代理公司: 南昌金軒知識產權代理有限公司 36129
• 代理人: 楊玉芳

本發明提供了一種焚燒爐爐排用合金材料及其制備方法，屬于特種合金材料制造加工領域。所述焚燒爐爐排用合金材料組成合金元素按重量百分比包括：碳C 0.15％?1.5％、硅Si 2％?3％、錳Mn 0.6％?1.5％、鉻Cr 18％?29％、鎳Ni2.5％?4.0％、鉬Mo 0.15％?0.45％、銅Cu 0.1％?0.8％、稀土元素RE 0.05％?0.20％、硫S≦0.03％、磷P≦0.04％、氮N 0.1％?0.3％、強碳化物形成元素0.05％?0.40％、硼B 0.04％?0.06％、鋁Al 0.04％?0.06％，余量為鐵Fe及其他不可避免的雜質。本發明提供的爐排用合金材料具有耐高溫、耐腐蝕、抗碳化、抗磨損等特點，工藝簡單、使用壽命長，綜合性能良好，非常適合我國大型城市生活垃圾焚燒爐爐排用材，應用前景廣闊。

技術領域

本發明屬于特種合金材料制造加工領域，尤其涉及一種焚燒爐爐排用合金材料及其制備方法。

背景技術

機械爐排焚燒爐是當今世界上使用最廣泛的城市垃圾處理設備之一，其中焚燒爐爐排是設備的主要耐磨易損件。爐排質量及其使用壽命影響焚燒設備的使用效果和經濟效果，是設備制造廠家重點研究制造的零部件。

焚燒爐爐排工作條件十分惡劣：爐排承載的固體或液體(滲濾液)廢棄物中常含有酸、堿、腐蝕、有毒物質；垃圾焚燒過程中爐膛溫度高達1000℃，煙氣溫度達800-900℃，并且煙氣中含有氮氧化物、硫化物、CO、HCl、各種有機氣體及二惡英、Hg等重金屬有害物質；爐排運動過程中會與垃圾物料、爐內其他構件相互作用，發生機械磨損現象等等。因此，爐排需要采用同時具備耐高溫、耐腐蝕、抗碳化、抗磨損等突出性能的材料。爐排片的設計與制造是爐排的關鍵技術之一，并作為設備制造廠家的專利技術。

在國外，德國蒂森克虜伯VDM公司制造的焚燒爐爐排材料采用的是鎳基合金Nicrofer 45TM，其成分為Ni 47％、Cr(26-29)％、C(0.05-0.12)％、Mn 1.0％、Si(2.5-3.0)％、Cu 0.3％、Al 0.2％、RE(0.05-0.15)％、P 0.015％、S 0.01％。三菱-馬丁爐排爐爐排采用高鉻鉬合金鑄鋼制造，具有獨特、優良的耐熱、耐磨、耐腐蝕性能。在國內，大型城市生活垃圾焚燒設備還主要依靠進口。國外進口的往復爐排主燃區爐排片普遍采用高鉻鑄鐵，含Cr 24-28％以上，耐熱溫度較高，但進口爐排價格昂貴，運行成本很高。國內自制的爐排片常用Cr系耐熱材質如3Cr18Mn12Si2N等，這些材料經熱處理過后可獲得良好的力學性能，但因其Mn含量過高，降低了其耐蝕性和可靠性。國內也有廠家使用耐熱鑄鐵爐排，但其耐蝕性能和力學性能較差，熱強性能較低，使用壽命不穩定。

德國鎳基合金Nicrofer 45TM材料，主要合金元素含量Ni47％、Cr(26-29)％，使材料制作成本升高。三菱-馬丁公司高鉻鎳合金鑄鋼材料，主要合金元素含量Cr(26-29)％，使材料制作成本升高。國內選用3Cr18Mn12Si2N等，Mn含量過高，降低耐蝕性和可靠性。國內選用3Cr25Ni20等，Cr、Ni含量較高，材料制作成本高。國內選用高鉻鑄鐵或耐熱鑄鐵、耐熱球鐵等，性脆易斷裂，成分簡單，不耐腐蝕。

綜上，目前現有技術中高性能爐排材料制造成本高，而成本低的爐排材料性能不佳，使用壽命不穩定，頻繁更換爐排也使得運行成本升高。因此，對爐排合金材料的成分和制造工藝進行改進，研究低成本高性能的爐排用合金材料具有重要意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術制造焚燒爐爐排的合金材料無法同時具備優良的綜合性能和適宜的制造成本，提供一種焚燒爐爐排用合金材料及其制備方法。與現有技術相比，本發明爐排用合金材料耐高溫、耐腐蝕、抗碳化、抗磨損綜合性能優良且制造成本不高。