一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法

文档序号:979463 发布日期:2020-11-06 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法 (Preparation method of pulverized coal direct ignition burner ) 是由 张灵杰 于 2020-07-17 设计创作,主要内容包括:一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法,包括将单组份难熔金属或者难熔金属与其它元素(包括其它难熔金属、普通金属元素或者非金属及其稳定氧化物)形成的多组元合金粉末过筛处理的步骤、冷等静压步骤、烧结步骤、校直加工步骤、退火处理步骤、机加工步骤、洁净处理步骤、等离子热喷涂步骤和感应线圈安装步骤,制得煤粉直接点火燃烧器。本发明采用自身耐温性和高温抗氧化性能更好的钨钼钽铌等难熔金属及其合金结合高温抗氧化涂层的新型结构材料,实现煤粉锅炉无油直接点火和稳燃装置,较等离子点火技术和油枪点火技术而言具有成本低、耗能少和安全、环保等诸多优势。(A process for preparing the powdered coal directly igniting burner includes such steps as sieving the multicomponent alloy powder formed by refractory metal or refractory metal and other elements (including other refractory metals, ordinary metal elements or non-metals and their stable oxides), cold isostatic pressing, sintering, straightening, annealing, machining, cleaning, plasma hot spraying and installing induction coil. The invention adopts the novel structural material of the refractory metals such as tungsten, molybdenum, tantalum, niobium and the like with better self temperature resistance and high-temperature oxidation resistance and the alloy thereof combined with the high-temperature oxidation resistant coating to realize the oil-free direct ignition and stable combustion device of the pulverized coal boiler, and has the advantages of low cost, less energy consumption, safety, environmental protection and the like compared with the plasma ignition technology and the oil gun ignition technology.)

一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法

技术领域

本发明属于火力发电和清洁能源技术领域,具体涉及一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法。

背景技术

现有火电厂煤粉锅炉的点火和稳燃装置,大都是在煤粉燃烧器的二次风口内安装大型油枪,或设置专作点火用的油燃烧器,在点火过程中完全烧油。这种方法虽能满足锅炉运行的要求,但耗油量太大,一台与200MW机组配套的670t/h锅炉每次点火用油高达50吨以上。全国火电厂点火和稳燃用油量相当可观。由于负荷变化, 每年助燃油在1000t左右, 我国电厂每年点火用油达500000t之多,助燃用油量更大。 随着大型火电机组不断增加,这一问题将愈加突出。我国重油供应不足,电厂多以轻柴油作点火燃料,因此问题就更加严重。

为了降低发电成本, 火力发电厂迫切需要安装能降低燃油消耗、 稳定安全运行的无油直接点火与稳燃燃烧器。借助无油直接点火和稳燃系统,不仅在煤粉锅炉冷态或热态启动时可以完全不用重油或天然气来暖炉和点炉,而且在煤粉锅炉低负荷运行时还可用来稳定燃烧,扩大锅炉低负荷运行的范围。据称,煤粉锅炉可带的最低负荷一般为额定负荷的30%,当强迫循环锅炉采用无油直接点火和稳燃技术时,可使最低负荷降到额定负荷的1%或更少。因此,每座发电厂至少应有一台锅炉改用无油直接点火和稳燃系统,以提高发电厂调峰和低负荷运行的能力,若一台600MW的机组采用了这种系统,那么30年内约可节约重油70万吨。

但是,煤粉直接点火和稳燃需要可靠的点火器,即其不仅要具备点火和主燃烧器的功能,还需要自身具备良好的耐高温抗氧化性能。据统计,煤粉直接点火和稳燃点火器在工作时内腔瞬时高温达1600℃,而目前市面上通用的高温钢耐受温度为1200℃,这远远达不到点火器使用基本需求。因此,开发出一种耐受温度在1600℃的高温结构材料成为了当前煤粉直接点火和稳燃点火器设计制造成功与否的关键。

发明内容

为了克服现有电厂煤粉锅炉点火燃烧器点火和稳燃过程中点火器自身耐温高、易发生高温氧化等一系列问题,本发明提供了一种应用于煤粉锅炉点火和稳燃的煤粉直接点火燃烧器的制备方法。

本发明采用的技术方案是:一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法,包括以下步骤:

步骤一、选取一种难熔金属粉末或者至少两种难熔金属组成的合金粉末或者由一种或多种难熔金属与其它金属和/或非金属元素组成的多元合金粉末或者由一种或多种难熔金属与其它金属或非金属氧化物组成的多元合金粉末,作为煤粉直接点火燃烧器壳体的原料,过筛处理,备用;

步骤二、将步骤一选取的粉末原料装入带有挠性钢芯的模具中,冷等静压制成粉质管坯;

步骤三、将粉质管坯装入烧结炉,在氢气或真空环境下,烧结温度为1800℃~2600℃,烧结时间为6~72h;

步骤四、将烧结管坯加热,加热温度为1000℃~2000℃,然后采用空心锻造加工方式,使用模具进行锻造,制成管坯备用;

步骤五、将锻造完成的管坯进行退火处理,退火温度800℃~1500℃,退火保温时间1h~5h,然后冷却备用;

步骤六、热处理完成的管坯机加工至目标要求尺寸,然后进行缺陷探伤扫描检测;

步骤七、对管坯进行喷砂处理,实现管坯的内外表面为均匀一致的喷砂面,对喷砂处理后的管坯内外表面进行洁净处理,并晾干;

步骤八、将喷涂粉末通过等离子喷涂装置,均匀喷涂于管坯的内外表面,所述的喷涂粉末包括Si粉、MoSi2粉、B2O3粉、Al2O3粉、ZrO2粉、Y2O3和La2O3粉;

步骤九、 将步骤八喷涂后的管坯置于真空炉内进行退火处理;

步骤十、待真空处理后,煤粉直接点火燃烧器的壳体制作完毕,对该壳体进行保温棉包覆;

步骤十一、对保温棉已经包覆过的壳体进行铜加热管均布排布,确保煤粉直接点火燃烧器内部各处升温同步进行,制备完成。

进一步优化,步骤一中,所述的难熔金属粉末,为钨、钼、铌、钽、钒、锆,铼、铪中的任意一种金属粉末,进行筛分处理时,筛网选择160目~500目,筛下粉末备用。

进一步优化,作为煤粉直接点火燃烧器壳体的原料为:a、一种难熔金属粉末;b、两种或者两种以上的难熔金属组成的合金粉末,c、一种或多种难熔金属与其它金属和/或非金属元素组成的多元合金粉末,d、一种或多种难熔金属与其它金属或非金属氧化物组成的多元合金粉末。

进一步优化,步骤二中,所述的模具为管型柔性模具,冷等静压的压制压力150~280MPa,保压时间10~30min。

进一步优化,步骤三中,其中烧结温度为1800℃~2600℃,烧结时间为6~72h,通过烧结获得致密度大于98%的烧结管坯。

进一步优化,步骤四中,将烧结管坯放进马弗炉中加热,加热温度为1000℃~2000℃,加热时间为60~80min,选用模具规格为目标尺寸要求,按照设计的锻造模具,通过空心锻造加工,制成所需管坯。

进一步优化,步骤六中,使用水浸式超声波C扫描,机加工后的管坯内部无平均直径大于0.3mm的气孔缺陷存在。

进一步优化,步骤七中,喷砂用料采用规格尺寸为1mm~2mm的白刚玉或棕刚玉,喷砂后表面喷砂等级为Sa3;对喷砂处理后的管坯内壁进行洁净处理的工艺为:采用水冲洗喷砂处理后的管坯内壁,冲洗干净后,采用去离子水或蒸馏水再次对管坯内壁进行清洗。

进一步优化,步骤八中,所述的喷涂粉末为Si粉、MoSi2粉、B2O3粉、Al2O3粉、ZrO2粉、Y2O3和La2O3粉,按照质量百分比,其中,Si:40%-70%,MoSi2:0.5%-10%,B2O3:1%-20%,Al2O3:10%-30%,ZrO2:8%-25%,Y2O3:0.5%-3%,La2O3:0.1%-2%;喷涂粉末的粒度需控制在15-45mm区间内,且保证粉末流动性完好;喷涂涂层厚度控制在0-500um范围内,且每喷涂50um,需停机一次,以便于喷涂件具备充分的冷却时间,并使用干燥后的气体对喷涂件表面进行清灰处理,冷却半小时后,继续喷涂直至涂层厚度达到设计厚度、且壳体内外表面完全覆盖为止。

进一步优化,步骤八中,单道次上粉率控制在5um左右,喷涂过程中,送粉器左侧需配置干燥气体喷管,以便于以及清除喷涂残留粉尘和颗粒物,确保下道次涂层与上道次涂层的良好结合。

进一步优化,步骤九中,真空度持续保持小于10-2Pa,退火温度在1200℃~1500℃,以便于优化涂层结构,增强涂层与管坯基体金属之间的结合力,并有效消除涂层结构中由于热加工而残存的加工应力。

进一步优化,步骤九中,真空炉中通过真空环境下的梯度温区处理工艺为:升温速度为10℃/min,当达到设计温度后,需保温2h,然后自然冷却降温至室温后取出。

进一步优化,步骤十一中、感应加热所使用的加热管采用中空的紫铜作为加热材料,加热管在保温棉表面进行均匀排布后,需要对其中频感应加热效果和管坯内腔各处温度进行实际测量,以确保各处同步加热并对完工后的煤粉直接点火燃烧器进行感应加热测试,测试上限温度为800℃-1000℃,测试时间为1h-5h。

本发明的有益效果是:

本发明采用难熔金属制备点火器金属基体与表面抗氧化涂层相结合的工艺,实现煤粉锅炉点火和稳燃的煤粉直接点火燃烧器高温(1200℃~1650℃)下正常运行,克服了难熔金属高温下易氧化的限制,为煤粉直接点火燃烧器的顺利完工奠定了坚实的实践基础。

同时使用Si粉、MoSi2粉、B2O3粉、Al2O3粉、ZrO2等陶瓷粉末以及稀土氧化物Y2O3和La2O3等粉末制备的涂层,对金属管坯或者合金管坯进行涂层,使点火燃烧器的壳体具备一定时效的高温热稳定性能和抗氧化性。

具体实施方式

下面,通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解,在没有进一步叙述的情况下,一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其他实施方式中。

一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法,包括以下步骤:

步骤一、选取煤粉直接点火燃烧器壳体的原料,该原料为以下四种:a、一种难熔金属粉末;b、两种或者两种以上的难熔金属组成的合金粉末,c、一种或多种难熔金属与其它金属和/或非金属元素组成的多元合金粉末,d、一种或多种难熔金属与其它金属或非金属氧化物组成的多元合金粉末。例如,难熔金属与Ni、Cr或者Co等组成的多元合金粉末,或者难熔金属与Y2O3、La2O3等稀土氧化物形成的ODS合金粉末,或者难熔金属与ZrO2或者SiO2、B2O3等金属或者非金属氧化物形成的合金粉末;所述的难熔金属粉末,为钨、钼、铌、钽、钒、锆,铼、铪中的任意一种金属粉末,需要说明的是:在c和d所限定的成分中,难熔金属粉末按照质量占比需要达到60%以上;将选取的粉末原料进行筛分处理时,筛网选择160目~500目,筛上物做废料处理,筛下粉末备用;使用前后检查筛网是否有破损,确保杂物或大的粉末团聚体被筛分出来;

步骤二、将步骤一选取的粉末原料装入带有挠性钢芯的管型柔性模具中,冷等静压的压制压力150~280MPa,保压时间10~30min,具体执行工艺根据制备的煤粉直接点火燃烧器规格和选用粉末的技术指标,在范围内进行调节;冷等静压为设备自动升压,无升压速度限定冷等静压制成粉质管坯;

步骤三、将粉质管坯装入烧结炉,在氢气或真空环境下,通过烧结获得致密度大于98%的烧结管坯,烧结温度为1800℃~2600℃,烧结时间为6~72h;

步骤四、将烧结管坯放进马弗炉中加热,加热温度为1000℃~2000℃,具体根据产品设计的材质和锻造变形量进行选择,加热时间为60~80min,选用模具规格为目标尺寸要求,按照设计的锻造模具,分两次空心锻造加工,第一次将五分之三长度的烧结管坯的外径尺寸锻造到目标尺寸要求的规格,然后回炉补偿加热60min~80min后,将剩余长度的烧结钼管的外径尺寸锻造到目标尺寸要求的规格,最终锻造断面收缩率为5%~50%,制成管坯;

步骤五、将锻造完成的管坯进行退火处理,退火温度800℃~1500℃,退火保温时间1h~5h,以优化管坯金相组织结构,细化晶粒,促使加工态组织向回复组织转变,使管坯内部金相组织趋于稳定状态,进一步提高综合力学性能然后冷却备用;

步骤六、热处理完成的管坯机加工至目标要求尺寸,使用水浸式超声波C扫描,机加工后的管坯内部无平均直径大于0.3mm的气孔缺陷存在,结晶扫描底面波强度不小于80%,平均晶粒直径小于35um。水浸式超声波C扫描分两次,分别选用不同模型检测物理缺陷和晶粒组织均匀性,检测结果以彩色图片颜色差异表示,检测合格者进入下个步骤;

步骤七、对管坯的内外表面进行喷砂处理,喷砂用料采用规格尺寸为1mm~2mm的白刚玉或棕刚玉,喷砂后表面喷砂等级为Sa3;对喷砂处理后的管坯内外表面进行洁净处理的工艺为:采用自来水多次冲洗喷砂处理后的管坯内外表面,冲洗干净后,采用去离子水或蒸馏水再次对管坯内外表面进行清洗,并晾干;

步骤八、将喷涂粉末通过等离子喷涂装置,均匀喷涂于管坯的内外表面,所述的喷涂粉末的主要原料为陶瓷粉末和稀土氧化物粉末,喷涂粉末的粒度需控制在15-45mm区间内,且保证粉末流动性完好;喷涂涂层厚度控制在0-500mm范围内,且每喷涂50mm,需停机一次,以便于喷涂件具备充分的冷却时间,并使用干燥后的气体对喷涂件表面进行清灰处理,冷却半小时后,继续喷涂直至涂层厚度达到设计厚度、且壳体内外表面完全覆盖为止;此外需要注意的是:单道次上粉率控制在5um左右,喷涂过程中,送粉器左侧需配置干燥气体喷管,以便于以及清除喷涂残留粉尘和颗粒物,确保下道次涂层与上道次涂层的良好结合;该步骤中所述的喷涂粉末为Si粉、MoSi2粉、B2O3粉、Al2O3粉、ZrO2粉、Y2O3和La2O3粉组成的混合粉料,按照质量百分比,其中,Si:40%-70%,MoSi2:0.5%-10%,B2O3:1%-20%,Al2O3:10%-30%,ZrO2:6%-25%,Y2O3:0.5%-3%,La2O3:0.1%-2%;

步骤九、 将步骤八喷涂后的管坯置于真空炉内进行退火处理,优化涂层与管坯表面层的结合质量,其中:真空炉内真空度持续保持小于10-2Pa,退火温度在1200℃~1500℃,以便于优化涂层结构,增强涂层与管坯基体金属之间的结合力,并有效消除涂层结构中由于热加工而残存的加工应力;此外:真空炉中通过真空环境下的梯度温区处理工艺为:升温速度为10℃/min,当达到设计温度后,需保温2h,然后自然冷却降温至室温后取出;

步骤十、待真空处理后,煤粉直接点火燃烧器的壳体制作完毕,对该壳体进行保温棉包覆,包覆范围为除壳体两端面外全覆盖。

步骤十一、对保温棉已经包覆过的壳体进行铜加热管均布排布,确保煤粉直接点火燃烧器内部各处升温同步进行,需要注意的是:感应加热所使用的加热管采用中空的紫铜作为加热材料,加热管在保温棉表面进行均匀排布后,需要对其中频感应加热效果和管坯内腔各处温度进行实际测量,以确保各处同步加热并对完工后的煤粉直接点火燃烧器进行感应加热测试,测试上限温度为800℃-1000℃,测试时间为1h-5h;制备完成。

需要说明的是:在步骤一中,其中d成分应当包含以下三种情况:难熔金属+金属氧化物、难熔金属+非金属氧化物以及难熔金属+金属氧化物+非金属氧化物。

实施例1、

一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法,包括以下步骤:

步骤一、选取钼粉,钼粉费氏粒度3.0μm,批次钼粉取样分析各项物理和化学性能指标符合应用要求,500目筛网筛分处理,筛上物做废料处理,筛下钼粉备用;

步骤二、选用Ф500×Ф240×600mm规格管型橡胶模具,内部清理干净,配合Ф180mm挠性钢芯使用,均匀添加钼粉粉末,装粉重量100kg;封口后,冷等静压制,压制压力180MPa,保压时间20min;压制完成后,脱模,备用;

步骤三、将粉质管坯装入中频感应烧结炉,通入氢气作为保护和还原气氛,烧结温度2100℃,烧结时间为42h,随炉冷却,出炉,测得烧结密度9.997g/cm3

步骤四、将烧结管坯放进有氢气保护气氛的马弗炉中加热,加热温度1250℃,保温时间60min,选用模具规格为Φ240mm-Φ500mm,对管坯因烧结过程而出现的弯曲变形进行校直;

步骤五、使用退火炉进行1200℃再结晶退火,保温2h,自然降温冷却;

步骤六、热处理完成的钼管坯机加工至客户图纸要求尺寸,然后进行缺陷探伤检测,缺陷探伤检查管坯内部是否有裂纹、气孔等缺陷,钼管坯内部无平均直径大于0.3mm的气孔缺陷存在;

步骤七、喷砂材料选择2mm白刚玉,从钼管坯一端开始,内壁喷涂时,喷头利用辊轮连续移动喷砂,外壁则利用普通喷头即可,来回反复喷砂10遍,得到内外表面粗糙均匀的钼管坯,自来水冲洗干净后,再使用蒸馏水对钼管内壁清洗,确保钼管坯内外表面清洁;

步骤八、将Si粉、MoSi2粉、B2O3粉、Al2O3粉、ZrO2以及稀土氧化物Y2O3和La2O3粉末按照质量比:40%、10%,15%、20%、12%、1.5%和1.5%的比例混合均匀,球形粉末的粒度需控制在30-40um区间内,每次喷涂厚度为5um左右,且每次喷涂厚度>50um时,需停机一次,对喷涂件进行冷却处理和表面清灰处理,喷涂采用等离子喷涂,确保涂层与基体见高结合力。

步骤九、待热喷涂结束后,检测钼管坯内外表面涂层是否全覆盖,然后将钼管坯置于真空炉内进行退火处理,优化涂层与钼管坯表面层的结合质量,真空度持续保持10-3Pa,退火温度在1350℃;

步骤十、待真空处理后,煤粉直接点火燃烧器的管坯基体已加工完毕,对该管坯基体进行保温棉包覆,包覆范围为除管坯基体两端面外全覆盖;

步骤十一、对包覆过保温棉的管坯进行铜加热管均布排布,确保煤粉直接点火燃烧器内部各处感应加热过程中,同步升温,并对完工后的煤粉直接点火燃烧器进行感应加热测试,测试上限温度为800℃,测试时间为1h。

实施例2、

一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法,包括以下步骤:

步骤一、选取钨粉,钨粉费氏粒度2.5μm,批次钨粉取样分析各项物理和化学性能指标符合应用要求,200目筛网筛分处理,筛上物做废料处理,筛下钨粉备用;

步骤二、选用Ф480×Ф260×650mm规格管型橡胶模具,内部清理干净,配合Ф190mm挠性钢芯使用,均匀添加钨粉粉末,装粉重量165kg;封口后,冷等静压制,压制压力200MPa,保压时间30min;压制完成后,脱模,备用;

步骤三、将粉质钨管坯装入中频感应烧结炉,通入氢气作为保护和还原气氛,烧结温度2300℃,烧结时间为48h,随炉冷却,出炉,烧结密度18.92g/cm3

步骤四、将烧结钨管坯放进有氢气保护气氛的马弗炉中加热,加热温度1500℃,保温时间120min,选用模具规格为Φ260mm-Φ480mm,对管坯因烧结过程而出现的弯曲变形进行校直;

步骤五、使用退火炉进行1400℃再结晶退火,保温2h,自然降温冷却;

步骤六、热处理完成的管坯机加工至客户图纸要求尺寸,然后进行缺陷探伤检测,缺陷探伤检查管坯内部是否有裂纹、气孔等缺陷,管坯内部无平均直径大于0.3mm的气孔缺陷存在即可;

步骤七、机加工尺寸粗检合格的钨管坯进行喷砂处理,喷砂材料选择2mm棕刚玉,从钨管坯一端开始,内壁喷涂时,喷头利用辊轮连续移动喷砂,外壁则利用普通喷头即可,来回反复喷砂8遍,得到内外均匀,且粗糙度一直的表面,自来水冲洗干净后,才使用蒸馏水对钨管坯内外表面清洗,确保钨管坯内外表面的清洁度;

步骤八、将Si粉、MoSi2粉、B2O3粉、Al2O3粉、ZrO2以及稀土氧化物Y2O3和La2O3粉末按照质量比:60%、8%,7%、12%、10%、2.5%和0.5%的比例混合均匀,球形粉末的粒度需控制在35-50um区间内,每次喷涂厚度为10um左右,且每次喷涂厚度>50um时,需停机一次,对喷涂件进行冷却处理和表面清灰处理,喷涂采用等离子喷涂,确保涂层与基体见高结合力。

步骤九、待热喷涂结束后,将钨管壳置于真空炉内进行退火处理,优化涂层与钨管坯表面层的结合质量,真空度持续保持10-3Pa,退火温度在1450℃;

步骤十、待真空处理后,煤粉直接点火燃烧器的管坯基体已加工完毕,对该管坯基体进行保温棉包覆,包覆范围为除管坯基体两端面外全覆盖;

步骤十一、对包覆过保温棉的管坯进行铜加热管均布排布,确保煤粉直接点火燃烧器内部各处感应加热过程中,同步升温,并对完工后的煤粉直接点火燃烧器进行感应加热测试,测试上限温度为1000℃,测试时间为3h。

实施例3、

一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法,包括以下步骤:

步骤一、选取钨镍合金粉,钨镍合金粉费氏粒度3.5μm,钨镍粉末的质量比为:4:1,批次钨镍合金粉取样分析各项物理和化学性能指标符合应用要求,160目筛网筛分处理,筛上物做废料处理,筛下钨镍合金粉备用;

步骤二、选用Ф450×Ф280×720mm规格管型橡胶模具,内部清理干净,配合Ф185mm挠性钢芯使用,均匀添加钨镍合金粉末,装粉重量140kg;封口后,冷等静压制,压制压力175MPa,保压时间20min;压制完成后,脱模,备用;

步骤三、将粉质钨镍合金管坯装入中频感应烧结炉,通入氢气作为保护和还原气氛,烧结温度1450℃,烧结时间为10h,随炉冷却,出炉,烧结密度15.35g/cm3

步骤四、将烧结钨镍合金管坯放进有氢气保护气氛的马弗炉中加热,加热温度1300℃,保温时间30min,选用模具规格为Φ280mm-Φ450mm,对管坯因烧结过程而出现的弯曲变形进行校直;

步骤五、使用退火炉进行1250℃再结晶退火,保温2h,自然降温冷却;

步骤六、热处理完成的管坯机加工至客户图纸要求尺寸,然后进行缺陷探伤检测,缺陷探伤检查管坯内部是否有裂纹、气孔等缺陷,管坯内部无平均直径大于0.3mm的气孔缺陷存在即可;

步骤七、喷砂材料选择2mm棕刚玉,从管坯一端开始,内壁喷涂时,喷头利用辊轮连续移动喷砂,外壁则利用普通喷头即可,来回反复喷砂6遍,得到管坯内外表面均匀的粗糙面,自来水冲洗干净后,才使用蒸馏水对钨镍管坯内外表面清洗,确保钨镍管坯内外表面的清洁度;

步骤八、将Si粉、MoSi2粉、B2O3粉、Al2O3粉、ZrO2以及稀土氧化物Y2O3和La2O3粉末按照质量比: 55%、6%,10%、17%、10%、0.5%和1.5%的比例混合均匀,球形粉末的粒度需控制在15-50um区间内,每次喷涂厚度为15um左右,且每次喷涂厚度>50um时,需停机一次,对喷涂件进行冷却处理和表面清灰处理,喷涂采用等离子喷涂,确保涂层与基体高结合力。

步骤九、待热喷涂结束后,将钨管壳置于真空炉内进行退火处理,优化涂层与钨管坯表面层的结合质量,真空度持续保持10-3Pa,退火温度在1200℃;

步骤十、待真空处理后,煤粉直接点火燃烧器的管坯基体已加工完毕,对该管坯基体进行保温棉包覆,包覆范围为除管坯基体两端面外全覆盖;

步骤十一、对包覆过保温棉的管坯进行铜加热管均布排布,确保煤粉直接点火燃烧器内部各处感应加热过程中,同步升温,并对完工后的煤粉直接点火燃烧器进行感应加热测试,测试上限温度为900℃,测试时间为5h。

实施例4、

一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法,包括以下步骤:

步骤一、选取Mo-La2O3合金粉,钼镧合金粉费氏粒度3.8μm,钼镧合金粉末的质量比为:99.3:0.7,批次钼镧合金粉取样分析各项物理和化学性能指标符合应用要求,160目筛网筛分处理,筛上物做废料处理,筛下钼镧合金粉备用;

步骤二、选用Ф510×Ф246×610mm规格管型橡胶模具,内部清理干净,配合Ф190mm挠性钢芯使用,均匀添加钼镧合金粉,装粉重量115kg;封口后,冷等静压制,压制压力185MPa,保压时间25min;压制完成后,脱模,备用;

步骤三、将粉质管坯装入中频感应烧结炉,通入氢气作为保护和还原气氛,烧结温度2150℃,烧结时间为44h,随炉冷却,出炉,测得烧结密度9.98g/cm3

步骤四、将烧结管坯放进有氢气保护气氛的马弗炉中加热,加热温度1350℃,保温时间60min,选用模具规格为Φ255mm-Φ530mm,对管坯因烧结过程而出现的弯曲变形进行校直;

步骤五、使用退火炉进行1300℃再结晶退火,保温2h,自然降温冷却;

步骤六、热处理完成的钼管坯机加工至客户图纸要求尺寸,然后进行缺陷探伤检测,缺陷探伤检查管坯内部是否有裂纹、气孔等缺陷,钼管坯内部无平均直径大于0.3mm的气孔缺陷存在;

步骤七、喷砂材料选择2mm白刚玉,从钼镧合金管坯一端开始,内壁喷涂时,喷头利用辊轮连续移动喷砂,外壁则利用普通喷头即可,来回反复喷砂10遍,得到内外表面粗糙均匀的钼镧合金管坯,自来水冲洗干净后,再使用蒸馏水对钼镧合金管内壁清洗,确保钼镧合金管坯内外表面清洁;

步骤八、将Si粉、MoSi2粉、B2O3粉、Al2O3粉、ZrO2以及稀土氧化物Y2O3和La2O3粉末按照质量比:45%、9%,12%、17%、14.5%、0.7%和1.8%的比例混合均匀,球形粉末的粒度需控制在15-45um区间内,每次喷涂厚度为5um左右,且每次喷涂厚度>50um时,需停机一次,对喷涂件进行冷却处理和表面清灰处理,喷涂采用等离子喷涂,确保涂层与基体见高结合力。

步骤九、待热喷涂结束后,检测钼镧合金管坯内外表面涂层是否全覆盖,然后将钼管坯置于真空炉内进行退火处理,优化涂层与钼镧合金管坯表面层的结合质量,真空度持续保持10-3Pa,退火温度在1400℃;

步骤十、待真空处理后,煤粉直接点火燃烧器的钼镧合金管坯基体已加工完毕,对该钼镧合金管坯基体进行保温棉包覆,包覆范围为除管坯基体两端面外全覆盖;

步骤十一、对包覆过保温棉的管坯进行铜加热管均布排布,确保煤粉直接点火燃烧器内部各处感应加热过程中,同步升温,并对完工后的煤粉直接点火燃烧器进行感应加热测试,测试上限温度为950℃,测试时间为1.5h。

实施例5、

一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法,包括以下步骤:

步骤一、选取Mo-C合金粉,钼碳合金粉费氏粒度3.2μm,钼镧合金粉末的质量比为:99.5:0.5,批次钼碳合金粉取样分析各项物理和化学性能指标符合应用要求,160目筛网筛分处理,筛上物做废料处理,筛下钼碳合金粉备用;

步骤二、选用Ф510×Ф246×610mm规格管型橡胶模具,内部清理干净,配合Ф190mm挠性钢芯使用,均匀添加钼碳合金粉,装粉重量110kg;封口后,冷等静压制,压制压力180MPa,保压时间20min;压制完成后,脱模,备用;

步骤三、将粉质管坯装入中频感应烧结炉,通入氢气作为保护和还原气氛,烧结温度1900℃,烧结时间为36h,随炉冷却,出炉,测得烧结密度10.01g/cm3

步骤四、将烧结管坯放进有氢气保护气氛的马弗炉中加热,加热温度1360℃,保温时间60min,选用模具规格为Φ255mm-Φ530mm,对管坯因烧结过程而出现的弯曲变形进行校直;

步骤五、使用退火炉进行1220℃再结晶退火,保温2h,自然降温冷却;

步骤六、热处理完成的钼碳合金管坯机加工至客户图纸要求尺寸,然后进行缺陷探伤检测,缺陷探伤检查管坯内部是否有裂纹、气孔等缺陷,钼碳合金管坯内部无平均直径大于0.3mm的气孔缺陷存在;

步骤七、喷砂材料选择2mm白刚玉,从钼碳合金管坯一端开始,内壁喷涂时,喷头利用辊轮连续移动喷砂,外壁则利用普通喷头即可,来回反复喷砂10遍,得到内外表面粗糙均匀的钼碳合金管坯,自来水冲洗干净后,再使用蒸馏水对钼碳合金管内壁清洗,确保钼碳合金管坯内外表面清洁;

步骤八、将Si粉、MoSi2粉、B2O3粉、Al2O3粉、ZrO2以及稀土氧化物Y2O3和La2O3粉末按照质量比:50%、8%,6%、18%、15.5%、1.5%和1%的比例混合均匀,球形粉末的粒度需控制在15-45um区间内,每次喷涂厚度为5um左右,且每次喷涂厚度>50um时,需停机一次,对喷涂件进行冷却处理和表面清灰处理,喷涂采用等离子喷涂,确保涂层与基体见高结合力。

步骤九、待热喷涂结束后,检测钼碳合金管坯内外表面涂层是否全覆盖,然后将钼碳合金管坯置于真空炉内进行退火处理,优化涂层与钼碳合金管坯表面层的结合质量,真空度持续保持10-3Pa,退火温度在1420℃;

步骤十、待真空处理后,煤粉直接点火燃烧器的钼碳合金管坯基体已加工完毕,对该钼碳合金管坯基体进行保温棉包覆,包覆范围为除管坯基体两端面外全覆盖;

步骤十一、对包覆过保温棉的管坯进行铜加热管均布排布,确保煤粉直接点火燃烧器内部各处感应加热过程中,同步升温,并对完工后的煤粉直接点火燃烧器进行感应加热测试,测试上限温度为950℃,测试时间为1.5h。

实施例6

一种煤粉直接点火燃烧器的制备方法,包括以下步骤:

步骤一、选取钨钼合金粉,钨钼合金粉费氏粒度3.4μm,钨钼粉末的质量比为:3:7,批次钨钼合金粉取样分析各项物理和化学性能指标符合应用要求,160目筛网筛分处理,筛上物做废料处理,筛下钨钼合金粉备用;

步骤二、选用Ф450×Ф280×720mm规格管型橡胶模具,内部清理干净,配合Ф185mm挠性钢芯使用,均匀添加钨钼合金粉末,装粉重量150kg;封口后,冷等静压制,压制压力200MPa,保压时间30min;压制完成后,脱模,备用;

步骤三、将粉质钨钼合金管坯装入中频感应烧结炉,通入氢气作为保护和还原气氛,烧结温度1980℃,烧结时间为42h,随炉冷却,出炉,烧结密度11.65g/cm3

步骤四、将烧结钨钼合金管坯放进有氢气保护气氛的马弗炉中加热,加热温度1550℃,保温时间60min,选用模具规格为Φ290mm-Φ460mm,对管坯因烧结过程而出现的弯曲变形进行校直;

步骤五、使用退火炉进行1320℃再结晶退火,保温4h,自然降温冷却;

步骤六、热处理完成的钨钼合金管坯机加工至客户图纸要求尺寸,然后进行缺陷探伤检测,缺陷探伤检查管坯内部是否有裂纹、气孔等缺陷,管坯内部无平均直径大于0.3mm的气孔缺陷存在即可;

步骤七、喷砂材料选择2mm棕刚玉,从管坯一端开始,内壁喷涂时,喷头利用辊轮连续移动喷砂,外壁则利用普通喷头即可,来回反复喷砂5遍,得到管坯内外表面均匀的粗糙面,自来水冲洗干净后,才使用蒸馏水对钨镍管坯内外表面清洗,确保钨钼合金管坯内外表面的清洁度;

步骤八、将Si粉、MoSi2粉、B2O3粉、Al2O3粉、ZrO2以及稀土氧化物Y2O3和La2O3粉末按照质量比:62%、6%,13%、11%、6.5%、0.5%和1%的比例混合均匀,球形粉末的粒度需控制在15-50um区间内,每次喷涂厚度为15um左右,且每次喷涂厚度>50um时,需停机一次,对喷涂件进行冷却处理和表面清灰处理,喷涂采用等离子喷涂,确保涂层与基体高结合力。

步骤九、待热喷涂结束后,将钨钼合金管坯置于真空炉内进行退火处理,优化涂层与钨钼合金管坯表面层的结合质量,真空度持续保持10-3Pa,退火温度在1450℃;

步骤十、待真空处理后,煤粉直接点火燃烧器的管坯基体已加工完毕,对该管坯基体进行保温棉包覆,包覆范围为除管坯基体两端面外全覆盖;

步骤十一、对包覆过保温棉的管坯进行铜加热管均布排布,确保煤粉直接点火燃烧器内部各处感应加热过程中,同步升温,并对完工后的煤粉直接点火燃烧器进行感应加热测试,测试上限温度为1050℃,测试时间为5h。

实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。

应当指出,虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述,然而本发明还可以有其他的多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下,熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形,但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。

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