[发明专利]一种铁基合金的耐磨低温省煤器管排及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及低温省煤器领域，尤其是涉及低温省煤器选材和制备方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对电力的需求也越来越大，因此很多电厂发电设备也在不断的改进。由于发电机组的增容改建，很多电厂的锅炉排烟温度都会升高，偏离原始设计值，升高温度达到20～500度，这样不但影响了锅炉效率和发电厂的循环效率还增加了燃煤使用量。为了解决烟气温度升高的问题，很多电厂在烟道内设置省煤器，利用省煤器将烟气降温，但是传统的省煤器在使用过程中会出现腐蚀严重，使用寿命短的问题，而且传统的省煤器还存在换热效率低、换热管束容易积灰堵灰、设备造价及维修成本高的缺点。

另外现有的低温省煤器由于本身材质所限制，在使用中容易出现磨损和或腐蚀，导致设备顺坏不能使用，增加了使用和维护成本，即使人们想出了很多办法，比如在低温省煤器管排受热面前面增加假管，但由于本身材质问题，上述缺陷仍然存在，得不到解决。

发明内容

本发明所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出创新方案，尤其是一种能够从根本上有效解决磨损和腐蚀问题的方案。

为解决上述问题，本发明采用的方案如下：一种铁基合金的耐磨低温省煤器管排制备方法，其特征在于，耐磨低温省煤器管排由直管部和U管部组成，直管部和U管部焊接形成低温省煤器管排，直管部的制备包括以下步骤：

①先在中频感应炉中熔炼直管部的高铬铁基合金熔液，高铬铁基合金熔液包括质量分数20-25%的高碳铬铁、5-5.5%的氮化铬铁、2-2.5%工业多晶硅、1.2-1.8%电解铜、3-4%金属钴、1.1-2%金属镍、0.1-0.5%金属铬、0.2-0.5%钼铁、2-4.1%金属铝、0.1-0.2%硼铁、0.1-1.4%硅钙钡铝合金、1.1-1.5%工业铌铁和余量的工业铁，在高铬铁基合金熔炼过程中，先将工业铁、高碳铬铁、氮化铬铁和工业多晶硅混合加热融化，保持中频熔炼炉起始功率20-40kW，当温度达到300-380摄氏度时功率提升到80-100kW,当中频感应炉底部合金原料温度达到1100-1535摄氏度时，合金原料开始熔化，此时加入电解铜、金属钴和金属镍，并将中频感应炉功率提升到140-160kW，当中频感应炉内温度达到1500摄氏度时保持功率不变，1-2分钟后加入金属铬、钼铁、金属铝、硼铁、硅钙钡铝合金和工业铌铁，当合金原料全部熔化后停止加热，将炼钢造渣剂覆盖于合金熔液上防止氧化并除渣，保持5-10分钟后，将造渣剂清除干净；

②将步骤①熔炼后的合金溶液向前倾斜15-20°，并调节中频熔炼炉功率至30-40kW，保持1-2分钟，迅速将功率升至100-120kW，使合金熔液在熔炼炉内翻滚，保持3-5分钟后再将功率降至30-40kW，重复该步骤3-5次，合金熔液浇铸出炉，制得合金锭；

③将步骤②所得合金锭破碎并加入氧化剂，按含碳和氧化剂摩尔比为1：1加入，然后粉碎至100-150目，混合后投入氧化炉吹氧氧化并加热升温至200-900℃，反应2-8小时变蓝降碳，生成降碳合金粉；

④将步骤③所得合金粉加入中频感应炉中重熔后浇铸成马氏体钢管管胚；

⑤对马氏体钢管管胚进行退火处理，退火后用酸洗液对马氏体钢管管胚进行酸洗，然后依次磷化、皂化和润滑处理，将润滑处理后的马氏体钢管管胚进行冷轧，得到直管部成品。

进一步，根据上述设计方案所述铁基合金的耐磨低温省煤器管排制备方法，所述退火处理包括以下步骤①将马氏体钢管管胚放入炉内，温度升至740-750摄氏度，保温1-1.5小时；②将炉内温度升至770-800摄氏度，处理3.5-4小时；③将炉内温度降至700-730摄氏度，处理1-2小时；④将炉内温度降至600-650摄氏度，保温1-2小时；⑤将马氏体钢管管胚出炉，冷却至室温。

进一步，根据上述设计方案所述铁基合金的耐磨低温省煤器管排制备方法，所述高碳铬铁的化学组分及质量分数为60-65%Cr，7-8%C，2-3%Si，P≤0.04%，S≤0.04%，余量Fe。

进一步，根据上述设计方案所述铁基合金的耐磨低温省煤器管排制备方法，所述氮化铬铁的化学组分及质量分数为55-60%Cr，5.5-6%N，C≤0.1%，Si≤2.5%，P≤0.03%，S≤0.04%，余量Fe。

进一步，根据上述设计方案所述铁基合金的耐磨低温省煤器管排制备方法，所述酸洗温度为55-60摄氏度，酸洗时间为10-30分钟。