[发明专利]基于等离子堆焊与激光熔覆技术的炉排片复合防护工艺

说明书

本发明公开了一种基于等离子堆焊与激光熔覆技术的炉排片复合防护工艺，炉排片分为干燥段、燃烧段和燃烬段，干燥段和燃烬段采用高铬型镍基自熔合金进行喷涂形成防护层，燃烧段采用镍基合金与金属陶瓷NiCr‑Cr₂C₃分别进行喷涂形成双层防护层；本发明针对炉排片不同的工作区间，制定与各段实际工况相对应的炉排片表面综合防护工艺，而不是仅用同一种方法进行防护，在保证防护效果和服役寿命的前提下，节能、节材，并降低了企业生产成本。

技术领域

本发明属于垃圾焚烧设备技术领域，具体涉及一种应用于垃圾电站中，基于等离子堆焊与激光熔覆技术的炉排片复合防护工艺。

背景技术

垃圾焚烧技术经过几十年的发展，炉排型焚烧炉以其技术成熟、运行可靠、适应性广，占据目前全世界垃圾焚烧市场总量80％以上。垃圾电站炉排片的作用是将垃圾输送到炉膛内进行燃烧处理，垃圾焚烧的燃烧过程主要是在炉排片上完成的，炉排片是构成焚烧炉燃烧室的最关键部件。当炉排片工作时，垃圾堆放在炉排片上，焚烧火焰从垃圾堆料层的着火面向未着火的料堆表面及内层传播，形成一层一层燃烧的过程。炉排片通常由干燥段、燃烧段和燃烬段构成。段与段之间通常设置段差，使炉排上的垃圾团翻滚跌散，燃烧充分。垃圾在经过炉排片各段时，完成干燥脱水、高温燃烧、燃烬的过程。在燃烧段，当温度达到约500℃以上时，炉排片发生的烧损、减薄将会显著增加，主要原因是高温烟气造成的高温腐蚀及炉排片与垃圾摩擦造成磨损。炉排上各个不同部位的炉排片烧损速度是不一样的，在燃烧段部分的炉排片烧损最快。为了延长使用寿命，规定垃圾焚烧炉炉排片经济性使用温度为400～450℃，炉排片结构设置了冷却气道，将炉排片的表面温度控制在450℃以下。但是，要求所有炉排片保持此温度范围非常困难，特别是主燃烧部的炉排片顶端部分经常超出上述规定温度，这是由于炉排片温度很大程度上受到燃烧空气量、垃圾发热量、垃圾层厚度和燃烧完结点等因素的综合因素影响。正因为炉排片服役工况非常恶劣，所以其服役寿命远低于设计寿命。当发现有炉排片报废时，往往需更换新的炉排片，造成停炉检修，从而使运行成本偏高。

因此，本领域技术人员研制了多种方法来增加炉排片的寿命，其中一种常见方法是通过在炉排片表面堆焊不锈钢或inconel625来提高其抗磨损和耐腐蚀性，延长使用寿命，但不锈钢的耐温低于750℃，超过此温度防护性能会迅速下降；inconel625合金虽然防腐性能效果突出，但耐磨损和高温耐氧化方面偏弱。

另外，也有采用热喷涂技术进行防护，但由于孔隙率偏高、结合强度偏低，不适用于炉排片的防护；高频感应重熔技术在锅炉水冷壁受热面高温防腐上取得了成功，但对炉排片同样并不适用，因炉排片工作面属于三维异型结构，表面凸凹不平，很难实施电感线圈非接触加热工艺。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提出一种应用于垃圾电站中，基于等离子堆焊与激光熔覆技术的炉排片复合防护工艺，针对炉排片不同的工作区间，制定与各段实际工况相对应的炉排片表面综合防护工艺，而不是仅用同一种方法进行防护，在保证防护效果和服役寿命的前提下，节能、节材，并降低了企业生产成本。

本发明提供的技术方案如下：

基于等离子堆焊与激光熔覆技术的炉排片复合防护工艺，炉排片分为干燥段、燃烧段和燃烬段，干燥段和燃烬段采用高铬型镍基自熔合金进行喷涂形成防护层，燃烧段采用镍基合金与金属陶瓷NiCr-Cr₂C₃分别进行喷涂形成双层防护层，先用等离子堆焊镍基合金形成双层防护层的底层，再在底层表面用激光同步送粉的方式熔覆NiCr-Cr₂C₃金属陶瓷面层。

优选地，干燥段和燃烬段采用火焰喷涂高硬度镍基自熔合金+等离子重熔的方式制备防护涂层。

优选地，干燥段和燃烬段选用铸铁材质；燃烧段选用含Ni、Cr的合金铸钢。