[发明专利]一种焚烧炉炉排用合金材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种焚烧炉炉排用合金材料及其制备方法，属于特种合金材料制造加工领域。所述焚烧炉炉排用合金材料组成合金元素按重量百分比包括：碳C 0.15％‑1.5％、硅Si 2％‑3％、锰Mn 0.6％‑1.5％、铬Cr 18％‑29％、镍Ni2.5％‑4.0％、钼Mo 0.15％‑0.45％、铜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％、强碳化物形成元素0.05％‑0.40％、硼B 0.04％‑0.06％、铝Al 0.04％‑0.06％，余量为铁Fe及其他不可避免的杂质。本发明提供的炉排用合金材料具有耐高温、耐腐蚀、抗碳化、抗磨损等特点，工艺简单、使用寿命长，综合性能良好，非常适合我国大型城市生活垃圾焚烧炉炉排用材，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于特种合金材料制造加工领域，尤其涉及一种焚烧炉炉排用合金材料及其制备方法。

背景技术

机械炉排焚烧炉是当今世界上使用最广泛的城市垃圾处理设备之一，其中焚烧炉炉排是设备的主要耐磨易损件。炉排质量及其使用寿命影响焚烧设备的使用效果和经济效果，是设备制造厂家重点研究制造的零部件。

焚烧炉炉排工作条件十分恶劣：炉排承载的固体或液体(渗滤液)废弃物中常含有酸、碱、腐蚀、有毒物质；垃圾焚烧过程中炉膛温度高达1000℃，烟气温度达800-900℃，并且烟气中含有氮氧化物、硫化物、CO、HCl、各种有机气体及二恶英、Hg等重金属有害物质；炉排运动过程中会与垃圾物料、炉内其他构件相互作用，发生机械磨损现象等等。因此，炉排需要采用同时具备耐高温、耐腐蚀、抗碳化、抗磨损等突出性能的材料。炉排片的设计与制造是炉排的关键技术之一，并作为设备制造厂家的专利技术。

在国外，德国蒂森克虏伯VDM公司制造的焚烧炉炉排材料采用的是镍基合金Nicrofer 45TM，其成分为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-马丁炉排炉炉排采用高铬钼合金铸钢制造，具有独特、优良的耐热、耐磨、耐腐蚀性能。在国内，大型城市生活垃圾焚烧设备还主要依靠进口。国外进口的往复炉排主燃区炉排片普遍采用高铬铸铁，含Cr 24-28％以上，耐热温度较高，但进口炉排价格昂贵，运行成本很高。国内自制的炉排片常用Cr系耐热材质如3Cr18Mn12Si2N等，这些材料经热处理过后可获得良好的力学性能，但因其Mn含量过高，降低了其耐蚀性和可靠性。国内也有厂家使用耐热铸铁炉排，但其耐蚀性能和力学性能较差，热强性能较低，使用寿命不稳定。

德国镍基合金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-马丁公司高铬镍合金铸钢材料，主要合金元素含量Cr(26-29)％，使材料制作成本升高。国内选用3Cr18Mn12Si2N等，Mn含量过高，降低耐蚀性和可靠性。国内选用3Cr25Ni20等，Cr、Ni含量较高，材料制作成本高。国内选用高铬铸铁或耐热铸铁、耐热球铁等，性脆易断裂，成分简单，不耐腐蚀。

综上，目前现有技术中高性能炉排材料制造成本高，而成本低的炉排材料性能不佳，使用寿命不稳定，频繁更换炉排也使得运行成本升高。因此，对炉排合金材料的成分和制造工艺进行改进，研究低成本高性能的炉排用合金材料具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术制造焚烧炉炉排的合金材料无法同时具备优良的综合性能和适宜的制造成本，提供一种焚烧炉炉排用合金材料及其制备方法。与现有技术相比，本发明炉排用合金材料耐高温、耐腐蚀、抗碳化、抗磨损综合性能优良且制造成本不高。