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CN111765033B - 一种高温熔渣回收发电用叶轮 - Google Patents

一种高温熔渣回收发电用叶轮 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高温熔渣回收发电用叶轮，由叶轮主体、中间金属层、表面陶瓷复合材料层组成，采用了三层结构，在最内里叶轮主体钢结构上堆焊一层合适厚度的中间金属层，再在中间金属层的上表面喷涂一层纳米陶瓷基复合材料，大大地延长了叶轮耐高温，耐磨损的工作环境中的使用寿命，减少了停机待产的时间，提高了经济效益。

Description

一种高温熔渣回收发电用叶轮
技术领域
本发明属于熔渣回收技术领域，特别涉及一种高温熔渣回收发电用叶轮。
背景技术
根据冶金过程的不同，炉渣可分为熔炼渣、精炼渣、合成渣；根据炉渣性质，有碱性渣、酸性渣和中性渣之分。许多炉渣有重要用处。例如高炉渣可作水泥原料；高磷渣可作肥料；含钒、钛渣分别可作为提炼钒、钛的原料等。有些炉渣可用来制炉渣水泥、炉渣砖、炉渣玻璃等。利用高温炉渣进行回收发电已经是炉渣回收领域的一种趋势，在进行叶轮发电机发电时，考虑到叶轮的工作环境严苛，如何减少磨损，不降低发电效率成为这一领域的重要问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决熔渣回收发电，且废材再利用的难题，本发明提供了一种高温熔渣回收发电用叶轮，叶轮由叶轮主体、中间金属层、表面陶瓷复合材料层组成，其中所述叶轮主体组分的质量百分比为：C：0.65-0.83％、Si：0.1-0.95％、Mn：1.0-2.5％、Cr：0.5-1.55％、Mo：5.2-7.5％、W：0.05-1.55％、V：0.8-2.4％、Y：0.03-0.1％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；所述中间金属层组分的质量百分比为：C：5.1-6.5％、Si：1.5-2.0％、Mn：1.5-3.5％、Cr：35-45％、B：0.1-0.45％、Mo：2-3.5％、Ti：0.55-0.95％、Cs：0.05-0.85％、Co：1.5-8％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；所述表面陶瓷复合材料层为耐高温的纳米陶瓷基复合材料，采用热喷涂的方式喷涂在中间金属层表面，厚度为0.5-1.5μm。
作为改进，所述中间金属层的厚度为3-4.5cm，采用焊条或焊丝在直流正接或直流反接条件下，在叶轮主体表面进行MAG堆焊获得。
作为改进，其中所述叶轮主体组分的质量百分比为：C：0.75-0.8％、Si：0.7-0.95％、Mn：2-2.5％、Cr：1.05-1.55％、Mo：7-7.5％、W：0.85-1.5％、V：0.8-1.5％、Y：0.03-0.0.55％、P≤0.001wt％、S≤0.001wt％、余量为Fe。
作为改进，所述中间金属层组分的质量百分比为：C：5.1-6.5％、Si：1.5-2.0％、Mn：1.5-2.5％、Cr：40-42％；B：0.3-0.4％、Mo：3-3.5％、Ti：0.75-0.9％、Cs：0.05-0.15％、Co：2.5-5％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe。
有益效果：本发明提供的高温熔渣回收发电用叶轮采用了三层结构，在最内里叶轮主体钢结构上堆焊一层合适厚度的中间金属层，再在中间金属层的上表面喷涂一层纳米陶瓷基复合材料，大大地延长了叶轮耐高温，耐磨损的工作环境中的使用寿命，减少了停机待产的时间，提高了经济效益。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明装置叶轮截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
一种高温熔渣回收发电用叶轮，叶轮有叶轮主体3、中间金属层2、表面陶瓷复合材料层1组成，其中叶轮主体3组分的质量百分比为：C：0.65-0.83％、Si：0.1-0.95％、Mn：1.0-2.5％、Cr：0.5-1.55％、Mo：5.2-7.5％、W：0.05-1.55％、V：0.8-2.4％、Y：0.03-0.1％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；中间金属层2组分的质量百分比为：C：5.1-6.5％、Si：1.5-2.0％、Mn：1.5-3.5％、Cr：35-45％、B：0.1-0.45％、Mo：2-3.5％、Ti：0.55-0.95％、Cs：0.05-0.85％、Co：1.5-8％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；表面陶瓷复合材料层1为耐高温的纳米陶瓷基复合材料，采用热喷涂的方式喷涂在中间金属层表面，厚度为0.5-1.5μm。中间金属层2的厚度为3-4.5cm，采用焊条或焊丝在直流正接或直流反接条件下，在叶轮主体表面进行MAG堆焊获得。其中所述叶轮主体3组分的质量百分比为：C：0.75-0.8％、Si：0.7-0.95％、Mn：2-2.5％、Cr：1.05-1.55％、Mo：7-7.5％、W：0.85-1.5％、V：0.8-1.5％、Y：0.03-0.55％、P≤0.001wt％、S≤0.001wt％、余量为Fe。所述中间金属层2组分的质量百分比为：C：5.1-6.5％、Si：1.5-2.0％、Mn：1.5-2.5％、Cr：40-42％；B：0.3-0.4％、Mo：3-3.5％、Ti：0.75-0.9％、Cs：0.05-0.15％、Co：2.5-5％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe。
实施例1
在叶轮主体结构上，采用焊丝直径为2cm，直流反接条件下，MAG堆焊焊接方式进行堆焊厚度为3-4.5cm的一层中间金属层，再在中间金属层表面喷涂一层耐高温的纳米陶瓷基复合材料，厚度为0.5-1.5μm，其中叶轮主体组分的质量百分比为：C：0.65％、Si：0.95％、Mn：1.0％、Cr：1.55％、Mo：5.2％、W：1.55％、V：2.4％、Y：0.03％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；中间金属层组分的质量百分比为：C：5.1％、Si：2.0％、Mn：1.5％、Cr：35％、B：0.1％、Mo：2％、Ti：0.55％、Cs：0.05％、Co：1.5％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；获得叶轮使用寿命延长了15％，对获得的叶轮在M-2000型磨损试验机上进行滑动磨损试验，实验前后计算出的磨损量为0.045-0.056mg，硬度为50-65HRC，耐磨性极好。
实施例2
在叶轮主体结构上，采用焊丝直径为2.5cm，直流正接条件下，MAG堆焊焊接方式进行堆焊厚度为3-4.5cm的一层中间金属层，再在中间金属层表面喷涂一层耐高温的纳米陶瓷基复合材料，厚度为0.5-1.5μm，其中叶轮主体组分的质量百分比为：C：0.83％、Si：0.1％、Mn：2.5％、Cr：0.5％、Mo：7.5％、W：0.05％、V：0.8％、Y：0.1％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；中间金属层组分的质量百分比为：C：6.5％、Si：1.5％、Mn：3.5％、Cr：45％、B：0.45％、Mo：3.5％、Ti：0.95％、Cs：0.85％、Co：8％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；获得叶轮使用寿命延长了18％，对获得的叶轮在M-2000型磨损试验机上进行滑动磨损试验，实验前后计算出的磨损量为0.035-0.05mg，硬度为45-50HRC，耐磨性极好。
实施例3
在叶轮主体结构上，采用焊丝直径为2cm，直流反接条件下，MAG堆焊焊接方式进行堆焊厚度为3-4.5cm的一层中间金属层，再在中间金属层表面喷涂一层耐高温的纳米陶瓷基复合材料，厚度为0.5-1.5μm，其中叶轮主体组分的质量百分比为：C：0.75％、Si：0.7％、Mn：2％、Cr：1.05％、Mo：7％、W：0.85％、V：1.5％、Y：0.55％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；中间金属层组分的质量百分比为：C：5.1％、Si：1.8％、Mn：2％、Cr：38％、B：0.25％、Mo：3％、Ti：0.75％、Cs：0.75％、Co：5.6％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；获得叶轮使用寿命延长了20％，对获得的叶轮在M-2000型磨损试验机上进行滑动磨损试验，实验前后计算出的磨损量为0.045-0.051mg，硬度为50-55HRC，耐磨性极好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种高温熔渣回收发电用叶轮，其特征在于：叶轮由叶轮主体(3)、中间金属层(2)、表面陶瓷复合材料层(1)组成，其中所述叶轮主体(3)组分的质量百分比为：C：0.65-0.83％、Si：0.1-0.95％、Mn：1.0-2.5％、Cr：0.5-1.55％、Mo：5.2-7.5％、W：0.05-1.55％、V：0.8-2.4％、Y：0.03-0.1％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；所述中间金属层(2)组分的质量百分比为：C：5.1-6.5％、Si：1.5-2.0％、Mn：1.5-3.5％、Cr：35-45％、B：0.1-0.45％、Mo：2-3.5％、Ti：0.55-0.95％、Cs：0.05-0.85％、Co：1.5-8％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe；所述表面陶瓷复合材料层(1)为耐高温的纳米陶瓷基复合材料，采用热喷涂的方式喷涂在中间金属层表面，厚度为0.5-1.5μm；
所述中间金属层(2)的厚度为3-4.5cm，采用焊条或焊丝在直流正接或直流反接条件下，在叶轮主体表面进行MAG堆焊获得。
2.根据权利要求1所述的高温熔渣回收发电用叶轮，其特征在于：其中所述叶轮主体(3)组分的质量百分比为：C：0.75-0.8％、Si：0.7-0.95％、Mn：2-2.5％、Cr：1.05-1.55％、Mo：7-7.5％、W：0.85-1.5％、V：0.8-1.5％、Y：0.03-0.0.55％、P≤0.001wt％、S≤0.001wt％、余量为Fe。
3.据权利要求1所述的高温熔渣回收发电用叶轮，其特征在于：所述中间金属层(2)组分的质量百分比为：C：5.1-6.5％、Si：1.5-2.0％、Mn：1.5-2.5％、Cr：40-42％；B：0.3-0.4％、Mo：3-3.5％、Ti：0.75-0.9％、Cs：0.05-0.15％、Co：2.5-5％、P≤0.001％、S≤0.001％、余量为Fe。
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