重结晶碳化硅锅炉燃烧器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种重结晶碳化硅锅炉燃烧器及其制备方法。该燃烧器包括金属支撑件及耐热蚀件，该耐热蚀件是由下述原料经制浆、浇注成型、2450～2550℃下烧结而成的重结晶碳化硅陶瓷件：纯度≥99.5%、粒度为0～150um的碳化硅微粉92～94wt%、稀土钇6～8wt%。本发明专利技术重结晶碳化硅燃烧器（直流式和旋流式电站锅炉燃烧器）耐冲刷磨损性能、耐热性能良好，可使喷出的煤粉气流始终维持在原设计的最理想状态，大大提高了燃烧效率，适应各种恶劣工况条件下的防热蚀作业，并延长锅炉使用寿命，对提高企业生产效率、节约能源、保障生产安全、改善工作环境，大幅降低修理费用具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锅炉燃烧器，具体涉及一种。
技术介绍
目前国内20万千瓦以上发电锅炉燃烧器，均采用煤粉局部浓缩技术，直流式燃烧器多采用百叶窗浓缩装置，旋流式燃烧器多采用锥流体浓缩装置，局部浓缩可强化煤粉气流着火及燃烧过程，提高锅炉的燃烧性和燃烧效率；但同时也加剧了燃烧器部分合金零件的磨损，缩短了燃烧器寿命，不但大大增加了检修费用和工作量，而且还易破坏炉内燃烧工况，使水冷壁易结焦和高温腐蚀，煤粉燃烧不彻底，增加燃油助燃次数，磨损严重时甚至 造成突然停火，影响电网的安全运行。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构致密、耐热蚀性能好、使用寿命长、运营维护费用低的重结晶碳化硅锅炉燃烧器，并提供了其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是 以重结晶碳化硅陶瓷制成锅炉燃烧器的耐热蚀件，所耐热蚀件是由下述原料经制浆、浇注成型、2450 2550°C下烧结而成的重结晶碳化硅陶瓷件纯度彡99. 5%、粒度为O 150um的碳化娃微粉92 94wt%、稀土乾(助剂)6 8wt%,并设置与各耐热蚀件相对应的支撑件，其由一定耐热强度的金属材料制成。在所述碳化娃微粉中，粒度为O Ium的占25 35 wt%、粒度为I 5um的占15 25wt%、粒度为10 63um的碳化娃微粉占15 25wt%、粒度为125 150um的碳化娃微粉占25 35wt%。本专利技术采用微粉粒度和助剂配比，可使大型工件成型率提高到95%以上。所述碳化娃微粉中锐角形颗粒占28 35wt%,钝角形颗粒占65 72wt%。本专利技术针对燃烧器抗冲刷磨损的特点，着眼于显微结构，有针对性地调整了碳化娃微粉颗粒的形状，可进一步提闻抵抗闻低角冲蚀的能力，使其达到闻风速、闻温条件下耐磨损、耐烧蚀的要求。所述耐热蚀件包括陶瓷耐磨内弯头、陶瓷护管、陶瓷浓缩部件、耐磨护套；所述金属支撑件包括弯头、耐热钢管、安装支件，所述陶瓷耐磨弯头匹配地安装在所述弯头内侧形成复合弯头，该复合弯头套装在所述耐热钢管一端部，所述安装支件安装在该耐热钢管的一端部，所述陶瓷护管、陶瓷浓缩部件依次套装在所述耐热钢管的中部，且所述陶瓷护管与陶瓷耐磨内弯头匹配地搭接；所述耐磨护套匹配地套装在所述安装支件上。所述金属支撑件包括依次连接的方圆头、耐热钢筒、耐热钢喷口 ；所述耐热蚀件包括依次对应地安装于所述金属支撑件内侧的方圆头陶瓷内衬体、陶瓷内衬体、陶瓷耐磨喷口、及安装在所述陶瓷内衬体中的陶瓷百叶。当所述耐热蚀件的宽度或外径超过烧结炉腔内径或/和其长度超过烧结炉腔高度时，则由分解成几块或几部分制成的分件依次拼接而成对应的耐热蚀件。上述重结晶碳化硅锅炉燃烧器的制备方法，包括以下步骤 (1)按照设计的尺寸规格制备出金属支撑件，分解设计各耐热蚀部件，制作出各分解部件的样模；根据重结晶碳化硅材料的制造工艺要求，对原设计燃烧器进行分解制造，然后再组装，可保证燃烧器原设计形状不变、燃烧性能不变，而高风速、高温条件下的耐磨损、耐烧蚀性能大幅提高；燃烧器易受煤粉冲刷的部位均应以重结晶碳化硅部件覆盖保护，部件分解的标准一般以部件外径不超过烧结炉芯内径为准，可整体制作，否则应分解成几块或几部分制作；部件高、低大小以胚体便于装炉烧制为宜。(2)根据各个分解部件的样模制作出对应的石膏模； (3)按照上述配比选取制作重结晶碳陶瓷件的原料，混料后，加水至料浆粘度为500 600泊，再真空混料20 30小时；料浆混好后，在浇铸平台上用石膏模进行浇注，将浇铸好的生坯放置2 3小时后脱模；再将脱模后的生坯烘干，按所述要求的尺寸加工修坯后，再烘干至水分含量2%以下；将生坯置高温真空炉中进行烧结，在真空状态下以3 5°C /分钟的升温速率升温，当温度升至1100°C时，充入惰性气体使炉内压力达到I. 5 2. 5MPa，继续以2V /分钟的升温速率升温至2450 2550°C，然后保温I. 5 2. 5小时，再自然冷却，当温度降至150°C以下时出炉即得重结晶碳化硅陶瓷件； (4)将制成的重结晶碳化硅陶瓷件与所述金属支撑件进行对接组装，在金属支撑件与重结晶碳化硅陶瓷件结合的部位以耐高温纤维垫塞严实或/和高温胶粘剂粘接。采用该种软结合的方法，解决了重结晶碳化硅陶瓷部件与钢铁支撑件遇热膨胀系数不一致而造成的难以结合的技术难题。重结晶碳化硅陶瓷件与支撑件之间的填充间隙可根据该零部件所处部位工作温度、各部件的热膨胀系数以常规方法计算得出。在所述步骤(3)中，真空混料和真空升温时的真空度均为2 5mPa。所述惰性气体为氩气、氦气、氖气中的至少一种。所述耐高温纤维为高铝纤维、耐高温陶瓷纤维SiC (Al)、PBI纤维中的至少一种。所述高温胶粘剂为磷酸铝盐胶黏剂、有机硅胶粘剂、聚酰亚胺胶粘剂中的至少一种。本专利技术具有积极有益的效果 I.本专利技术重结晶碳化硅燃烧器(直流式和旋流式电站锅炉燃烧器)耐冲刷磨损性能、耐热性能大幅提高，可使喷出的煤粉气流始终维持在原设计的最理想状态，大大提高了燃烧效率，对延长锅炉使用寿命，节能降耗、减排具有重要意义。下表I为60万千瓦合金钢燃烧器与重结晶碳化硅燃烧器使用寿命的对比 表I本专利技术燃烧器与常规燃烧器的性价比_本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重结晶碳化硅锅炉燃烧器，包括各部位的耐热蚀件及对应的金属支撑件，其特征在于，所耐热蚀件是由下述原料经制浆、浇注成型、2450～2550℃下烧结而成的重结晶碳化硅陶瓷件：纯度≥99.5%、粒度为0～150um的碳化硅微粉92～94wt%、稀土钇6～8wt%。

【技术特征摘要】
1.一种重结晶碳化硅锅炉燃烧器，包括各部位的耐热蚀件及对应的金属支撑件，其特征在于，所耐热蚀件是由下述原料经制浆、浇注成型、2450 2550°C下烧结而成的重结晶碳化硅陶瓷件纯度彡99. 5%、粒度为O 150um的碳化硅微粉92 94wt%、稀土钇6 8wt%02.根据权利要求I所述的重结晶碳化硅锅炉燃烧器，其特征在于，在所述碳化硅微粉中，粒度为O Ium的占25 35 wt%、粒度为I 5um的占15 25wt%、粒度为10 63um的碳化硅微粉占15 25wt%、粒度为125 150um的碳化硅微粉占25 35wt%。3.根据权利要求2所述的重结晶碳化硅锅炉燃烧器，其特征在于，所述碳化硅微粉中锐角形颗粒占28 35wt%，钝角形颗粒占65 72wt%。4.根据权利要求I、2或3所述的重结晶碳化硅锅炉燃烧器，其特征在于，所述耐热蚀件包括陶瓷耐磨内弯头、陶瓷护管、陶瓷浓缩部件、耐磨护套；所述金属支撑件包括弯头、耐热钢管、安装支件，所述陶瓷耐磨弯头匹配地安装在所述弯头内侧形成复合弯头，该复合弯头套装在所述耐热钢管一端部，所述安装支件安装在该耐热钢管的一端部，所述陶瓷护管、陶瓷浓缩部件依次套装在所述耐热钢管的中部，且所述陶瓷护管与陶瓷耐磨内弯头匹配地搭接；所述耐磨护套匹配地套装在所述安装支件上。5.根据权利要求I、2或3所述的重结晶碳化硅锅炉燃烧器，其特征在于，所述金属支撑件包括依次连接的方圆头、耐热钢筒、耐热钢喷口；所述耐热蚀件包括依次对应地安装于所述金属支撑件内侧的方圆头陶瓷内衬体、陶瓷内衬体、陶瓷耐磨喷口、及安装在所述陶瓷内衬体中的陶瓷百叶。6.权利要求I所述重结晶碳化硅锅炉燃烧器的制备方法，包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏建林，王灿光，王振海，
申请(专利权)人：郑州华泰节能陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：