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陶瓷喷煤枪头自20世纪60年始应用于生产以来,经过不断试验研究与完善提高,已相当普及。目前世界上90%以上的生铁是在采用喷吹燃料的高炉上生产的。一些的高炉喷煤量已达200kg/tFe以上。
陶瓷喷煤枪头作为高炉喷吹煤粉的重要设备,它的结构与性能直接影响到煤粉燃烧率、煤焦置换比、喷煤的广度与均匀度以及风口寿命等诸多方面。为了适应高炉不断提高喷煤比及喷煤效益的需要,陶瓷喷煤枪头在近来得到了广泛的研究与探讨,陶瓷喷煤枪头,人们在单管陶瓷喷煤枪头的基础上进行了一系列的改进与试验。
随着喷煤技术的不断提高,喷煤量的不断加大。对陶瓷喷煤枪头的要求越来越高,所以研究提高陶瓷喷煤枪头的使用寿命是非常必要的。
陶瓷喷煤枪头的发展趋势由一口一枪趋向一口双枪。从单一材质趋向复合材质。从单管趋向套管。喷口从简单趋向复杂。由连续流趋向脉冲流。其中,材料的变化是目前国际国内通用的。如的陶瓷喷煤枪头大都由单一的不锈钢(如1Cr18Ni9Ti)无缝管制成,随着风温和喷煤量的提高,陶瓷喷煤枪头磨损和烧损及喷煤磨蚀风口等问题日益突出。现在的陶瓷喷煤枪头大都针对陶瓷喷煤枪头各部分温度及磨蚀程度的不同而采用了不同的材质。如陶瓷喷煤枪头采用了高温合金,陶瓷喷煤枪头前段内衬金属陶瓷。使陶瓷喷煤枪头的实际消耗量降低约77.07%,单枪平均使用寿命达到明显提高。
对陶瓷喷煤枪头内外表面进行处理是目前延长陶瓷喷煤枪头使用寿命较好的办法,各陶瓷喷煤枪头使用及加工企业想出了很多办法,如;陶瓷喷煤枪头内外表面渗氧化物、碳化物、氮化物,陶瓷喷煤枪头的氧化性能有明显提高但对陶瓷喷煤枪头的冲刷磨损、头部“开花“弯曲变形没有太大的作用。
而内衬陶瓷材料可以基本解决冲刷磨损、头部“开花”、弯曲变形的问题。
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高炉喷煤是现代高炉冶炼的一项重大技术革命,陶瓷喷煤枪头寿命直接影响喷煤操作与高炉正常生产,因此探索陶瓷喷煤枪头破损机理、研制长寿命陶瓷喷煤枪头成为高炉喷煤技术的重要课题。
我公司对某高炉实用陶瓷喷煤枪头进行跟踪监测,在正常工况下,材质为1Cr18Ni9Ti的喷煤枪平均寿命为32天。失效原因为表面氧化和煤粉流冲蚀磨损所致。从反应热力学分析了陶瓷喷煤枪头外表面氧化损坏机理,并由微切削理论解释了陶瓷喷煤枪头内壁出现沟状磨损痕迹及气固两相流动导致陶瓷喷煤枪头下半部分先磨损破口的原因。
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