本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種循環(huán)流化床鍋爐耐高溫抗磨蝕涂層的制備方法。

背景技術(shù)：

循環(huán)流化床鍋爐與常規(guī)鍋爐的區(qū)別在于其燃燒系統(tǒng)不同，氣固物料分離設(shè)備和固體物料再循環(huán)設(shè)備是循環(huán)流化床鍋爐的主要特征。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒包括內(nèi)、外循環(huán)兩個過程，內(nèi)循環(huán)是爐膛內(nèi)的循環(huán)過程，即在爐內(nèi)高速運動的煙氣與其攜帶的湍流擾動極強的固體顆粒密切接觸，并有大量顆粒返混的流態(tài)化燃燒反應(yīng)過程。而外循環(huán)是在爐外將絕大部分高溫的固體顆粒搜集，并將它們送回爐內(nèi)再次參與燃燒的過程。這種特殊的燃燒方式使循環(huán)流化床鍋爐具有許多傳統(tǒng)鍋爐所沒有的特點。

特殊的燃燒方式為循環(huán)流化床帶來一系列優(yōu)點，但同時也引起了鍋爐受熱面管的高溫磨損和腐蝕。這一缺陷一直沒有得到較好的解決，限制了循環(huán)流化床鍋爐的進一步推廣應(yīng)用。

循環(huán)流化床鍋爐的受熱面管包括水冷壁、過熱器、再熱器、省煤器和煙道等，國內(nèi)制造的循環(huán)流化床鍋爐大都還在密相區(qū)布置有埋管受熱面。與其他類型鍋爐相比，循環(huán)流化床鍋爐的受熱面管的工況條件更為惡劣，其磨損與固體物料濃度、煙氣流速、顆粒特性等因素密切相關(guān)。循環(huán)流化床鍋爐燃燒的煤多為低熱值劣質(zhì)煤(煤矸石、泥煤等)，固體物料(包括燃料、脫硫劑石灰石、床料等)的平均顆粒度為0-8mm，而煤粉爐燃用的煤粉粒度僅為20-50μm左右，燃燒室密相區(qū)的固體物料濃度高達100-100kg/m³，稀相區(qū)的也為5-50kg/m³，為煤粉鍋爐的幾十倍到上百倍；物料燃燒形成的高溫?zé)煔庵泻?0-20％的飛灰，飛灰中含有高熔點的硬質(zhì)顆粒(主要為SiO₂)，其運行風(fēng)速平均高達4-10m/s；此外，煙氣中還含有CO、H₂S、SO₂、HC1等腐蝕性氣體。

因此循環(huán)流化床鍋爐用涂層必須具有良好的導(dǎo)熱性能，且熱膨脹系數(shù)與基材相近，以避免涂層脫落，且要耐高溫腐蝕和高溫磨蝕。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種循環(huán)流化床鍋爐耐高溫抗磨蝕涂層的制備方法，所述涂層用于循環(huán)流化床鍋爐時能夠耐高溫腐蝕和高溫磨蝕，且涂層牢固不脫落。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種循環(huán)流化床耐高溫抗磨蝕涂層的激光相變制備方法，其包括：

(1)將循環(huán)流化床鍋爐部件表面噴砂粗化；

(2)用丙酮和乙醇先后洗滌所述噴砂粗化的表面，并干燥；

(3)在粗化并清洗干凈后的表面用硝化纖維粘結(jié)Cr₃C₂-NiCr-WC-Si₃N₄顆粒層，所述顆粒層厚度為0.5-1.5mm，用激光進行搭接，所述激光相變工藝條件包括：激光功率1200-2000W，掃描速度600-1000mm/min，光斑直徑4-8mm，搭接率15-25％。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述的Cr₃C₂-NiCr-WC-Si₃N₄顆粒，其重量比為5-3:1:0.5-2。

本發(fā)明采用激光相變工藝，其同步將所述強化材料滲入高溫的循環(huán)流化床鍋爐基體的表面，形成新的耐高溫抗磨蝕涂層。

由于所述激光搭接工藝形成的激光強化層，采用高能量的激光進行熔化滲入，因此其形成的強化層晶粒細(xì)小，強化層緊致細(xì)密，因此其能提高耐高溫腐蝕和耐高溫磨蝕效果。

本發(fā)明通過選擇特定的耐高溫耐磨蝕涂層組成，并與特定的工藝相結(jié)合，在循環(huán)流化床鍋爐表面制備得到耐高溫腐蝕和高溫磨蝕的涂層，解決了現(xiàn)有技術(shù)不能解決的缺陷。

本發(fā)明制備得到的涂層，其顯微硬度在920HV_0.981以上，在30°沖蝕角和90°沖蝕角下，其沖蝕磨損率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于基體，只是基體的10％左右。所述涂層能夠耐高溫腐蝕和高溫磨蝕，且涂層牢固不脫落。

本發(fā)明制備得到的涂層，經(jīng)實際使用2400小時，停工檢查表面，未見明顯腐蝕和磨蝕，證明本發(fā)明制備得到的涂層能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，實現(xiàn)了耐高溫腐蝕和耐高溫磨蝕的技術(shù)效果

具體實施方式

下面通過具體實施方式來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實施例1

一種循環(huán)流化床鍋爐耐高溫抗磨蝕涂層的制備方法，其包括：

(1)將循環(huán)流化床鍋爐部件表面噴砂粗化；

(2)用丙酮和乙醇先后洗滌所述噴砂粗化的表面，并干燥；

(3)在粗化并清洗干凈后的表面用硝化纖維粘結(jié)Cr₃C₂-NiCr-WC-Si₃N₄顆粒層，所述顆粒層厚度為0.5mm，用激光進行搭接，所述激光相變工藝條件包括：激光功率1200W，掃描速度600mm/min，光斑直徑4mm，搭接率15％。

實施例2

一種循環(huán)流化床鍋爐耐高溫抗磨蝕涂層的制備方法，其包括：

(1)將循環(huán)流化床鍋爐部件表面噴砂粗化；

(2)用丙酮和乙醇先后洗滌所述噴砂粗化的表面，并干燥；

(3)在粗化并清洗干凈后的表面用硝化纖維粘結(jié)Cr₃C₂-NiCr-WC-Si₃N₄顆粒層，所述顆粒層厚度為1.5mm，用激光進行搭接，所述激光相變工藝條件包括：激光功率2000W，掃描速度1000mm/min，光斑直徑8mm，搭接率25％。

實施例3

一種循環(huán)流化床鍋爐耐高溫抗磨蝕涂層的制備方法，其包括：

(1)將循環(huán)流化床鍋爐部件表面噴砂粗化；

(2)用丙酮和乙醇先后洗滌所述噴砂粗化的表面，并干燥；

(3)在粗化并清洗干凈后的表面用硝化纖維粘結(jié)Cr₃C₂-NiCr-WC-Si₃N₄顆粒層，所述顆粒層厚度為1mm，用激光進行搭接，所述激光相變工藝條件包括：激光功率1600W，掃描速度800mm/min，光斑直徑6mm，搭接率20％。

實施例1-3制備得到的涂層，經(jīng)實際使用2400小時，停工檢查表面，未見明顯腐蝕和磨蝕，證明本發(fā)明制備得到的涂層能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，實現(xiàn)了耐高溫腐蝕和耐高溫磨蝕的技術(shù)效果。