水煤浆喷嘴材料分析

水煤浆喷嘴材料综述一、概述,其构造的合理性打算水煤浆的雾化效果,其材料的抗磨、抗热冲击性能则打算喷嘴的使用寿命,并直接影响水煤浆应用的经济性和安全性。煤粉中的黄铁矿〔HV700~80、石英〔HV900~1300〕等很多高硬度杂质的存在,会对喷嘴造成严峻的冲蚀磨损。依据以往对煤的磨损试验结果，当材料Hm1.56H〔杂质硬度Hm203〔H。另外,水煤浆的连续冲击,会使喷嘴受到温度变化的影响。水煤浆喷嘴材料选择有以下几种：1、金属材料；2、合金材料；3、陶瓷材料。局部可选用材料如下表所示。1可选用水煤浆喷嘴材料的性能材质抗弯强度/MPa断裂韧性/MPa·m1/2硬度1Cr18Ni9Ti550(抗拉强度)--HB180～250YG8(WC92/Co8)150011～15HRA88～89YT15(WC78/TiC16/Co6)115010～12HRA89～91YW1(WC84/TiC6/Ta(Nb)C/0HRA91.5陶瓷(SG4) 8504.9HRA94.5Al2O3/TiC 800～11004～6HRA93～95Si3N4 700～12005～7HRA92～94ZrO2 900～15006～8HRA92～94Al2O3/SiCw 700～8008～9HRA94～95二、金属材料金属材料具有良好的加工工艺性,即使构造很简单的喷嘴也可承受整体制,金属材料具有良好的韧性和抗热疲乏性能,在温度骤变和温度交变的恶劣环境下,也不易发生热疲乏破坏现象。再则,通过热处理的方法可以进一步改善它的性能,提高它的硬度、强度。可以说,金属材料是早期水煤浆喷嘴常用到的一种材料。塑性变形和微观切削，其冲蚀磨损率可用下式表示:ε∝V2.3R3.9ρ1.4KIC-1.9H-0.45 (1)式中V为冲蚀粒子的速度；R为粒子的半径；ρ为粒子的密度；H为材料磨损率越高，反之越低。业，应用金属材料水煤浆喷嘴的很少。三、硬质合金20年月消灭的一种工模具材料，其特点是高硬度、高弹性模量、红硬性好和线胀系数小，同时还具有耐酸、耐碱和抗氧化性好等特性。硬质合金的硬度大大高于金属材料，依据公式1可推断，在水煤浆的低角度冲属喷嘴。由于硬质合金属于脆性材料，它的韧性和抗热冲击性能比金属材料低，其加工工艺性差，因此不适合制作构造简单的喷嘴。实际应用中，通常把硬质使用的Y型喷嘴以及我国的撞击式多级水煤浆雾化喷嘴都是在喷嘴简洁磨损的部位镶上硬质合金。实际应用显示，硬质合金喷嘴的使用寿命在1000h合金中含有的金属粘结相Co在硬质粒子的高速冲击下，易发生塑性变形而被冲蚀掉硬质合金中的Co含量越高,其冲蚀磨损率越大，所以应中选用Co含量少或者没有的高硬度粘结相合金，也可以考直接粉末冶金铸造。四、陶瓷材料陶瓷材料具有金属等材料所不具备的优点，如高熔点、耐磨损,耐高温、料无可比较的。日本还对陶瓷和碳化钨硬质合金材料制2023h以上。AIRBLAST公司对碳化硼和碳化钨材料制成的喷砂嘴〔留意：不是水煤浆喷嘴〕进展了比照性试验，结果2500h800h。由于它的抗热震性20236℃/m,SiC陶瓷水煤浆喷嘴的使用寿命是是YG81.5～2.0倍。1水煤浆喷嘴出口冲蚀磨损外表形貌照片国内外在提高陶瓷材料的抗热震性能方面作了不少争论,并取得了一些成果,其中最常用的方法是对陶瓷材料实行增加补韧的手段来提高其强度和断裂TiCTiN的混合物，(如氮化硅基陶瓷、晶须增韧陶瓷、梯度功能陶瓷、纳米陶瓷等)将是今后水煤浆喷嘴材料的争论和进展方向。SiC陶瓷材料SiCAcheson1891SiC已成为人们广为利用的非氧化物陶瓷材料。SiC密度低、硬度高、热膨胀系数低，导热性好，抗氧化2SiC3SiC产品的性能参数。表2 SiC陶瓷的主要用途应用领域使用环境用途主要优点石油工业高温、高压、研磨喷嘴、轴承、密封、阀片耐磨化学工业强酸、强碱、高温氧化密封、轴承、热交换器、气化管道、热偶套管耐磨、耐蚀、耐高温腐蚀机械工业发动机、研磨轮机叶片、转子、喷嘴、喷砂嘴、内衬、泵零件耐磨、高强、耐热震、耐磨轻工业功率散热密封轴承、成型板、棚板、窖具、传热、封装材料、基片耐磨、耐蚀、耐热、传热快、高热导、高绝缘核工业、激光含硼高温水、大功率密封、轴套、反射屏耐辐射、高强、稳定冶金工业高温气体耐火材料、热交换器耐热、耐蚀、耐氧化其他加工成型拉丝、成型模、纺织导向耐磨、耐蚀表3 SiC陶瓷产品性能参数性能指标单位无压烧结碳化硅SIC-1SIC-2密度g/cm3.10-3.173.19-3.21抗弯强度MPa500-550650-700抗压强度GPa4.24.1弹性模量GPa450450硬度HV2350-24502100-2350断裂韧性MPam1/24.6？比热x102J/kg.k7.17.9热导率W/mK5767热膨胀系数x10-64.34.7使用温度C160012504BC陶瓷材料444BC产品的性能参数。4性能指标单位无压烧结碳化硼陶瓷BC-1高韧性碳化硼陶瓷BC-2热压碳化硼陶瓷BC-3性能指标单位无压烧结碳化硼陶瓷BC-1高韧性碳化硼陶瓷BC-2热压碳化硼陶瓷BC-3密度g/cm32.45-2.502.50-2.522.49-2.51抗弯强度MPa350-370420-450380-410抗