【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于一種煤質(zhì)檢測(cè)用器皿領(lǐng)域，尤其涉及一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤。
技術(shù)介紹
1、煤的灰分的主要成分有sio2、al2o3、cao、mgo、fe2o3、氧化鈉和氧化鉀等，因此，它沒有固定的熔點(diǎn)。當(dāng)其加熱到一定溫度時(shí)開始局部熔化，隨著溫度升高，熔化部分增加，到某一溫度時(shí)全部熔化。這種逐漸熔化的過(guò)程，使煤灰試樣產(chǎn)生變形、軟化和流動(dòng)。因此，實(shí)驗(yàn)室常采用煤灰的變形、軟化和流動(dòng)這三態(tài)相應(yīng)的溫度來(lái)表征煤的熔融性。即煤灰熔融性是指在規(guī)定條件下，隨加熱溫度的變化，煤的灰分的變形、軟化和流動(dòng)特征的物理狀態(tài)。
2、煤的灰熔融性是評(píng)價(jià)動(dòng)力和氣化用煤結(jié)渣特性的一個(gè)重要指標(biāo)，煤灰熔融性對(duì)煤的燃燒和氣化、鍋爐運(yùn)行安全及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性有著重要影響。當(dāng)爐溫達(dá)到或超過(guò)灰熔點(diǎn)溫度時(shí)，煤灰就會(huì)結(jié)焦，粘在爐墻管壁或爐排上，影響通風(fēng)和正常排渣，使?fàn)t膛含碳量升高，惡化傳熱，造成局部高溫，嚴(yán)重影響鍋爐的正常運(yùn)行。工業(yè)上對(duì)煤灰熔融性的要求各有不同，如固態(tài)排渣鍋爐和固定床氣化爐中一般使用高灰熔融性煤，液態(tài)排渣的鍋爐和氣化爐使用低灰熔融性煤，以免排渣困難。因此，為確保燃煤與鍋爐燃燒工況匹配，保證鍋爐灰渣系統(tǒng)正常運(yùn)行，須進(jìn)行煤灰熔融性的測(cè)定。此外，煤灰的熔融溫度高，燃燒成本高;煤灰的熔融溫度低，爐內(nèi)易結(jié)渣。
3、煤灰熔融性的測(cè)定方法中四個(gè)熔點(diǎn)溫度：變形溫度（dt，灰錐尖端或棱開始變圓或彎曲的時(shí)候的溫度）、軟化溫度（st，灰錐彎曲至錐類處級(jí)托板或灰錐變成球形時(shí)的溫度）、半球溫度（ht，灰錐形變成半球時(shí)，即告約等于底長(zhǎng)的一半時(shí)的溫度）、流動(dòng)
4、當(dāng)前，煤灰熔融性測(cè)試用灰錐托盤常常采用剛玉材質(zhì)制作而成，剛玉是一種主要成分為al2o3混合氧化物(熔點(diǎn)在2030℃左右)，莫氏硬度9，含有cr3+、ti4+、fe3+、fe2+、mn2+、v3+等元素。但煤灰的成分復(fù)雜，其中內(nèi)部含有的sio2熔點(diǎn)為1723℃，al2o3熔點(diǎn)2030℃，但在950～1200℃可轉(zhuǎn)變?yōu)棣??al2o3，同時(shí)發(fā)生顯著的體積收縮，cao熔點(diǎn)2580℃、mgo熔點(diǎn)2800℃、fe2o3熔點(diǎn)1565℃、氧化鈉熔點(diǎn)1275℃和氧化鉀熔點(diǎn)350℃。
5、一方面，在檢測(cè)煤灰熔融性時(shí)，煤灰組分中的cao、mgo變化極小，對(duì)煤灰熔融性有一定影響，尤其是溫度在950～1200℃剛玉灰錐托盤會(huì)發(fā)生相變，嚴(yán)重影響使用壽命。當(dāng)前，每檢測(cè)一次（通常5-15個(gè)樣品）煤灰熔融性，使用的托盤（費(fèi)用約為30-50元/個(gè)）就會(huì)報(bào)廢，報(bào)廢托盤的處置也是一個(gè)環(huán)境問(wèn)題。另一方面，隨著火電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)提升、火電“三改聯(lián)動(dòng)”工作推進(jìn)，鍋爐燃燒系統(tǒng)及風(fēng)煙系統(tǒng)會(huì)發(fā)生變化，在技改、運(yùn)行、檢修時(shí)，對(duì)1500℃以上的灰熔點(diǎn)這一指標(biāo)更加重視，這就需要盡量提高灰錐托盤使用溫度上限，以便能夠真實(shí)反映1500℃以上的煤灰高溫變形狀況。
6、因此，有必要開發(fā)一種基于新型耐溫材料的煤灰熔融性測(cè)試用托盤，解決現(xiàn)有托盤壽命短，耐溫性能不足導(dǎo)致高于1500℃以上的煤灰高溫變形狀況難以表征的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤，解決現(xiàn)有托盤壽命短，耐溫性能不足導(dǎo)致高于1500℃以上的煤灰高溫變形狀況難以表征的問(wèn)題。目的是消除高溫中托盤相變，提高灰錐托盤使用壽命、節(jié)省檢測(cè)成本、減少檢測(cè)廢棄處置，同時(shí)提升灰錐托盤耐溫性能，確保高于1500℃的煤灰高溫變形狀況得以表征。
2、本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案是：是由如下重量百分比的原料制成的：碳化鉬46.1%-53.3%、硼化鋯20.0%-25.0%、碳化鎢12.5%-18.5%、氮化鉿6.7-9.2%、碳化鈦0.5-1.2%?。
3、所述碳化鉬、硼化鋯、碳化鎢、氮化鉿、碳化鈦采用超純粉末。
4、一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤的制備方法，包括下列步驟：
5、（1）將碳化鉬、硼化鋯、碳化鎢、氮化鉿、碳化鈦的超純粉末配置成混合粉末；
6、（2）將上述混合粉末放置在圓環(huán)灰錐托盤模具中；
7、（3）將放置混合粉末的托盤模具經(jīng)富氧煅燒、結(jié)晶、冷卻制備而成。
8、本專利技術(shù)所述步驟（1）中，將按重量分比的碳化鉬46.1%-53.3%、硼化鋯20.0%-25.0%、碳化鎢12.5%-18.5%、氮化鉿6.7-9.2%、碳化鈦0.5-1.2%。
9、本專利技術(shù)所述步驟（2）中，圓環(huán)灰錐托盤模具耐溫不低于3500℃，外徑7.5cm。
10、本專利技術(shù)所述步驟（3）中，空氣中氧氣含量為23.5-27.5%。
11、本專利技術(shù)所述步驟（3）中，冷卻的降溫速率為2.5-3.2℃/min。
12、本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是采用硼化鋯、碳化鉬、碳化鎢、氮化鉿、碳化鈦的超純粉末為原料，經(jīng)富氧煅燒、結(jié)晶、冷卻制備而成。本專利技術(shù)抗氧化性和耐腐蝕性好，能有效消除煤中腐蝕元素的高溫熔融腐蝕，為1500℃以上的煤灰高溫變形狀況表征提供了物質(zhì)保證。本專利技術(shù)熱導(dǎo)率和延展性優(yōu)良，能有效消除高溫下的傳熱偏差和膨脹裂紋。本專利技術(shù)莫氏硬度高，成本較常規(guī)剛玉托盤成本高370%，但能重復(fù)使用10次以上，單次成本僅為常規(guī)剛玉托盤成本47%。本專利技術(shù)制備過(guò)程中無(wú)原料結(jié)構(gòu)變化，無(wú)體積收縮和膨脹，因此，實(shí)現(xiàn)了重復(fù)使用，使用壽命長(zhǎng)較常規(guī)托盤延長(zhǎng)90%以上，降低固廢處理量90%（按數(shù)量計(jì)算），綜合成本節(jié)省顯著。
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1.一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤，其特征在于，是由如下重量百分比的原料制成的：碳化鉬46.1%-53.3%、硼化鋯20.0%-25.0%、碳化鎢12.5%-18.5%、氮化鉿6.7-9.2%、碳化鈦0.5-1.2%?。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤，其特征在于，所述碳化鉬、硼化鋯、碳化鎢、氮化鉿、碳化鈦采用超純粉末。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，將按重量分比的碳化鉬46.1%-53.3%、硼化鋯20.0%-25.0%、碳化鎢12.5%-18.5%、氮化鉿6.7-9.2%、碳化鈦0.5-1.2%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，圓環(huán)灰錐托盤模具耐溫不低于3500℃，外徑7.5cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤的制備方法，其特征在于，所述步驟（3）中，冷卻的降溫速率為2.5-3.2℃/min。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤，其特征在于，是由如下重量百分比的原料制成的：碳化鉬46.1%-53.3%、硼化鋯20.0%-25.0%、碳化鎢12.5%-18.5%、氮化鉿6.7-9.2%、碳化鈦0.5-1.2%?。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤，其特征在于，所述碳化鉬、硼化鋯、碳化鎢、氮化鉿、碳化鈦采用超純粉末。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種煤灰熔融性測(cè)試用鉬-鋯-鎢-鉿基灰錐托盤的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中，將按重量分比...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張春波，趙維愚，王欣，董冠良，張建新，馬梁，周詩(shī)宇，李沛，楊雪，杜好陽(yáng)，司金鳳，張鳳琴，董喆，徐曉丹，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：吉林省電力科學(xué)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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