СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ ПРОИЗВОДСТВА ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ ПРОИЗВОДСТВА ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

1. 
   Состояние современного производства деталей печного оборудования из жаропрочных сплавов
   

При этом стоит отметить, что наша страна практически не имеет собственного производства деталей печного оборудования, хотя практически каждый машиностроительный, металлургический или литейный завод является потенциальным потребителем данных изделий.

Среди деталей печного оборудования наиболее востребованными являются печные ролики, поддоны, печная оснастка и т.д. Детали печного оборудования используются в широком диапазоне сред и условий эксплуатации. В общем случае все детали печного оборудования условно можно разделить на 4 группы:

• 
  детали для работы в высокотемпературных режимах;
  
• 
  детали для работы в агрессивнах и окислительных средах;
  
• 
  детали, испытывающие повышенные динамические и статистические нагрузки;
  
• 
  детали, эксплуатируемые длительное время.
  

В зависимости от температуры рабочего пространства печи применяют различные ролики: с охлаждаемыми цапфами, с охлаждаемым валом или с охлаждаемой бочкой. Ролики с охлаждаемой бочкой применяются при температурах свыше 1200°C. Ролики изготовляют традиционно из жаропрочных хромоникелевых сталей и сплавов. В одной печи одновременно в работе может находиться до 260 роликов с диаметром бочки от 100 до 500 мм и длиной до 4 м.

Ролики эксплуатируются в тяжелых условиях, поэтому часто требуют замены либо из-за поломок, либо по технологическим причинам. Срок службы роликов колеблется в широких пределах: от 2-3 месяцев до 1 года. Ежегодный

расход роликов как запасных частей, в среднем, составляет несколько тысяч штук для одного цеха [2,3].

Опыт эксплуатации многочисленных конструкций роликов показывает, что ролики одинаковой конструкции могут иметь различную долговечность, работая в одной печи. Расчеты роликов на прочность по существующей методике [2, с.185] показали, что они обладают высоким запасом прочности, однако расчетные напряжения не объясняют причин раннего выхода роликов из строя.

Вопросам повышения долговечности печных роликов посвящены работы Тымчака В.М., Руденко А.А., Борбоца Ю.С., Кравченко В.И. Миллера В.В., Рогальского А.В. и т.д [3, с.90].

При значительном количестве роликов различных конструкций большинство из них имеет неудовлетворительную долговечность. В состав печных роликов кроме непосредственно печных роликов входят подшипниковые опоры и привод вращения роликов, которые самым непосредственным образом влияют на долговечность роликов.

Кроме того, важным параметром является шаг роликов, оказывающий влияние на долговечность последних, качество нагрева и безаварийность работы печи. При выборе материала для печных роликов, втулок, цапф, а также других комплектующих, работающих при высоких температурах, необходимо учитывать общие характеристики прочности, жаростойкости и жаропрочности. Поскольку детали печного оборудования работают в тяжелых условиях (высокая температура и длительная постоянная нагрузка) они должны обладать

одновременно и жаропрочными и жаростойкими свойствами. Таблица 1.1 – Номенклатура деталей [3,4]

п/п	Наименование деталей	Марка материала	Условия работы
1	Печной ролик, поддоны, втулки, детали фурм, головки форсунок, ящики для цементации	20Х25Н20С2 35Х18Н24С2Л 30Х18Н35С2С	до 10000С
2	Поковки и бандажи, детали камер сгорания	20Х23Н18	650-7000С
3	Листы, проволоки	Х25Н16Г7АР	до 9500С
4	Различные детали машиностроения	12Х18Н9ТЛ	работающие при температуре не выше 700 °С. Сталь жаростойкая до 750 °С, жаропрочная при температуре до 600 °С
5	Печные конвейеры, ящики для цементации и другие детали	20Х20Н14С2Л	до 900 0С - 10000С
	Для изготовления труб, змеевика трубчатый печей	45Х25Н20С	7600С - 10600С
6	Лопатки компрессоров и сопловых аппаратов, печные конвейеры, шнеки, крепежные детали и др.	40Х24Н12СЛ	до 10000С

При изготовлении печных роликов особое внимание уделяется выбору марки стали и сплавов, предпочтение отдается жаропрочным маркам. В таблице 1 [4, 5] приведены некоторые данные по номенклатуре деталей, изготавливаемых из жаропрочных сталей. Однако срок эксплауатации изготовленных из этих сталей печных роликов не превышает в среднем 3-4 месяца, что, в первую очередь, связано с невысоким уровнем жаропрочноcти.

В этой связи возникает необходимость применения сплавов, обладающих большей жаропрочностью по сравнению с традиционно применяемыми жаропрочными сталями.

Традиционно детали для печного оборудования изготавливаются из жаропрочных сталей, таких как, 20Х23Н18, 20Х25Н20С2, 45Х25Н20С [5].

Эти марки относятся к аустенитному классу и характеризуются не только высокой жаростойкостью, но и высокой жаропрочностью. Хотя уровень жаростойкости стали и ее максимальная рабочая температура в основном определяются содержанием хрома, повышение температуры эксплуатации обусловливает одновременный рост концентрации никеля, что связано с необходимостью стабилизации аустенитной структуры. В таблице 2 [5, с.315] приведен химический состав некоторых жаропрочных сталей.
Таблица 1.2 – Химический состав жаропрочных сталей [5]

Марка стали

Содержание, %

Fe

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Mo

W

V

Ti

Cu

20Х25Н20 С2

46.04 5 - 56

до 0.2

2 - 3

до 1.5

18 - 21

до 0.02

до 0.03 5

24 - 27

до 0.3

до 0.2

до 0.2

до 0.2

до 0.3

20Х23Н18

-

до 0.2

до 1

до 2

17- 20

до 0.2

до 0.03 5

22- 35

-

-

-

-

-

35Х18Н24 С2Л

49.73- 57.7

0.3 - 0.4

2 - 3

до 1.5

23 - 25

до 0.03

до 0.03 5

17 - 20

-

-

-

-

-

Основой жаропрочных сплавов является нихром [6], обладающий высокой окалиностойкостью. Для дисперсного упрочнения вводят добавки алюминия и титана; дисперсионное упрочнение достигается при типовой термической обработке: высокотемпературной закалке (от 1150-1230⁰С.) и последующем искусственном старении при температуре, близкой к рабочей температуре при 800-950⁰С.

2. 
   
   жүктеу/скачать 5,98 Mb.
   
   Достарыңызбен бөлісу: