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转炉风机叶片表面防腐蚀涂层的试验研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-11-30  浏览次数:57
核心提示:  在氧气顶吹转炉炼钢的吹炼过程中,氧气经氧枪喷入熔池后,与铁水中的碳等发生激烈氧化时,反应生成大量的CO和C2与其它少量气体构成炉气。风机使用过程中,由

  在氧气顶吹转炉炼钢的吹炼过程中,氧气经氧枪喷入熔池后,与铁水中的碳等发生激烈氧化时,反应生成大量的CO和C2与其它少量气体构成炉气。风机使用过程中,由于进出口风门可能出现密封不良,常常残留少量炉气和水分,CO2溶于水生成了酸,而风机进口处环境温度通常在60~70°C之间,受环境温度的影响,很容易在内金属表面形成水气露点,使风机叶片长期受到酸性的腐蚀。由于炉气中含有的固体粒子以极高的运动速度在风机叶轮表面碰撞、摩擦,致使风机磨损。因化学腐蚀作用而产生一层松脆腐蚀物,当腐蚀物被磨掉,露出的新鲜表面很快又会被腐蚀磨掉,腐蚀加速了磨损,磨损也加速了腐蚀。风机叶片的磨损和腐蚀失效己经成为转炉风机的多发性和危险性故障,影响了风机的性能、寿命及可靠性,加了维修费用。

  提高风机叶片金属基体耐磨、耐蚀性的方法之一,就是在叶片易磨区域内喷涂耐磨层。用溶胶一凝胶法制备的涂层是一种非常致密牢固的气密性涂层。它与金属、陶瓷、塑料等基体具有很高的粘着力。这种涂层有较高的显微硬度、耐冲击性、化学稳定性和耐磨蚀性。用它涂敷金属表面,不仅可以保护金属基体免受腐蚀破坏,而且还可以赋予其特殊的表面性质,如可使金属表面的硬度得以提高等。该工艺在材料保护、表面技术领域正逐渐得到应用和推广。本研究是在转炉风机叶片用的Q235A金属基体上采用溶胶一凝胶法制备Si2涂层,并在酸性条件下进行了耐腐蚀试验。

  2试验2.1金属基体的制备纸粗磨,再用200的水磨砂纸细磨,*后用1000的水磨砂纸抛光处理至镜面,再分别用异丙醇和蒸馏水进行超声波清洗,工艺流程图见a.2.2溶胶及Si2涂层的制备以分析纯的正硅酸乙酯、无水乙醇和去离子水作为原料,以稀硝酸为水解反应的催化剂。采用溶胶一凝胶法制成所需溶胶。将金属基体在配置好的溶胶中浸渍5s,再以6~10cm/min速度从溶胶中提拉出来。在金属基体上便可形成溶胶一凝胶涂层,室温干燥。对于多层涂层,重复上述涂敷程序。将干燥后的凝胶涂层金属基体放入热处理炉中,进行一定程序的热处理,便可获得Si2涂层。b为工艺流程图。

  工艺流程。3浸渍耐腐蚀试验将金属基体和涂敷有涂层的金属基体在煮沸的2mol/LHCI溶液中腐蚀10min,通过腐蚀后的质量损失百分数来评定耐腐蚀性。通过FEI公司QUANTA200扫描电子显微镜(SEM)观察腐蚀表层的形态。

  3结果与讨论示出了有涂层与无涂层的金属基体的腐蚀率。由图中看出:无涂层的金属的腐蚀率大于涂敷了涂层的金属,这说明涂层对金属有一定的保护作用。2层Si2涂层金属基体的耐蚀性优于1层的。分析其原因可能是1次涂敷得到的涂层烧结之后的表面有一定气孔,留有腐蚀液体侵蚀的通道,造成了严重的腐蚀。多次涂敷可能覆盖气孔,减少涂层表面的气孔,使涂层更好地保护金有涂层与无涂层的金属基体腐蚀率为无涂层与有涂层的金属基体的腐蚀表面。

  无涂层的金属表面腐蚀比较严重,表面凸凹不平,有较多腐蚀后留下的孔洞。孔洞的存在会加速腐蚀。相对具有2层涂层的腐蚀表面而言,1层的表面较为粗糙,孔洞较2层的多。这是因为腐蚀液体进入气孔,产生了点蚀。点蚀是破坏性和隐患*大的腐蚀点蚀是阳极反应的一种独特形态,它是一种自催化过程。涂层表面的气孔,为点蚀的发生创造了条件,腐蚀液体通过气孔与金属基体表面接触,涂层不但会失去保护作用,而且会加速涂层的腐蚀损坏。多次涂敷可能减少表面的气孔,能尽量避免点蚀的发生。但本试验中当涂敷3层时,由于出现了开裂分层现象,所以还需进一步研宄。

  无涂层与有涂层的金属基体腐蚀后照片采用挂片法将试样在现场进行挂片试验,分别在7、14、28、42天时定期检测,研宄表明现场挂片法的试验结果与实验室结果有相同趋势。说明Si2涂层可为转炉煤气鼓风机起到行之有效的耐腐蚀作用。

  4结论采用溶胶一凝胶法制备耐腐蚀的Si2涂层,用于Q235A叶片基体上,可提高金属在酸性条件下的耐蚀性。

 
 
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