關(guān)于鋼廠煤氣鼓風(fēng)機(jī)防腐耐磨抗粘灰復(fù)合涂層工藝技術(shù)研究的項目建議書講述

1、關(guān)于鋼廠煤氣鼓風(fēng)機(jī)防腐耐磨抗粘灰復(fù)合涂層工藝技術(shù)研究的項目建議書一、 概述1、 項目提出的背景：大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的高爐轉(zhuǎn)爐流程包括燒結(jié)/球團(tuán)、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼等生產(chǎn)工序,是典型的鐵煤化工過程:含鐵原料經(jīng)過一系列復(fù)雜的物理化學(xué)變化從天然資源冶煉成鋼鐵產(chǎn)品,含碳能源經(jīng)高爐、焦?fàn)t等能源轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)變?yōu)楦郀t煤氣、焦?fàn)t煤氣、電等二次能源,其中煤氣資源占企業(yè)總能耗的比例達(dá)40%左右。 近年來，中國鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展，據(jù)世界鋼鐵協(xié)會1月22日發(fā)布2012年全球鋼鐵生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。中國大陸2012年粗鋼產(chǎn)量7.16億噸，占全球鋼產(chǎn)量的46.3%。鋼鐵冶金技術(shù)不斷進(jìn)步，使得鋼鐵廠副產(chǎn)煤氣資源量越來越多，所以煤氣

2、鼓風(fēng)機(jī)的使用量也日趨增加，煤氣成分：CO2、CO、N2、水蒸汽，實際中氣體中還含有少量的SO2、H2S、Cl-、粉塵等。其中無機(jī)粘接劑形成的，無機(jī)粘接劑形成的條件均具備，如 MgO、CaO、NaO、MnO、H2O、CO2、SO2等。這些介質(zhì)成分對煤氣鼓風(fēng)機(jī)造成腐蝕，使得風(fēng)機(jī)在運行中的運行成本增加。目前，對于鋼廠煤氣鼓風(fēng)機(jī)的表面工程技術(shù)已受到人們的高度重視，但是目前的技術(shù)無法滿足防腐耐磨抗粘灰要求。之前客戶使用十五天，葉片表面嚴(yán)重沾灰，使葉輪失去平衡無法正常使用。2、 項目的目的、意義：目前，鋼廠所產(chǎn)生的煤氣中對煤氣鼓風(fēng)機(jī)可產(chǎn)生以下腐蝕：1）CO2腐蝕：CO2溶于水后對金屬有極強(qiáng)的腐蝕性，在相同

3、的PH值卜，其總酸度比鹽酸高，它的腐蝕是電化學(xué)腐蝕（H2O-CO2-H20），CO2腐蝕最典型的特征是呈現(xiàn)局部的腐蝕、輪癬狀腐蝕和臺面狀坑蝕，其中臺面狀坑蝕是腐蝕過程最嚴(yán)重的一種情況，這種腐蝕的穿孔率很高，腐蝕速率通?？蛇_(dá)3-7mm/年，在厭氧的條件下，可以高達(dá)20mm/年。2)H2S腐蝕：H2S在水中的溶解度比較高，因而具有強(qiáng)烈的腐蝕性，一般認(rèn)為H2s會加速金屬的電離反應(yīng)，并進(jìn)一步生成硫化物，當(dāng)生成的硫化物致密且與基體結(jié)合良好時，對腐蝕有減緩作用，但當(dāng)生成的硫化物不致密時，可與金屬基體形成強(qiáng)電偶，反而促進(jìn)了基體金屬的腐蝕，另外，當(dāng)金屬表面中有硫化物存在時，硫化物在一定程度上阻止了氫原子向氫分

4、子的轉(zhuǎn)變，氫原子在金屬表面的缺陷等部位結(jié)合成氫分子，體積膨脹，產(chǎn)生氫壓，在氫氣聚集區(qū)附近，基體內(nèi)部形成拉應(yīng)力，加上基體內(nèi)應(yīng)力的協(xié)同作用，就形成氫致開裂和硫化物應(yīng)力腐蝕開裂。在硫化物應(yīng)力腐蝕破裂中，H2S對腐蝕起著主導(dǎo)作用，水是引起腐蝕的必要條件，CO2的存在會促進(jìn)腐蝕，把引起鋼這種腐蝕環(huán)境條件稱為H2S-CO2-H2O系統(tǒng)腐蝕。3)CL腐蝕：CL是典型的孔蝕離子，經(jīng)腐蝕過的孔有大有小，有深有淺，一般孔表面直徑等于或小于孔深，但也有坑狀碟形淺孔，C1先破壞葉片表面上的鈍化膜，鈍化膜在局部先破壞，微小破口暴露的金屬成為電池的陽極，周圍的未破壞的鈍化膜成為陰極，陽極電流高度集中，使腐蝕迅速向內(nèi)發(fā)展，

5、形成蝕孔，蝕孔形成后，孔外部為腐蝕產(chǎn)物阻塞，內(nèi)外的對流和擴(kuò)散受到阻滯，孔內(nèi)形成獨特的閉塞電池，孔內(nèi)的氧迅速耗盡，只剩下金屬腐蝕的陽極反應(yīng)，陰極反應(yīng)氧離子化完全移到孔外側(cè)進(jìn)行，因此，孔內(nèi)很快積累了帶正電的金屬離子，為了保持電中性，帶負(fù)電C1-外遷移入孔內(nèi)，C1-增濃，金屬離子水解產(chǎn)生H+，孔內(nèi)PH值下降，H+和C1-形成腐蝕強(qiáng)烈的鹽酸，當(dāng)孔內(nèi)PH值下降到某一臨界值，腐蝕率突然上升，形成加速腐蝕，孔內(nèi)產(chǎn)生陰極加氫反應(yīng)，孔蝕由閉塞區(qū)酸性電池控制。蝕孔形成后，是否深入發(fā)展直至穿孔，由于影響因素復(fù)雜，難以預(yù)測，一般孔小，電流集中，深入發(fā)展的可能性大，如孔多又淺，閉塞程度不大，穿孔的程度較小。4)含塵氣體

6、流速引起的磨損腐蝕金屬表面受高流速和湍流狀的含塵氣體沖擊。同時遭到磨損和腐蝕的破壞，稱為磨損腐蝕，金屬在高速氣流沖擊下，在化學(xué)介質(zhì)的協(xié)同作用下，保護(hù)膜破壞，破口處裸金屬加速腐蝕，如果流體中含有固體顆粒，磨損腐蝕更為嚴(yán)重。5）SO2腐蝕SO2是一種弱酸性氣體，它所引起的腐蝕主要是均勻腐蝕，被蝕金屬與肋：反應(yīng)時，一方面在其表面形成溶有s原子的氧化皮或是溶有硫化物的氧化皮，另一方面，在金屬內(nèi)部深處溶入的硫與活潑元素組成相應(yīng)的硫蝕相。 總之，從以上介質(zhì)和腐蝕原因來看，鼓風(fēng)機(jī)的腐蝕屬于多介質(zhì)，多種類復(fù)合型腐蝕，各個介質(zhì)之間的協(xié)同作用比單一介質(zhì)的腐蝕要強(qiáng)，由于腐蝕的產(chǎn)生，葉輪在高變應(yīng)力作用下，在腐蝕坑點形

7、成應(yīng)力集中，這樣長時間使用易產(chǎn)生疲勞應(yīng)力微裂紋，這個微裂紋不斷擴(kuò)展造成疲勞斷裂，另外粘灰易使葉輪使用失去平衡。其中沾灰主要是無機(jī)粘接劑形成的，無機(jī)粘接劑形成的條件均具備，如MgO、CaO、NaO、MnO、H2O、C O2、SO2等。根據(jù)以上可知鋼廠鼓風(fēng)機(jī)葉輪主要是以防腐為主，兼具耐磨，且具有抗粘灰性。所以研制鋼廠煤氣鼓風(fēng)機(jī)防腐耐磨抗粘灰復(fù)合涂層對于延長鋼廠的鼓風(fēng)機(jī)使用壽命和減少使用成本具有重大意義。二、 項目立項的重要性和市場分析：1、 項目技術(shù)攻關(guān)的必要性：復(fù)合涂層技術(shù)的應(yīng)用涉及各行各業(yè)，涵蓋了方方面面，正在進(jìn)入一個高速發(fā)展階段。近年來，世界各國都在研究新型的復(fù)合涂層。我國煉鋼廠的產(chǎn)量逐年增

8、加，世界鋼鐵協(xié)會1月22日發(fā)布2012年全球鋼鐵生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。中國大陸2012年粗鋼產(chǎn)量7.16億噸，占全球鋼產(chǎn)量的46.3%。由此可知，每年的煤氣產(chǎn)量也大大增加。所以，研究出一種具有耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、不沾灰等許多優(yōu)越性能的復(fù)合涂層能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長產(chǎn)品壽命、節(jié)約能源，降低能耗，應(yīng)用前景廣闊，值得深入系統(tǒng)研究。2、項目的市場需求分析復(fù)合涂層技術(shù)研究方興未艾，具有耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、防輻射等許多優(yōu)于固體材料本身的優(yōu)越性能的復(fù)合涂層能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長產(chǎn)品壽命、節(jié)約能源，應(yīng)用前景廣闊，值得深入系統(tǒng)研究。涂層技術(shù)的應(yīng)用涉及各行各業(yè)，涵蓋了方方面面，正在進(jìn)入一個高速發(fā)展階段?，F(xiàn)

9、在，世界各國都已將涂層工藝的發(fā)展列為重大科技發(fā)展項目。近年來,中國鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展,鋼鐵冶金技術(shù)不斷進(jìn)步,使得鋼鐵廠副產(chǎn)煤氣資源量越來越多，所以煤氣鼓風(fēng)機(jī)的使用量的日趨增加。開發(fā)出防腐耐磨抗粘灰的復(fù)合涂層對于鋼廠煤氣鼓風(fēng)機(jī)的使用壽命及使用成本將有很大意義。市場需求量的日漸增加，此防腐耐磨抗粘灰復(fù)合涂層具有極大的市場潛力。3、相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及現(xiàn)在工作基礎(chǔ)1）國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、專利等知識產(chǎn)權(quán)情況分析表面工程技術(shù)工藝方法種類繁多，目前尚無統(tǒng) 一公認(rèn)的分類方法，一般認(rèn)為可劃分為表面涂鍍技術(shù)、表面擴(kuò)滲技術(shù)和表面處理技術(shù)。許多表面工程技術(shù)已得到較充分研究或應(yīng)用，并取得明顯經(jīng)濟(jì)效益。在基體材

10、料表面實施單一表面工程技術(shù)基礎(chǔ)上，近年來人們又開始研究復(fù)合涂層技術(shù)，即在同一基材表面進(jìn)行兩種不同類別的表面工程技術(shù)處理。目前復(fù)合涂層技術(shù)尚無準(zhǔn)確定義劃分，但就目前研究現(xiàn)狀看，大致分為兩類。某些復(fù)合涂層技術(shù)僅是二種表面工程技術(shù)的疊加，基體表面實施一種表面工程技術(shù)后，再進(jìn)行另外表面工程技術(shù)處理，二種表面工程技術(shù)發(fā)揮各自作用，改善基體表面狀態(tài)，提高材料表面性能。而另一些表面涂層技術(shù)，則是二種表面工程技術(shù)在制備過程中相互發(fā)生一定的化學(xué)或冶金反應(yīng)，從而形成新的復(fù)合相，改變表面層組織結(jié)構(gòu)，增加界面結(jié)合強(qiáng)度。2）國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展的趨勢復(fù)合涂層具有耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、防輻射等許多優(yōu)于固體材料本身的優(yōu)

11、越性能的復(fù)合涂層能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長產(chǎn)品壽命、節(jié)約能源，應(yīng)用前景廣闊，值得深入系統(tǒng)研究。涂層技術(shù)的應(yīng)用涉及各行各業(yè)，涵蓋了方方面面，正在進(jìn)入一個高速發(fā)展階段?，F(xiàn)在，世界各國都已將涂層工藝的發(fā)展列為重大科技發(fā)展項目。復(fù)合涂層技術(shù)雖早已得到試驗研究，但作為一種特定的表面工程技術(shù)手段尚缺少系統(tǒng)研究，大部分復(fù)合涂層技術(shù)僅僅是二種表面工程技術(shù)的疊加，今后開發(fā)研究“反應(yīng)型”復(fù)合涂層技術(shù)值得人們關(guān)注。目前稱之為復(fù)合涂層技術(shù)這一表面工程技術(shù)，從其基本概念、技術(shù)內(nèi)涵和內(nèi)容、二種表面工程技術(shù)的選擇匹配及組合、特別是表面層組織結(jié)構(gòu)變化均值得全面系統(tǒng)研究，可以設(shè)想“反應(yīng)型”復(fù)合涂層技術(shù)將使材料獲得真正(1+1)2的

12、復(fù)合效果。3） 現(xiàn)有工作基礎(chǔ)本研究已經(jīng)有了近兩年的的前期的研究，收集了國內(nèi)外有關(guān)的資料，確定了初步的路線，并進(jìn)行了初步的研究，已完全具備該項目的條件，本項目組多年來一直從事腐蝕與防護(hù)的有關(guān)研究，項目組負(fù)責(zé)長期進(jìn)行化工設(shè)備的防腐處理技術(shù)的研究與開發(fā)，具有豐富的科研經(jīng)驗和工業(yè)化生產(chǎn)能力課題組成員，既有知識和經(jīng)驗豐富的老師，企業(yè)技術(shù)工作者。初步完成以下工作：(1) 復(fù)合涂層技術(shù)配方的篩選工作已完成，復(fù)合涂層工藝線路已確定。(2) 該復(fù)合涂層的試驗的基礎(chǔ)工作已完成，有關(guān)性能指標(biāo)已測試。四、項目計劃目標(biāo)及主要研究內(nèi)容：1、主要目標(biāo)：鋼廠煤氣鼓風(fēng)機(jī)防腐耐磨抗粘灰復(fù)合涂層工藝技術(shù)；2、研發(fā)的主要內(nèi)容：1）噴

13、涂TiO2-TiN防腐和耐磨涂層：粘接強(qiáng)度大于45Mpa，TiN是一種氮化物陶瓷，又是一種鈦合金，硬度達(dá)到1800HV，是一種防腐耐磨材料；2）中間層改性氟涂料的制備；3）噴涂防腐抗粘灰涂層：該涂層結(jié)合強(qiáng)度不低于2級，具有一定的抗沖擊性，使用溫度為240以內(nèi)，短時間260以內(nèi)，所謂抗粘是指表面未徑特殊的化學(xué)處理，任何粘接材料和它不能結(jié)合粘在一起；3、項目的技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)難點、創(chuàng)新點：1、噴涂TiO2-TiN時，空氣和氮氣的配合比2、霧化氣體流速及噴鈦的工藝參數(shù)3、表面抗粘涂層的制備及固化工藝五、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、市場分析1、技術(shù)經(jīng)濟(jì)經(jīng)效益分析；鋼廠煤氣鼓風(fēng)機(jī)防腐耐磨抗粘灰復(fù)合涂層制備過程，底層采用

14、噴涂TiO2-TiN，中間層采用改性的水性氟涂料過度，水性涂料充分填充噴涂TiO2-TiN的空隙，和TiO2-TiN反應(yīng)固化，形成良好的粘接中間層。表面噴涂抗粘涂料，經(jīng)高溫固化后，最終形成耐高溫，耐腐蝕，耐磨，不沾灰的復(fù)合涂層。該復(fù)合涂層可解決鋼廠煤氣中的介質(zhì)腐蝕和葉片表面沾灰現(xiàn)象。這種新型的防腐耐磨抗粘灰復(fù)合涂層，使材料獲得 (1+1)2的復(fù)合效果，并且低污染，高性能，節(jié)省能源，降低能耗，具有很好應(yīng)用前景。2、推行應(yīng)用前景分析鋼廠煤氣鼓風(fēng)機(jī)防腐耐磨抗粘灰復(fù)合涂層，具有耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗沾灰等特點，應(yīng)用于鋼廠煤氣鼓風(fēng)機(jī)上，能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長產(chǎn)品壽命、節(jié)約能源，應(yīng)用前景廣闊，可帶來巨大

15、的經(jīng)濟(jì)效益。3、項目實施的風(fēng)險分析（1）技術(shù)風(fēng)險：本研究已有近兩年的前期研究基礎(chǔ)，其基礎(chǔ)扎實，技術(shù)成熟，不僅收集了大量國內(nèi)外有關(guān)資料，確定了初步的實驗路線，而且進(jìn)行了實驗室的初步研究已完全有能力投資該產(chǎn)品，在技術(shù)上無風(fēng)險。（2）市場風(fēng)險：因我單位目前的復(fù)合涂層工藝路線可靠性高，使用壽命長，高的質(zhì)量使我們在市場中可立于不敗之地，市場風(fēng)險近乎為零。六、單位及組成人員情況1、單位簡介：咸陽德邦化工科技有限公司是一支專門從事化工產(chǎn)品及新材料的研究、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)服務(wù)的科技型企業(yè)。咸陽德邦化工科技有限公司現(xiàn)在職稱管理技術(shù)人員38人，其中高級職稱5人，中級職稱20人，注冊資金50萬元，占地3000

16、平方米，各類設(shè)備儀器35臺，長期從事新材料研制、開發(fā)?？蒲型度腴_發(fā)資金大，產(chǎn)品成果多，是一支化工行業(yè)的新生軍。2、項目主要負(fù)責(zé)人簡介付雨生，西北大學(xué)，織溝通能力，團(tuán)結(jié)同事，工作兢業(yè)，熟知法律、合同等方面知識，對財務(wù)、人事也有更多的了解，是一個年輕有為、積極進(jìn)取的管理干部，具有擔(dān)當(dāng)該項目負(fù)責(zé)人的能力。2、 項目組成人員：付雨生：西北大學(xué) 工商品管理 戴宏民：西北大學(xué) 化工工程楊凱： 陜西理工學(xué)院 化學(xué)工程與工藝趙?。?陜西科技大學(xué) 應(yīng)用化學(xué)七、必要支撐條件，組織實施方式及組織實施步驟1、必要技術(shù)條件人：固定研發(fā)隊伍，增強(qiáng)技術(shù)素質(zhì)，提高技術(shù)職能，滿足研發(fā)隊伍所需人才的配備，做好后勤保障。財：滿足研

17、發(fā)所用款項，做到?？顚Ｓ谩Ｎ铮簼M足研發(fā)所用設(shè)備儀器要求，一切為研發(fā)讓路。3、 組織管理措施：為了該項目的順利實施，所召開了專題討論會，決定成立課題攻關(guān)小組，組長由項目負(fù)責(zé)人擔(dān)任，品質(zhì)部部長隨時跟蹤就復(fù)合涂層制備中出現(xiàn)的問題討論方案召開質(zhì)量分析會隨時改進(jìn)，保證該項目落到實處，財務(wù)部撥出專項研制經(jīng)費，物質(zhì)采購隨時保證所需材料按時到位、人力資源部保證人力資源，滿足研制需要。3、 組織實施步驟第一、 技術(shù)部實驗室已做了大量的基礎(chǔ)研究工作，初步確定了該復(fù)合涂層的工藝技術(shù)路及改性氟涂料的配方，最后經(jīng)過課題攻關(guān)小組反復(fù)論證，對配方及工藝的可行性做了詳細(xì)討論，制訂了切實可行的配方及工藝技術(shù)路線。第二、 根據(jù)主要技術(shù)指標(biāo)合理安排人力、物力、財力確保各項指標(biāo)按期完成。第三、 為了該項目研究的順利實施，我們組織強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)班子、全員參與，強(qiáng)化質(zhì)量意識和專業(yè)的科研人員一起深入細(xì)致逐步逐條去研究，去解決，注重過程和方法，力求達(dá)到最佳的效果，為人類造福。八、計劃實施進(jìn)展、經(jīng)費預(yù)算及來源渠道1、計劃實施進(jìn)展（1）2013年6月2013年9月 調(diào)研階段：完成國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料查閱（2）2013年10月2013年11月 設(shè)計工藝路線及方案（3）2013