本发明专利技术涉及一种耐磨基底，包括具有表面的金属基底、连接至所述表面的增强支撑件和无机可固化组合物的固化反应产物，所述无机可固化组合物设置在增强支撑件上并穿过其中，并结合至所述表面。本发明专利技术还涉及一种增强金属表面的耐磨性的方法，包括将增强支撑件连接至金属表面；将无机可固化组合物设置在增强支撑件上并穿过其中，并与所述表面接触；和将所述组合物固化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐磨复合物
本公开一般性涉及用于防止经受摩擦、冲击和高温的表面磨损的材料，和使用这些材料的方法。本公开的一种实施方式涉及用于防止煤炭燃烧器磨损的材料和使用这些材料的方法。
技术介绍
热电厂一天二十四小时、一周七天地持续运行，在大型燃烧炉中燃烧煤粉产生蒸汽，用以驱动涡轮产生电能。煤炭喷嘴燃烧器主要用于将煤粉传送至燃烧炉中心的预定位置。煤在该预定位置中燃烧为火球。煤炭喷嘴燃烧器需要在高温和经常磨损的非常严酷的环境中持续地运行。煤炭喷嘴燃烧器经历700℃至800℃的连续温度和高至1200℃的间歇温度。煤粉是非常粗糙的，并以15-35吨/小时经过煤炭喷嘴。更大块的煤炭也会偶尔地冲击煤炭喷嘴。这些严酷的条件致使煤炭喷嘴燃烧器中的挡板在少于6个月的时间内磨损。磨损的挡板会对流至燃烧炉内的煤粉产生不利的影响，改变火球高度并降低效率。计划外的煤粉喷嘴燃烧器的更换是昂贵的，因为其需要关停设施。由于煤炭燃烧器喷嘴的尺寸和难于接近发电厂内的燃烧器喷嘴，在关停过程中的计划更换也是昂贵的。二氧化硅分散体或胶体二氧化硅和陶瓷基涂层已知其高温性能(＞2000℃)，并用于钢铁厂和水泥厂的燃烧炉和窑炉。然而，绝大多数的这些应用是静态的，其中涂层经历高温环境，但是不会受到冲击或磨损。二氧化硅分散体或胶体二氧化硅和陶瓷基涂层在本质上是易碎的，并具有不良的耐冲击性。二氧化硅分散体或胶体二氧化硅和陶瓷基涂层还对金属具有不良的粘附性，并在经历部件等的冲击时会碎裂或者削去基底表面。尽管具有高温稳定性，但是二氧化硅分散体或胶体二氧化硅和陶瓷基涂层并不适用于用作为煤炭喷嘴燃烧器上的保护性涂层，因为当暴露至连续的滑动磨损和煤炭颗粒对涂层冲击时，它们会趋于碎裂或断开。用碳化钨基涂层的硬质表面对于这样的应用也是适用的。然而，这些涂层是非常昂贵的，需要经验十分丰富的人员使用特殊的设备和应用条件，并难于应用于所有的区域。由于应用的复杂程度或限制如涂层厚度等，其它的方法，例如等离子喷涂、火焰喷涂、热喷涂等是有局限性的。专利技术概述本公开一般性涉及用于防止经受摩擦、冲击和高温的表面磨损的材料，和使用这些材料的方法。在一种实施方式中，本公开提供了一种给煤炭喷嘴燃烧器形成保护表面用以抵抗高温、摩擦和冲击的方法。保护表面由可固化组合物来制备，所述可固化组合物包含与增强支撑件联合使用的二氧化硅分散体或胶体二氧化硅。在一种实施方式中，增强支撑件为金属网或金属筛，连接至煤炭喷嘴燃烧器挡板。可固化组合物被施加至增强支撑件上并穿过其中。这种可固化组合物在室温下(R.T)下硬化后会产生非常良好的生坯强度，并在高于室温的温度下加热固化后产生额外的强度。一旦在＞800-1000℃的温度下烘烤，就会产生全部强度。观察到当施加至不含有增强支撑件的洁净钢基底时，可固化组合物并不具有良好的粘附性，并且在＜1米的单次跌落后，固化涂层易于与基底分层。施加至连接于基底表面的增强支撑件上并固化的可固化二氧化硅分散体或胶体二氧化硅基组合物的组合具有良好的粘附性和抗冲击性能，并在1-2米的高度承受大于10次跌落而不会碎裂并与基底分离。本专利技术的组合物包括任意和全部的异构体和立体异构体。总的来说，除非另有所指，本专利技术的材料和方法可以可替换地表述为包含在本文中公开的任意合适的组分、部分或步骤，由其构成或者基本上由其构成。本专利技术的材料和方法可以另外地、可替换地表述以去除或者基本上不含有在现有技术的组合物中使用的任意组分、材料、成分、助剂、部分、种类和步骤，或者对实现本专利技术的功能和/或目的而言不是必须的那些。当在本文中使用词语“约”的时候，意味着其修饰的量或条件可以在一定程度上超出所指出的量，只要能够实现本公开的功能和/或目的。本领域技术人员所理解的是，基本上不会完全地探究本专利技术结果可能扩展的任何方面和期望的程度，至少在某种程度上会超出一个或多个所公开的限值。在获知本文的优点并理解本文公开的概念和实施方式后，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下可以探究本文限值之外的内容，并且当发现实施方式并不具有任何预期之外的特征时，这些实施方式处于如在本文中所使用的术语约的含义内。附图说明现在参考附图，在数个附图中相同的元件具有相同的附图标记：图1为煤炭喷嘴燃烧器的一部分的一种实施方式的示意图。图2为示意性的分解图，示出在挡板的一部分上的增强支撑件，其中本专利技术的组合物被施加在挡板和增强支撑件的一部分上。图3为挡板的一部分的示意性截面图，具有所连接的增强支撑件和在其上设置的本专利技术的组合物。专利技术详述如在图1中所示的，煤炭喷嘴燃烧器2的一种实施方式包含外壳4。多个挡板6中的每一个均被设置在所述外壳内，并通过多个支柱8中的每一个连接其上。挡板6和支柱8通常为平坦的金属部件。典型地，挡板6由不锈钢或者其它金属制得，在使用过程中，其将在煤炭喷嘴燃烧器2所暴露的高运行温度下保持强度和耐磨性。挡板具有在使用时会与煤粉接触的磨损表面10。如在图2中所示的，增强支撑件14连接至期望增强耐磨性的煤炭喷嘴燃烧器2的表面10。在一种有利的实施方式中，增强支撑件14包含多个交叉的金属元件16，例如金属线，其形成筛或格栅或网。增强支撑件14例如可以通过焊接连接至挡板的表面10。增强支撑件14与表面10在相互间隔的位置处的点焊18已被发现是合适的。增强支撑件14可以由可焊接至表面10的金属形成。增强支撑件材料还应当在煤炭喷嘴燃烧器在使用过程中所暴露的高运行温度下保持强度。已发现金属例如不锈钢适用为增强支撑件14材料。二氧化硅分散体或胶体二氧化硅基组合物22被设置在表面10上并连接增强支撑件14。二氧化硅分散体或胶体二氧化硅基组合物22将会是半流体的或膏状的或油灰状等的材料，其可以使用用于这样的材料的常规技术和设备进行处理。组合物22被设置在交叉金属元件16之间的空间内并向下设置于表面10。典型地，二氧化硅分散体或胶体二氧化硅基组合物22将形成耐磨表面24，其在图3中最佳地示出。组合物22层的厚度将随着金属元件16的尺寸和所期望的耐磨性而变化。认为表面10上的1mm至10mm、有利地3mm至6mm的固化后组合物22厚度对显著地降低挡板6在使用过程中的磨损是适用的。在表面10和支撑件14上设置的二氧化硅分散体或胶体二氧化硅基组合物22必须在使用前固化。所设置的组合物22将在室温下固化为湿或半硬化状态。湿固化(greencured)的组合物将会是无法再施加或使用的坚硬整块物料。当组合物22处于湿固化状态时，板6、增强支撑件14和组合物22可被处理。在某些实施方式中，湿固化状态的组合物具有5-10mPa、并有利地为10-15mPa的耐压强度(ASTMD-695，25℃)。无论是在施加之后的短时间内还是在湿固化状态下，组合物22暴露至高于室温的温度将进一步提高组合物22的强度。将温度提高至高于室温会缩短固化组合物22所需要的时间。固化可以通过使设置在表面10和支撑件14上的二氧化硅分散体或胶体二氧化硅基组合物22暴露至室温约12至36小时、并且有利地为约24小时来实现。可替换地，可使设置在表面10和支撑件14上的二氧化硅分散体或胶体二氧化硅基组合物22暴露至室温约12至36小时，随后暴露至高于室温的温度更短的时间。已发现在90℃至200℃的升高温度下持续本文档来自技高网...
【技术保护点】
耐磨复合物，包含：具有表面的金属基底；连接至所述表面的增强支撑件；和无机可固化组合物，包含二氧化硅分散体或胶体二氧化硅，所述无机可固化组合物设置在增强支撑件上并穿过其中，并与所述表面接触。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.08 US 61/863,4821.耐磨复合物，包含：具有表面的金属基底；连接至所述表面的增强支撑件；和无机可固化组合物，包含二氧化硅分散体或胶体二氧化硅和选自MgO、Na2HPO4、NaSiF6、硼酸钠和它们的任意组合的交联剂，所述无机可固化组合物设置在增强支撑件上并穿过其中，并与所述表面接触。2.权利要求1的耐磨复合物，其中可固化组合物进一步包含填料、碱性硅酸盐或流体中的至少一种。3.权利要求1的耐磨复合物，其中可固化组合物进一步包含聚集体。4.权利要求1的耐磨复合物，该耐磨复合物为挡板。5.权利要求1的耐磨复合物，其中增强支撑件包含间隔的金属元件的格栅。6.权利要求1的耐磨复合物，其中增强支撑件包括金属网。7.权利要求1的耐磨复合物，其中无机可固化组合物被固化并且产物与所述表面粘结。8.权利要求1的耐磨复合物，其中所述无机可固化组合物是多部分可固化组合物，包含：第一部分，包括胶体二氧化硅；第二部分，包含填料；碱性硅酸盐。9.权利要求8的耐磨复合物，其中填料包括下组中的一种或多种：钢粉末、碳化硅粉末、晶体二氧化硅粉末、陶瓷珠、偏硅酸钙分散体、胶...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·沙阿，K·德希穆克，N·高希，
申请(专利权)人：汉高知识产权控股有限责任公司，汉高股份有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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