การจำแนกประเภทวัสดุแผ่นเตาพ่นหลัก สมบัติ และสภาวะการใช้งาน

แท่งตะแกรงทำงานอยู่ในก๊าซร้อน เถ้าขัดสี และการเปลี่ยนแปลงร้อนเย็นซ้ำ ๆ เป็นเวลานาน ข้อกำหนดหลักคือทนความร้อน ทนการกระแทกจากความร้อน ทนการสึกหรอ ทนการเกิดออกซิเดชัน และทนการกัดกร่อนจากเถ้า เมื่อดูจากความนิยมใช้ในหม้อไอน้ำอุตสาหกรรม วัสดุหลักในท้องตลาดแบ่งได้สามกลุ่ม คือ เหล็กหล่อธรรมดา เหล็กหล่อผสมทนความร้อน และเหล็กกล้าหล่อ

เหล็กหล่อธรรมดา

หม้อไอน้ำถ่านหินขนาดเล็กที่อุณหภูมิต่ำและความดันบรรยากาศมักเลือกเหล็กหล่อธรรมดา ต้นทุนการซื้อต่ำ ทั้งการหล่อและการจัดส่งสะดวก เหล็กหล่อเทา HT150, HT200 หล่อง่าย นำความร้อนดี กราไฟต์ช่วยหล่อลื่นตัวเอง ทนการสึกหรออยู่ในเกณฑ์ใช้ได้ ราคาอยู่ในกลุ่มต่ำของแต่ละเกรด ข้อเสียคือเปราะและทนความร้อนได้ไม่ดี อุณหภูมิที่ทนได้ระยะยาวเพียง ≤650-700℃ เมื่อเกิน 700℃ เกิดออกซิเดชันและลอกเป็นแผ่นได้ง่าย เมื่อเจอน้ำเย็นกระแทกจะแตกร้าว อายุการใช้งานสั้น จึงเหมาะกับเตาให้ความร้อนในบ้าน ตะแกรงโซ่ขนาดเล็ก 1-4t หม้อไอน้ำชีวมวลอุณหภูมิต่ำ และแท่งตะแกรงแบบถูกขับเคลื่อนที่ไม่รับแรงดึง

เหล็กหล่อดัดได้ (KTH350) เหนียวกว่าเหล็กหล่อเทาอย่างชัดเจน แตกหักยาก และรับการกระแทกเล็กน้อยได้ แท่งตะแกรงขับเคลื่อนของตะแกรงโซ่ต้องรับแรงส่งและมีแรงเสียดทานที่หมุดไปมา ตำแหน่งนี้เหมาะกับเหล็กหล่อดัดได้ หม้อไอน้ำขนาดเล็กแบบเก่าก็มักใช้วัสดุนี้ เหล็กหล่อเหนียว QT450, QT500 มีกราไฟต์เป็นก้อนกลม ความแข็งแรง ความเหนียว และทนความล้าจากความร้อนดีกว่าเหล็กหล่อเทา ความทนความร้อนเพิ่มขึ้นเล็กน้อย เหมาะกับตะแกรงแบบลูกสูบรับภาระปานกลางและเตาเผาชีวมวล สมรรถนะอยู่ระหว่างเหล็กหล่อธรรมดากับเหล็กหล่อทนความร้อน

เหล็กหล่อผสมทนความร้อน

เหล็กหล่อผสมทนความร้อนใช้มากในหม้อไอน้ำถ่านหินและชีวมวลอุตสาหกรรม โดยเหล็กหล่อทนความร้อนซิลิกอนสูง RTSi5 (เรียกกันว่าซิลิกอน 5) มีสัดส่วนการใช้ค่อนข้างมาก วัสดุนี้มีซิลิกอน 4.5%-5.5% ผิวที่อุณหภูมิสูงเกิดฟิล์มซิลิกาแน่น จึงทนการเกิดออกซิเดชันได้ดีและราคาปานกลาง อุณหภูมิใช้งานระยะยาว 750-850℃ และเป็นวัสดุที่ใช้บ่อยสำหรับตะแกรงแบบหนึ่งตัวอักษร ตะแกรงสี่กรง และตะแกรงเกล็ดปลา ตะแกรงโซ่ ตะแกรงแบบลูกสูบ หม้อไอน้ำชีวมวล และหม้อไอน้ำอุตสาหกรรมเผาถ่านหินส่วนใหญ่เลือกใช้ได้ตามสภาพการทำงาน

ในกลุ่มเหล็กหล่อโครเมียม RTCr1 และ RTCr2 เป็นเหล็กหล่อโครเมียมต่ำ ทนความร้อนดีกว่าซิลิกอน 5 เล็กน้อย ทนการกัดกร่อนจากกำมะถันได้ดีกว่า เหมาะกับเตาที่เผาถ่านหินกำมะถันสูง RTCr16 เป็นเหล็กหล่อทนความร้อนโครเมียมสูง มีโครเมียม 15%-18% ทนได้เกิน 900℃ ทนการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนได้ดี มักใช้ในเขตการเผาไหม้อุณหภูมิสูง เตาเผาขยะ ตะแกรงเสริมของเบดฟลูอิไดซ์แบบหมุนเวียน และสภาพการเผาเชื้อเพลิงคุณภาพต่ำที่มีกำมะถันสูง

เหล็กหล่อทนความร้อนอะลูมิเนียม RTAl ทนอุณหภูมิสูงได้ดี แต่เปราะและหล่อยาก จึงมักใช้กับเตาขนาดเล็กอุณหภูมิสูง ด้วยข้อจำกัดของงานหล่อ ชนิดและขนาดที่จัดจำหน่ายสำหรับตะแกรงทั่วไปจึงค่อนข้างจำกัด

เหล็กกล้าหล่อและวัสดุพิเศษ

สภาพการทำงานที่รับภาระหนัก อุณหภูมิสูง และเคลื่อนที่แบบลูกสูบซ้ำ ๆ มักเลือกเหล็กกล้าหล่อ เหล็กกล้าหล่อคาร์บอนธรรมดา ZG230-450 เหนียว ทนการกระแทก แตกหักยาก ทนการสึกหรอปานกลาง ที่อุณหภูมิสูงเกิดออกซิเดชันและเสียรูปได้ง่าย เหมาะกับแท่งเคลื่อนที่ของตะแกรงแบบลูกสูบ ตะแกรงคานรับภาระหนัก และตะแกรงพลิกของเตาเผาขยะ ซึ่งเป็นตำแหน่งที่รับแรงดันและแรงดึงซ้ำ ๆ

เหล็กกล้าหล่อผสมทนความร้อน ได้แก่ เหล็กกล้าหล่อโครเมียมสูงและเหล็กกล้าหล่อสเตนเลส 1Cr18Ni9 ทนได้ 950-1100℃ เหล็กกลุ่มนี้ทนกรด ทนการกัดกร่อนจากก๊าซเสีย และทนการขัดสีจากตะกรันได้ค่อนข้างดี ราคาก็สูงกว่า แท่งตะแกรงของเตาเผาขยะชุมชน เตาเผาขยะอันตราย และหม้อไอน้ำโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่อุณหภูมิสูงมักใช้วัสดุกลุ่มนี้

ในกลุ่มวัสดุพิเศษที่ใช้น้อย เหล็กหล่อขาวโครเมียมสูงเน้นการทนสึกหรอ ทนความร้อนปานกลาง มักใช้ทำแผ่นกันสึกด้านข้างของตะแกรง เหล็กหล่อกราไฟต์อัดแน่นสมดุลระหว่างการนำความร้อนและความแข็งแรง ใช้ทำตัวตะแกรงน้อยมาก