專利名稱：熱浸鍍鋁及微弧氧化復(fù)合工藝制造高爐噴煤槍頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種熱浸鍍鋁及微弧氧化復(fù)合工藝制造高爐噴煤槍頭的方法。
背景技術(shù)：
高爐噴煤是現(xiàn)代高爐冶煉的一項(xiàng)重大技術(shù)革命，煤粉噴槍壽命直接影響噴煤操 作與高爐正常生產(chǎn)，隨著高爐風(fēng)溫和噴煤量的不斷提高，噴煤槍使用壽命低的問(wèn)題日益突 出。外表面高溫氧化和內(nèi)表面煤粉沖蝕磨損是導(dǎo)致噴煤槍損壞的主要原因，而導(dǎo)致噴煤槍 報(bào)廢的主要原因是槍頭嚴(yán)重氧化燒損和被不均勻煤粉磨穿。為提高噴煤槍的使用壽命， 上海梅山(集團(tuán))有限公司申請(qǐng)了《復(fù)合滲高爐噴煤槍及其制備工藝》(中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?98111363. X)，其槍頭外表面上具有耐高溫滲鋁層，槍頭內(nèi)表面具有耐磨B或B-N滲層，槍尾 的內(nèi)表面上具有耐磨B或B-N滲層?；驹硎窃趪姌屚獗砻妫瑢⒐╀X劑與適量的活化劑 混合，高溫下通過(guò)活化劑的作用使鋁原子擴(kuò)散到基體中，形成滲鋁層。在噴槍內(nèi)表面，將供 硼劑與適量尿素等混合，在580-600°C保溫，獲得B-N共滲層。制造的煤槍雖然壽命得到提 高，但能耗較高、工藝時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、裝料卸料時(shí)有粉塵污染、勞動(dòng)環(huán)境較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)狀，旨在提供一種內(nèi)外表面同時(shí)進(jìn)行熱浸鍍鋁，氧化 后的內(nèi)陶瓷層、外滲鋁層不易脫落，特別適合于高爐噴煤槍的工作環(huán)境，且工藝簡(jiǎn)單、效率 高、成本低廉的熱浸鍍鋁及微弧氧化復(fù)合工藝制造高爐噴煤槍頭的方法。本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，熱浸鍍鋁及微弧氧化復(fù)合工藝制造高爐噴煤槍頭的方 法，具體步驟如下1)先將作為高爐噴煤槍頭的，基材為普通不銹鋼管的內(nèi)外表面熱浸鍍鋁，其 中主要工序?yàn)橛弥円哼M(jìn)行助鍍處理和用鍍液及覆蓋劑進(jìn)行熱浸鍍，熱浸鍍溫度為 7000C _780°C，浸鍍時(shí)間為 anin-8min，所述助鍍液的組成及配比為40-55g/L的KJrF6、25_35g/L的KCl和15_25g/L的 AlF3,所述鍍液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99. 5%的純鋁液，所述覆蓋劑的組成及配比為35-45 %的NaCl、35-45 %的KCl和15-25 %的 Na3AlF6,2)將不銹鋼管外表面涂上絕緣硅橡膠，不銹鋼管內(nèi)表面通過(guò)微弧氧化獲得陶瓷 層，微弧氧化的電解液的組成及配比為20-60g/L的Na2SiO3和5_20g/L的NaOH，以不銹鋼 管為陽(yáng)極，采用300-600V恒電壓或5-10A/dm2恒電流密度操作，微弧氧化時(shí)間為10-30min，3)外表面通過(guò)擴(kuò)散熱處理獲得滲鋁層，熱處理溫度為850-950°C，時(shí)間為2_6小 時(shí)，然后隨爐冷卻，得高爐噴煤槍頭。本發(fā)明先對(duì)不銹鋼管內(nèi)外表面同時(shí)進(jìn)行熱浸鍍鋁，內(nèi)鍍鋁層通過(guò)微弧氧化生成具 有高耐磨性的陶瓷層，外鍍鋁層通過(guò)擴(kuò)散熱處理生成具有耐高溫氧化的滲鋁層。滲鋁層和陶瓷層與鋼基體都是冶金結(jié)合，不易脫落。采用本發(fā)明能有效提高高爐工況條件下噴煤槍 外表面耐高溫氧化及內(nèi)表面抗煤粉沖蝕磨損的性能，特別適合于高爐噴煤槍的工作環(huán)境， 且處理過(guò)程簡(jiǎn)單，效率高，操作方便，生產(chǎn)成本低。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明先對(duì)不銹鋼管內(nèi)外表面同時(shí)進(jìn)行熱浸鍍鋁，內(nèi)鍍鋁層通過(guò)微弧氧化生成具 有高耐磨性的陶瓷層，外鍍鋁層通過(guò)擴(kuò)散熱處理生成具有耐高溫氧化的滲鋁層。作為噴煤 槍頭的不銹鋼管為lCrl8Ni9Ti不銹鋼管。下面用具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1 高爐噴煤槍頭采用ICrlSNiOTi不銹鋼管，不銹鋼管長(zhǎng)220mm，內(nèi)徑 18mm,外徑30mm，放入按KJrF6為40g/L、KCl為35g/L和AlF3為25g/L配制的助鍍液中助 鍍，助鍍后進(jìn)行熱浸鍍，鍍液為6kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 7%的鋁液，覆蓋劑為200g，其中NaCl為 90g、KCl為80g，Na3AlF6為30g，浸鍍溫度為700°C，浸鍍時(shí)間為6min。再將槍管外表面涂 上絕緣硅橡膠，放入按Na2Si03為60g/L和NaOH為5g/L配制的電解液中，不銹鋼管管作為 陽(yáng)極，恒定電流密度為ΙΟΑ/dm2操作，微弧氧化時(shí)間為20min，獲得陶瓷層。擴(kuò)散熱處理采用 15kff的箱式電爐，溫度控制為900°C，保溫3小時(shí)后隨爐冷卻，可得到外表面滲鋁合金層約 176 μ m、內(nèi)表面陶瓷層厚度約85 μ m的噴煤槍頭。實(shí)施例2 同例1，不同的是，助鍍液的配比為=K2ZrF6為52g/L、KCl為25g/L和 AlF3為21g/L，覆蓋劑的重量配比為=NaCl為80g、KCl為70g、Na3AlF6為50g，浸鍍溫度為 780°C，浸鍍時(shí)間為3min。再將槍管外表面涂上絕緣硅橡膠，放入按Na2SiO3為34g/L和NaOH 為20g/L配制的電解液中，恒定電流密度為5A/dm2操作，微弧氧化時(shí)間為30min。擴(kuò)散熱處 理溫度控制為900°C，保溫5小時(shí)后隨爐冷卻，可得到外表面滲鋁合金層約220 μ m、內(nèi)表面 陶瓷層厚度約104 μ m的噴煤槍頭。實(shí)施例3 同例1，不同的是，助鍍液的配比為K2&F6*47g/L、KCl為30g/L和AlF3 為23g/L，鍍液為99. 6%的鋁液，覆蓋劑的重量配比為=NaCl為76g、KCl為90g、Na3AlF6為 Mg，浸鍍溫度為740°C，浸鍍時(shí)間為8min。再將槍管外表面涂上絕緣硅橡膠，放入按Na2SiO3 為48g/L和NaOH為9g/L配制的電解液中，恒定電壓為300V操作，微弧氧化時(shí)間為15min。擴(kuò) 散熱處理溫度控制為850°C，保溫6小時(shí)后隨爐冷卻，可得到外表面滲鋁合金層約195 μ m、 內(nèi)表面陶瓷層厚度約60 μ m的噴煤槍頭。實(shí)施例4 同例1，不同的是，助鍍液的配比為K2&F6*44g/L、KCl為33g/L和AlF3 為15g/L，覆蓋劑的重量配比為=NaCl為70g、KCl為86g、Na3AlF6為44g，浸鍍溫度為760°C， 浸鍍時(shí)間為anin。再將槍管外表面涂上絕緣硅橡膠，放入按Na2SiO3為20g/L和NaOH為 16g/L配制的電解液中，恒定電壓為600V操作，微弧氧化時(shí)間為lOmin。擴(kuò)散熱處理溫度控 制為950°C，保溫4小時(shí)后隨爐冷卻，可得到外表面滲鋁合金層約212 μ m、內(nèi)表面陶瓷層厚 度約100 μ m的噴煤槍頭。實(shí)施例5 同例1，不同的是，助鍍液的配比為=K2ZrF6為55g/L、KCl為28g/L和 八恥為17g/L，鍍液為99. 6%的鋁液，覆蓋劑的重量配比為=NaCl為84g、KCl為76g、Na3AlF6 為40g，浸鍍溫度為720°C，浸鍍時(shí)間為5min。再將槍管外表面涂上絕緣硅橡膠，放入按 Na2SiO3為54g/L和NaOH為12g/L配制的電解液中，恒定電壓為420V操作，微弧氧化時(shí)間為25min。擴(kuò)散熱處理溫度控制為950°C，保溫2小時(shí)后隨爐冷卻，可得到外表面滲鋁合金 層約185 μ m、內(nèi)表面陶瓷層厚度約110 μ m的噴煤槍頭。
權(quán)利要求
1.熱浸鍍鋁及微弧氧化復(fù)合工藝制造高爐噴煤槍頭的方法，其特征在于具體步驟如下1)先將作為高爐噴煤槍頭的，基材為普通不銹鋼管的內(nèi)外表面熱浸鍍鋁，其中主要工 序?yàn)橛弥円哼M(jìn)行助鍍處理和用鍍液及覆蓋劑進(jìn)行熱浸鍍，熱浸鍍溫度為700°c -780 浸鍍時(shí)間為anin-8min，所述助鍍液的組成及配比為40-55g/L的KJrF6、25-35g/L的KCl和15-25g/L的AlF3, 所述鍍液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于99. 5%的純鋁液，所述覆蓋劑的組成及配比為35-45%的NaCl、35-45%的KCl和15-25%的Na3AlF6,2)將不銹鋼管外表面涂上絕緣硅橡膠，不銹鋼管內(nèi)表面通過(guò)微弧氧化獲得陶瓷層，微 弧氧化的電解液的組成及配比為20-60g/L的Na2SiOjn 5_20g/L的NaOH，以不銹鋼管為陽(yáng) 極，采用300-600V恒電壓或5-10A/dm2恒電流密度操作，微弧氧化時(shí)間為10-30min，3)外表面通過(guò)擴(kuò)散熱處理獲得滲鋁層，熱處理溫度為850-950°C，時(shí)間為2-6小時(shí)，然 后隨爐冷卻，得高爐噴煤槍頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱浸鍍鋁及微弧氧化復(fù)合工藝制造高爐噴煤槍頭的方法，其 特征在于作為高爐噴煤槍頭的，基材為普通不銹鋼管為ICrlSNiOTi不銹鋼管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱浸鍍鋁及微弧氧化復(fù)合工藝制造高爐噴煤槍頭的方法。先將作為高爐噴煤槍頭的不銹鋼管的內(nèi)外表面熱浸鍍鋁，助鍍液由K2ZrF6、KCl和AlF3組成，熱浸鍍的鍍液為純鋁液，覆蓋劑由NaCl、KCl和Na3AlF6組成；再將鋼管外表面涂上絕緣硅橡膠，內(nèi)表面通過(guò)微弧氧化獲得陶瓷層，微弧氧化的電解液由Na2SiO3和NaOH組成，以不銹鋼管為陽(yáng)極，采用300-600V恒電壓或5-10A/dm2恒電流密度操作；外表面通過(guò)擴(kuò)散熱處理獲得滲鋁層，熱處理溫度為850-950℃，時(shí)間為2-6小時(shí)，然后隨爐冷卻，得高爐噴煤槍頭。滲鋁層和陶瓷層不易脫落。采用本發(fā)明能有效提高高爐工況條件下噴煤槍外表面耐高溫氧化及內(nèi)表面抗煤粉沖蝕磨損的性能，特別適合于高爐噴煤槍的工作環(huán)境；處理過(guò)程簡(jiǎn)單，效率高，生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)C21B7/16GK102134721SQ20111004432
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者尚合明, 楊福, 畢學(xué)工, 熊瑋, 王國(guó)強(qiáng), 賈涓, 陳家超 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)