本发明专利技术涉及高炉风口表面强化方法。本发明专利技术的技术方案是：高炉风口进行表面共渗合金元素强化，使表面形成铜合金渗层；在铜合金表面采用热喷涂法形成表面强化层。本发明专利技术的方法即可避免高温时涂层脱落的现象，又可以弥补多元共渗层耐高温性差、硬度低、热疲劳性差等缺陷。在不影响基体导热能力的前提下，发挥基体优良导热能力和强化表面的协同作用，从而提高风口使用寿命。同时在提高高炉炼铁生产经济效益方面具有重要的工程应用前景，进而为材料的表面强化理论与技术发展提供理论基础及试验依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
随着能源日趋严峻，节能技术越来越受到人们的关注。以高炉喷煤为代表的炼铁节能技术便是其中之一。其中，风口是高炉冶炼生铁生产的关键元件。由于高炉冶炼强度的不断提高以及喷煤技术等的应用，高炉风口工作环境更加恶劣，其处在温度可达2000℃以上高炉缸内，承受着高温区的辐射以及对流的冲击；在其前端受到约1500℃的液态渣铁和物料的冲蚀；风口内通过900℃～1300℃的热风；燃烧循环区存在着强烈的氧化作用和微量元素的浸润；煤粉的冲蚀等使风口寿命不断降低。由此可见，提高风口寿命是亟待解决的问题。目前生产中为解决这一问题，采用改进高炉风口结构、改善材质、表面处理等。其中表面强化处理技术主要有热喷涂、多元共渗和堆焊等。例如采用共渗表面处理，由于共渗层较薄，所以其耐高温性差，硬度低；采用热喷涂表面处理，由于涂层与风口材质表面具有不同的热膨胀系数、导热系数等，所以涂层易脱落。通常仅采用一种表面强化技术，不能有效解决高炉风口频繁烧损。
技术实现思路
为了解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种进一步提高高炉风口使用寿命的。本专利技术的技术方案如下1).高炉风口进行表面共渗合金元素强化，使表面形成铜合金渗层；2).在铜合金表面采用热喷涂法形成表面强化层。所述的共渗合金元素包括Al、Si、Cr、Cu、Fe、W、稀土元素中的一种或一种以上元素组合。所述的热喷涂法为常规的热喷涂法，喷涂材料为陶瓷或金属陶瓷材料。如Al2O3或ZrO2等；所述的金属陶瓷材料为Al2O3+Ni、TiC+Ni或WC+Co等。本专利技术采用常规的热喷涂法，通常包括等离子喷涂法、电弧喷涂法或火焰喷涂法。所述的离子喷涂法工艺条件是喷涂功率18～28kW，工作气体流量N22.0～2.5m3/h、H20.3m3/h，送粉气流量N20.5m3/h，送粉率1～1.5kg/h，粉末粒度160～320目。所述的电弧喷涂法工艺条件是电弧电压30～40V，工作电流100～250A，压缩空气0.4～0.55MPa。所述的火焰喷涂法工艺条件是火焰温度2700～3200℃，基体表面温度260～320℃，微粒速度50～130m/s。本专利技术的方法即可避免高温时涂层脱落的现象，又可以弥补多元共渗层耐高温性差、硬度低、热疲劳性差等缺陷。在不影响基体导热能力的前提下，发挥基体优良导热能力和强化表面的协同作用，从而提高风口使用寿命。同时在提高高炉炼铁生产经济效益方面具有重要的工程应用前景，进而为材料的表面强化理论与技术发展提供理论基础及试验依据。具体实施例方式实施例1在高炉风口的表面进行共渗合金元素强化，共渗元素为Cu-Al-Fe、Cu-Al-Fe-W或Cu-Al-Fe-W+稀土元素或Al-Si-Cr或Al-Si-Cr+稀土元素，共渗温度600～900℃，保温时间3～10h；再采用等离子弧喷涂等离子喷涂Al2O3工艺参数如下功率20～25kW，工作气体流量N22.5m3/h、H20.3m3/h，送粉气流量N20.5m3/h，送粉率1～1.5kg/h，粉末粒度220～320目。涂层结合强度约60～90N/mm2。实施例2采用实施例1的高炉风口的表面进行共渗合金元素强化，等离子喷涂ZrO2工艺参数如下功率22～28kW，工作气体流量N22.0m3/h、H20.3m3/h，送粉气流量N20.6m3/h，送粉率1kg/h，粉末粒度160～320目。涂层结合强度约60～90N/mm2。实施例3采用实施例1的高炉风口的表面进行共渗合金元素强化，等离子喷涂Al2O3+Ni或TiC+Ni或WC+Co工艺参数如下功率18～24kW，工作气体流量N22.0m3/h、H20.3m3/h，送粉气流量N20.6m3/h，送粉率1kg/h，粉末粒度140～260目。涂层结合强度约60～90N/mm2。实施例4在高炉风口的表面进行共渗合金元素强化，共渗元素为Cu-Al-Fe或Cu-Al-Fe-W或Cu-Al-Fe-W+稀土元素或Al-Si-Cr或Al-Si-Cr+稀土元素，共渗温度600～900℃，保温时间3～10h；再采用电弧喷涂工艺，喷涂陶瓷(例如Al2O3、ZrO2)或金属陶瓷材料(例如Al2O3+Ni、TiC+Ni、WC+Co)参数如下电弧电压30～40V，工作电流100～250A，压缩空气0.4～0.55MPa；涂层结合强度约10～40N/mm2。实施例5在高炉风口的表面进行共渗合金元素强化，共渗元素为Cu-Al-Fe或Cu-Al-Fe-W或Cu-Al-Fe-W+稀土元素或Al-Si-Cr或Al-Si-Cr+稀土元素，共渗温度600～900℃，保温时间3～10h；再采用火焰喷涂火焰喷涂陶瓷(例如Al2O3、ZrO2)或金属陶瓷材料(例如Al2O3+Ni、TiC+Ni、WC+Co)工艺参数如下火焰温度2500～3500℃，基体表面温度260～320℃，微粒速度50～130m/s。喷涂厚度约0.1～5mm，涂层结合强度约5～30N/mm2本专利技术并不局限于实施例中所描述的技术，它的描述是说明性的，并非限制性的，本专利技术的权限由权利要求所限定，基于本
人员依据本专利技术所能够变化、重组等方法得到的与本专利技术相关的技术，都在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.一种，其特征是包括步骤如下1)高炉风口进行表面共渗合金元素强化，使表面形成铜合金渗层；2)在铜合金表面采用热喷涂法形成表面强化层。2.如权利要求1所述的，其特征是所述的共渗合金元素包括Al、Si、Cr、Cu、Fe、W、稀土元素中的一种或一种以上元素组合。3.如权利要求1所述的，其特征是所述的热喷涂法为常规的热喷涂法，喷涂材料为陶瓷或金属陶瓷材料。4.如权利要求3所述的，其特征是所述的陶瓷为Al2O3或ZrO2；所述的金属陶瓷材料为Al2O3+Ni、TiC+Ni或WC+Co。5.如权利要求3所述的，其特征是所述的常规的热喷涂法包括等离子喷涂法、电弧喷涂法或火焰喷涂法。6.如权利要求4所述的，其特征是所述的离子喷涂法工艺条件是喷涂功率18～28kW，工作气体流量N22.0～2.5m3/h、H20.3m3/h，送粉气流量N20.5m3/h，送粉率1～1.5kg/h，粉末粒度160～320目。7.如权利要求4所述的，其特征是所述的电弧喷涂法工艺条件是电弧电压30～40V，工作电流100～250A，压缩空气0.4～0.55MPa。8.如权利要求4所述的，其特征是所述的火焰喷涂法工艺条件是火焰温度2700～3200℃，基体表面温度260～320℃，微粒速度50～130m/s。全文摘要本专利技术涉及。本专利技术的技术方案是高炉风口进行表面共渗合金元素强化，使表面形成铜合金渗层；在铜合金表面采用热喷涂法形成表面强化层。本专利技术的方法即可避免高温时涂层脱落的现象，又可以弥补多元共渗层耐高温性差、硬度低、热疲劳性差等缺陷。在不影响基体导热能力的前提下，发挥基体优良导热能力和强化表面的协同作用，从而提高风口使用寿命。同时在提高高炉炼铁生产经济效益方面具有重要的工程应用前景，进而为材料的表面强化理论与技术发展提供理论基础及试验依据。文档编号C23C4/10GK1974847SQ20061013015公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月14日 优先权日2006年12月14本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高炉风口表面强化方法，其特征是包括步骤如下： １）高炉风口进行表面共渗合金元素强化，使表面形成铜合金渗层； ２）在铜合金表面采用热喷涂法形成表面强化层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李云涛，张建，褚亮，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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