專(zhuān)利名稱(chēng)：在高爐風(fēng)口表面利用自蔓延敷置陶瓷防護(hù)層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，特別是在高爐風(fēng)口表面利用自蔓延的方法敷置陶瓷防護(hù)層的 技術(shù)。
背景技術(shù)：
高爐風(fēng)口小套是高爐進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)中的重要設(shè)備，同時(shí)也是煉鐵高爐易損關(guān)鍵部件，它擔(dān)負(fù) 著將熱風(fēng)送進(jìn)高爐內(nèi)的任務(wù)，現(xiàn)在高爐風(fēng)口所處的環(huán)境很惡劣，它處在2000 'C以上的高溫 爐缸內(nèi)，承受高溫區(qū)的輻射和對(duì)流熱沖擊，風(fēng)口前端受到1500 。C左右的液態(tài)渣鐵和高速循環(huán)運(yùn) 動(dòng)的熾熱物料的沖刷,風(fēng)口內(nèi)通過(guò)900 °C 1 300 'C的熱風(fēng),同時(shí)在燃燒循環(huán)區(qū)又受到強(qiáng)烈的 氧化作用和微量元素對(duì)風(fēng)口的浸潤(rùn)，當(dāng)溫度高于銅開(kāi)始強(qiáng)烈氧化的溫度甚至高達(dá)銅的熔點(diǎn) 時(shí)，風(fēng)口被破壞。此外在噴吹煤粉條件下還受到煤粉的高速磨損，這些不利因素都加劇了風(fēng)口 破損。
雖然，各鋼廠(chǎng)及研究機(jī)構(gòu)都做了大量的嘗試，但是高爐風(fēng)口還存在著各種問(wèn)題，如，使 用壽命不夠長(zhǎng)，或者加工成本高等。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種在高爐風(fēng)口表面利用自蔓延敷置陶瓷防護(hù)層的方法。 本文明方法與傳統(tǒng)的工藝相比具有設(shè)備簡(jiǎn)單、節(jié)約能源、制造成本低廉、機(jī)械性能高、穩(wěn)定 性好，使用壽命長(zhǎng)。
本發(fā)明通過(guò)如下機(jī)理實(shí)現(xiàn)采用在風(fēng)口前端使用自蔓延的方法形成結(jié)合過(guò)渡區(qū)的金屬陶 瓷涂層，其基本特點(diǎn)是利用能夠發(fā)生高效熱反應(yīng)的原料反應(yīng)時(shí)放出的熱使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，只 要點(diǎn)燃就可自動(dòng)進(jìn)行，特別適合于制備某些高熔點(diǎn)陶瓷和金屬間化合物，從而達(dá)到合成與制 備材料的目的。由于單純自蔓延合成材料本身高硬度和高脆性很難單獨(dú)使用，必須使其和金 屬基相連接才可使用，自蔓延法制備功能梯度涂層具有節(jié)能省時(shí)、成本低廉、設(shè)備簡(jiǎn)單和操 作方便等優(yōu)點(diǎn)。
選擇A1粉、CuO粉混合物為自蔓延反應(yīng)的原料，涂覆在風(fēng)口表面，'經(jīng)點(diǎn)燃后，反應(yīng)放 出熱量，使液相Al和液相CuO間的擴(kuò)散傳質(zhì)和熱能傳遞能夠在較短的時(shí)間內(nèi)充分發(fā)生，燃 燒波過(guò)后，隨溫度下降熔體中的各相依次形核、長(zhǎng)大、析出、聚集，最終在金屬銅表面形成 冶金結(jié)合過(guò)渡區(qū)的金屬陶瓷涂層。
采用自蔓延高溫合成的方法在風(fēng)口 Cu基體上合成出的CU-A1203體系耐高溫隔熱材料，這種材料具有導(dǎo)熱系數(shù)較小、耐熱和隔熱效果好、強(qiáng)度高，而且制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、 節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，在提高風(fēng)口壽命方面具有很好的應(yīng)用前景。 本發(fā)明的處理方法包括以下步驟
1、 利用箱式噴砂機(jī)或射吸式自回收循環(huán)噴砂機(jī)，多角冷硬鑄鐵砂、剛玉砂或石英砂噴砂 材料對(duì)銅風(fēng)口表面進(jìn)行表面噴砂，使其表面粗糙；
2、 將100目~300目鋁粉、氧化銅粉按照重量百分比1~4: 1~6的比例配料后放入烘箱或 箱式電阻爐干燥5 12個(gè)小時(shí)；
3、 將風(fēng)口小套欲涂覆陶瓷粉末的部位減薄3 5mm;
4、 在風(fēng)口內(nèi)部沿平行或垂直與風(fēng)口方向均勻固定3 15圈發(fā)熱電阻絲；
5、 將烘干后的鋁粉和氧化銅粉與2~6城％的粘結(jié)劑(聚醛樹(shù)脂或聚乙烯醇或水玻璃等) 均勻混合，然后將混合粉末調(diào)成糊狀，均勻涂覆在表面處理后的風(fēng)口表面，涂覆的厚度為 3mm 5mm5
6、 在涂覆后的粉末某處集中加入3 5g氯酸鉀點(diǎn)火劑粉末；
7、 將電阻絲通電3 20分鐘后，停止通電，點(diǎn)燃點(diǎn)火劑粉末，引發(fā)粉末的自蔓延反應(yīng)， 隨后自然冷卻；
依本發(fā)明的方法處理的高爐風(fēng)口表面滲透合金層厚度達(dá)到3 5mrn，壽命可達(dá)原來(lái)壽命的 4~6倍。
具體實(shí)施例方式
例1:在高爐風(fēng)口前端使用自蔓延的方法形成結(jié)合過(guò)渡區(qū)CU-Al203涂層，稱(chēng)取純y 99.5%
粒度約250目的鋁粉180g，純度99.5%粒度小于250目的氧化銅粉270g，放入 JTMX-SX2-12-10箱式電阻爐中12(TC烘千5個(gè)小時(shí)，利用箱式噴砂機(jī)將風(fēng)口前端表面噴砂， 并在風(fēng)口內(nèi)部纏繞型號(hào)CN66M288089的電阻絲，將烘干后的粉末聚乙烯醇混合攪拌，在風(fēng) 口前端表面均勻涂覆5mm，在引燃區(qū)域鋪一層3g氯酸鉀；將電阻絲通電6分鐘后，明火點(diǎn) 燃氯酸鉀和硫粉的混合物，引發(fā)自蔓延反應(yīng)，涂層的結(jié)合強(qiáng)度約為85~95N/mm2。
例2:稱(chēng)取純度為99.5%粒度為200目的鋁粉200g,純度99%粒度200目的氧化銅粉250g， 放入烘箱中12(TC烘干8小時(shí)，利用箱式噴砂機(jī)將風(fēng)口前端表面噴砂，并在風(fēng)口內(nèi)部纏繞型 號(hào)CN66M288089的電阻絲，將烘干后的粉末與聚醛樹(shù)脂混合攪拌，在風(fēng)口前端表面均勻涂 覆4mm，在引燃區(qū)域鋪一層氯酸鉀和硫粉的混合物；將電阻絲通電10分鐘后，明火點(diǎn)燃5g 氯酸鉀，引發(fā)自蔓延反應(yīng)，涂層的結(jié)合強(qiáng)度約為90~95N/mm2。
例3:稱(chēng)取純度為99.5%粒度為300目的鋁粉220g,純度99%粒度300目的氧化銅粉230g，放入烘箱中12(TC烘干10小時(shí)，利用箱式噴砂機(jī)將風(fēng)口前端表面噴砂，并在風(fēng)口內(nèi)部纏繞型 號(hào)CN66M288089的電阻絲，將烘干后的粉末與聚乙烯醇混合攪拌，在風(fēng)口前端表面均勻涂 覆5mm，在引燃區(qū)域鋪一層4g氯酸鉀；將電阻絲通電15分鐘后，明火點(diǎn)燃氯酸鉀和硫粉的 混合物，引發(fā)自蔓延反應(yīng)，涂層的結(jié)合強(qiáng)度約為90~100N/mm2。
權(quán)利要求
1、一種高爐風(fēng)口表面利用自蔓延敷置陶瓷防護(hù)層的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)利用箱式噴砂機(jī)或射吸式自回收循環(huán)噴砂機(jī)，多角冷硬鑄鐵砂、剛玉砂或石英砂噴砂材料對(duì)銅風(fēng)口表面進(jìn)行表面噴砂，使其表面粗糙；(2)將100目～300目鋁粉、氧化銅粉按重量百分比1～4∶1～6的比例配料后放入烘箱或箱式電阻爐干燥5～12個(gè)小時(shí)；(3)將風(fēng)口小套欲涂覆陶瓷粉末的部位減薄3～5mm；(4)在風(fēng)口內(nèi)部沿平行或垂直與風(fēng)口方向均勻固定3～15圈發(fā)熱電阻絲；(5)將烘干后的鋁粉和氧化銅粉與2～6wt％的粘結(jié)劑均勻混合，然后將混合粉末調(diào)成糊狀，均勻涂覆在表面處理后的風(fēng)口表面，涂覆的厚度為3mm～5mm；(6)在涂覆后的粉末某處集中加入3～5g氯酸鉀點(diǎn)火劑粉末；(7)將電阻絲通電3～20分鐘后，停止通電，點(diǎn)燃點(diǎn)火劑粉末，引發(fā)粉末的自蔓延反應(yīng)，隨后自然冷卻。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高爐風(fēng)口表面利用自蔓延敷置陶瓷防護(hù)層的方法，其特征 在于所述的粘結(jié)劑為聚醛樹(shù)脂或聚乙烯醇或水玻璃。
全文摘要
一種高爐風(fēng)口表面利用自蔓延敷置陶瓷防護(hù)層的方法，該方法包括以下步驟進(jìn)行表面噴砂，將鋁粉、氧化銅粉按比例配料后放入烘箱或箱式電阻爐干燥5～12個(gè)小時(shí)；然后將風(fēng)口小套欲涂覆陶瓷粉末的部位減薄3～5mm；在風(fēng)口內(nèi)部沿平行或垂直與風(fēng)口方向均勻固定3～15圈發(fā)熱電阻絲；將烘干后的鋁粉和氧化銅粉與2～6wt％的粘結(jié)劑均勻混合，然后將混合粉末調(diào)成糊狀，均勻涂覆在表面處理后的風(fēng)口表面，在涂覆后的粉末某處集中加入3～5g氯酸鉀點(diǎn)火劑粉末；將電阻絲通電3～20分鐘后，停止通電，點(diǎn)燃點(diǎn)火劑粉末，引發(fā)粉末的自蔓延反應(yīng)，隨后自然冷卻。本發(fā)明的方法處理的高爐風(fēng)口表面滲透合金層厚度達(dá)到3～5mm，壽命可達(dá)原來(lái)壽命的4～6倍。
文檔編號(hào)C04B35/66GK101445380SQ200810246918
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者新 馮, 孫中強(qiáng), 陸彩云 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)東北大學(xué)冶金技術(shù)研究所有限公司