專利名稱：鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂涂層材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂涂層材料、粉芯絲材及其制備方法，該涂 層材料主要可用于裙罩、移動煙罩、固定煙罩和尾部煙罩等轉(zhuǎn)爐煙罩的表面防護。
背景技術(shù)：
煉鋼車間轉(zhuǎn)爐煙罩包括裙罩、移動煙罩、固定煙罩和尾部煙罩等，起著收集、冷卻與 輸送煙氣等多方面的作用。
轉(zhuǎn)爐煙罩所處工況惡劣，煙氣溫度高達1100-140(TC，轉(zhuǎn)爐吹煉生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生含 大量C0、 C02、 N2、 S、 02、 H2、 PA、 Mg0、 Si02、 Ca0、 Fe0、 FeA等物質(zhì)的高溫爐氣、粉塵， 極易使煙罩管壁產(chǎn)生高溫氧化腐蝕和沖蝕磨損。多種因素(如低周交變熱應(yīng)力、高溫氧化、 高溫腐蝕、煙氣沖刷、工質(zhì)水及其循環(huán)因素)的復(fù)合作用是煙罩產(chǎn)生爆管的原因。
煙罩溫度在一爐接一爐的持續(xù)煉鋼中不停地周期演變；煙罩管子內(nèi)側(cè)水冷與外側(cè)受火 焰作用造成管橫斷面上溫差。這兩種因素導(dǎo)致材料熱疲勞，熱疲勞促使管壁產(chǎn)生裂紋。
轉(zhuǎn)爐煙罩腐蝕是由于煙罩水冷系統(tǒng)所用碳鋼管材因酸類物質(zhì)水化侵襲引起的，高溫煙 氣中S02及S03含量較高時會發(fā)生嚴重腐蝕。
沖蝕是因轉(zhuǎn)爐煙氣攜帶大量固體渣粒引起的。這些固體顆粒，大部分為氧化鐵， 一小 部分是氧化鈣、氧化錳、氧化硅，質(zhì)地都很堅硬。當這些堅硬顆粒以高達35-45m/s的速度 從轉(zhuǎn)爐中排出時，煙罩外表面受到猛烈沖擊，使管表面氧化鐵層脫落。露出的金屬表面重 新形成氧化亞鐵，但隨后又被沖掉，再露出金屬表面生成氧化亞鐵再被沖掉，如此反復(fù)， 管壁越來越來薄。
因此，轉(zhuǎn)爐煙罩冷卻水管表面的涂層需要具有很好的耐高溫氧化、冷熱疲勞，抗煙氣 腐蝕、濺渣沖蝕性能，現(xiàn)有技術(shù)下的涂層材料還不能很好地滿足這些要求。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂涂層材料，還提供了一種采用這種涂層材料的粉芯絲材，這種材料經(jīng)過熱噴涂可以使轉(zhuǎn)爐煙罩冷卻水 管表面形成耐高溫氧化、冷熱疲勞，抗煙氣腐蝕、濺渣沖蝕等性能良好的涂層，以對煙罩 表面起到良好的保護作用，并可以防止冷卻水管爆裂。
本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是 一種鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂涂層材料，由下 列各原料按比例混合而成CrB2合金粉40—60X (質(zhì)量比，下同)，Ni粉16—24X， Mo粉 12 — 16%， Nb粉7 —10%， Si粉l一3%， Al粉3—7%， Fe粉l一12%。
一種鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂粉芯絲材，包括粉芯和包裹粉芯的外皮，所述粉芯由 下列各原料按比例混合而成CrB2合金粉40—60% (質(zhì)量比，下同)，Ni粉16—24%， Mo 粉12 — 16%， Nb粉7 —10%， Si粉l—3%, Al粉3 —7%, Fe粉l —12%。
一種鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂粉芯絲材的制備方法，包括下列步驟
(1) 取Ni粉、Mo粉、Nb粉、Si粉、Al粉和Fe粉(其中Al粉和Fe粉應(yīng)經(jīng)過鎳包 覆)，按比例要求稱重，其中上述各種原料在粉芯中的質(zhì)量比為Ni粉16—24X， Mo粉12 —16%， Nb粉7 — 10X， Si粉l一3%， Al粉3—7%， Fe粉l一12%;
(2) 取塊狀CrB2進行氣流粉碎，經(jīng)篩選和團聚形成符合要求的CrB2粉，按比例要求 稱重，CrB2合金粉在粉芯中的質(zhì)量比為40—60%;
(3) 將步驟(1)和(2)形成的各粉料混合；
(4) 將步驟(3)混合的物料進行烘干；
(5) 以不銹鋼帶制作外皮，將該不銹鋼帶進行剪裁、表調(diào)和烘干后上線，經(jīng)成型輥 彎曲成U形槽；
(6) 將步驟(4)配制好的粉芯混合料，依32%—42%的加粉系數(shù)用送粉器進行加 粉，填充到外皮的U形槽中；
(7) 合接口采用成型輥將填充后的外皮U形槽封閉；
(8) 通過拉拔或軋絲方式將封閉后的絲材逐級減徑，每次約減徑0.2mm,最終形成 (J)2.0mm的成品絲材；
(9) 將成品絲材繞制成出廠所需的盤狀，經(jīng)計量和包裝后形成可以出廠的產(chǎn)品。本發(fā)明的有益效果是通過電弧噴涂技術(shù)在轉(zhuǎn)爐煙罩冷卻水管壁制作厚0. 4-0. 6mm的涂 層，其技術(shù)指標為洛氏硬度》60服C，結(jié)合強度》55MPa，相對耐耐磨性Q235鋼的 18倍，工作溫度120(TC以下，熱震穩(wěn)定性80(TC至室溫循環(huán)15次涂層無變化，涂層的 750。C抗高溫氧化性102G鋼的36倍；涂層的750'C抗熱腐蝕(硫化物腐蝕)性能102G 鋼的28倍。由于本發(fā)明各組份的配合得當，形成的涂層具有良好的耐高溫氧化、冷熱疲勞、 抗高溫煙氣腐蝕、濺渣沖蝕的作用，大大提高轉(zhuǎn)爐煙罩的使用壽命。本發(fā)明也可以用于其 他類似場合下的表面防護。


附圖是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涂層材料的原料優(yōu)選配比為CrB2合金粉45—50X, Ni粉18—21X， Mo粉13 —15%, Nb粉8—9%， Si粉1.5—2.5%, Al粉4—6%， Fe粉2. 5—4.5%。 下面，給出幾種配比列實施例
實施例l: CrB2合金粉40X， Ni粉24X， Mo粉12X， Nb粉10X， Si粉lX， Al粉7 %， Fe粉6X。
實施例2: CrB2合金粉60X， Ni粉16X， Mo粉12X， Nb粉7X， Si粉lX， Al粉3 % ， Fe粉1 % 。
實施例3: CrB2合金粉47X， Ni粉16X， Mo粉16X，恥粉7%， Si粉3X， Al粉3 %， Fe粉8X。
實施例4: CrB2合金粉48X， Ni粉19X， Mo粉12X， Nb粉10X， Si粉lX， Al粉7 %， Fe粉30/。。
實施例5: CrB2合金粉59X， Ni粉24X， Mo粉12X， Nb粉7X， Si粉lX， Al粉3 %， Fe粉12%。
實施例6: CrB2合金粉45X, Ni粉20X， Mo粉12X， Nb粉10X， Si粉lX， Al粉 7%， Fe粉5X。實施例7: CrB2合金粉48X， Ni粉19.5%， Mo粉14X， Nb粉8.5%， Si粉2X， Al 粉5%， Fe粉3X。
實施例8: CrB2合金粉45X， Ni粉21X， Mo粉13X， Nb粉9X， Si粉1.5X， Al粉 6%， Fe粉4. 5%。
實施例9: CrB2合金粉50X， Ni粉18X， Mo粉15X，恥粉8%， Si粉2. 5%， Al粉
4%， Fe粉2.5X。
所述粉CrB2的粒徑優(yōu)選為45-75 u m，其它粉體的粒徑優(yōu)選38 u m以下。 所述Al粉和Fe粉優(yōu)選鎳包覆粉體。
本發(fā)明的粉芯絲材中的粉芯采用上述涂層材料。
所述粉芯絲材中的粉芯與外皮的質(zhì)量比一般為32-42%，例如32%、 35%、 38%、 40 %、 42%等。
本發(fā)明的制備方法可以參見附圖，包括下列步驟
(1) 取符合要求的Ni粉、Mo粉、Nb粉、Si粉、Al粉和Fe粉(其中Al粉和Fe粉 應(yīng)經(jīng)過鎳包覆)，按比例要求稱重；
(2) 取塊狀進CrB2行氣流粉碎，經(jīng)篩選和團聚形成符合要求的CrB2粉，按比例要求
稱重；
(3) 將步驟(1)和(2)形成的各粉料混合，可采用VH-500型混合機混合30分鐘
左右；
(4) 將步驟(3)混合的物料進行烘干，可釆用RGY-36-l型烘干機烘干2小時，烘 干溫度180度；
(5) 以不銹鋼帶制作外皮，優(yōu)選308不銹鋼帶，優(yōu)選厚0. 35mmX寬16. 5mm的不銹 鋼帶(指剪裁后寬度)，依現(xiàn)有技術(shù)進行剪裁、表調(diào)和烘干后上線，經(jīng)成型輥彎曲成U形槽;
(6) 將步驟(4)配制好的粉芯混合料，依要求的加粉系數(shù)(粉芯與外皮的質(zhì)量比) 用送粉器進行加粉，填充到外皮的U形槽中；
(7) 合接口采用成型輥將填充后的外皮U形槽封閉；(8) 通過拉拔或軋絲方式將封閉后的絲材逐級減徑，每次約減徑0.2mm，最終形成 4) 2.0mm的成品絲材；
(9) 將成品絲材繞制成出廠所需的盤狀，經(jīng)計量和包裝后形成可以出廠的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂涂層材料，其特征在于由下列各原料按比例混合而成CrB2合金粉40-60％，Ni粉16-24％，Mo粉12-16％，Nb粉7-10％，Si粉1-3％，Al粉3-7％，F(xiàn)e粉1-12％。
2. 如權(quán)利要求1所述的鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂涂層材料，其特征在于所述原料配 比為CrB2合金粉45 — 50%， Ni粉18—21%, Mo粉13—15%， Nb粉8—9X， Si粉1. 5 —2.5%, A1粉4一6X， Fe粉2. 5—4. 5%。
3. 如權(quán)利要求l或2所述的鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂涂層材料，其特征在于所述CrB2 粉的粒徑為45-75 u m，其它粉體的粒徑為38 P m以下，所述Al粉和Fe粉采用鎳包覆粉體。
4. 一種鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂粉芯絲材，其特征在于包括粉芯和包裹粉芯的外 皮，所述粉芯由下列各原料按比例混合而成CrB2合金粉45 — 60% (質(zhì)量比，下同)，Ni 粉16—24%， Mo粉12 — 16%, Nb粉7 — 10X, Si粉l — 3X， A1粉3 — 7X， Fe粉l一12 %。
5. 如權(quán)利要求4所述的鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂粉芯絲材，其特征在于所述粉芯的 原料配比為CrB2合金粉45 — 50%， Ni粉18—21X， Mo粉13 — 15X， Nb粉8—9X， Si 粉1.5—2. 5%， Al粉4一6%， Fe粉2. 5—4.5% 。
6. 如權(quán)利要求4所述的鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂粉芯絲材，其特征在于所述CrB2粉 的粒徑為45-75um,其它粉體的粒徑為38um以下，所述Al粉和Fe粉采用鎳包覆粉體。
7. 如權(quán)利要求5所述的鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂粉芯絲材，其特征在于所述CrB2粉 的粒徑為45-75 um，其它粉體的粒徑為38pm以下，所述Al粉和Fe粉采用鎳包覆粉體。
8. 如權(quán)利要求4、 5、 6、或7所述的鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂粉芯絲材，其特征在 于所述粉芯與所述外皮的質(zhì)量比為32-42%。
9. 一種鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂粉芯絲材的制備方法，包括下列步驟(1)取Ni粉、Mo粉、Nb粉、Si粉、Al粉和Fe粉(其中Al粉和Fe粉應(yīng)經(jīng)過鎳包 覆)，按比例要求稱重，其中上述各種原料在粉芯中的質(zhì)量比為Ni粉16—24X， Mo粉12一16%， Nb粉7 — 10X， Si粉l一3X， Al粉3—7%， Fe粉l一12^;(2) 取塊狀CrB2進行氣流粉碎，經(jīng)篩選和團聚形成符合要求的粉CrB2，按比例要求 稱重，CrB2合金粉在粉芯中的質(zhì)量比為45 — 60X;(3) 將步驟(1)和(2)形成的各粉料混合；(4) 將步驟(3)混合的物料進行烘干；(5) 以不銹鋼帶制作外皮，將該不銹鋼帶進行剪裁、表調(diào)和烘干后上線，經(jīng)成型輥彎曲成U形槽；(6) 將步驟(4)配制好的粉芯混合料，依32%—42%的加粉系數(shù)用送粉器進行加 粉，填充到外皮的U形槽中；(7) 合接口采用成型輥將填充后的外皮U形槽封閉；(8) 通過拉拔或軋絲方式將封閉后的絲材逐級減徑，每次約減徑0.2mm，最終形成c])2.0鵬的成品絲材；(9) 將成品絲材繞制成出廠所需的盤狀，經(jīng)計量和包裝后形成可以出廠的產(chǎn)品。
10.如權(quán)利要求9所述的鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂粉芯絲材的制備方法，其特征在于 在步驟(3)中采用VH-500型混合機混合30分鐘，步驟(4)中采用RGY-36-1型烘干機烘 干2小時，烘干溫度為180度。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋼廠轉(zhuǎn)爐煙罩防護用熱噴涂涂層材料、粉芯絲材及其制備方法。該熱噴涂涂層材料由下列各原料按比例混合而成CrB₂合金粉40-60％，Ni粉16-24％，Mo粉12-16％，Nb粉7-10％，Si粉1-3％，Al粉3-7％，F(xiàn)e粉1-12％，該粉芯絲材包括粉芯和包裹粉芯的外皮，所述粉芯采用上述涂層材料，該粉芯絲材的制備方法主要是比例稱取上述各種粉體，經(jīng)混合后烘干，將不銹鋼帶制成U型槽，將粉芯材料填充到該U形槽中，合接口后通過拉拔或軋絲方式逐級減徑，最終形成φ2.0mm的成品絲材。這種材料經(jīng)過熱噴涂可以在轉(zhuǎn)爐煙罩冷卻水管表面形成耐高溫氧化、冷熱疲勞，抗煙氣腐蝕、濺渣沖蝕等性能良好的涂層，以對煙罩表面起到良好的保護作用，并可以防止冷卻水管爆裂。
文檔編號C23C4/04GK101319299SQ200810116960
公開日2008年12月10日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者曾德福 申請人:北京球冠科技有限公司