專利名稱：一種坩堝表面涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)試驗(yàn)室煉制焦炭用的合金鋼坩堝進(jìn)行表面處理的方法，具體地說(shuō)是一種坩堝表面涂層的方法。
背景技術(shù)：
隨著高爐強(qiáng)化冶煉技術(shù)的推廣應(yīng)用，焦炭在高爐內(nèi)的骨架作用愈來(lái)愈受到煉鐵和焦化工作者的共同關(guān)注。影響焦炭熱性質(zhì)的因素很多，在煉焦工藝固定時(shí)，選擇和應(yīng)用煉焦煤，并進(jìn)行合理配煤是提高焦炭高溫冶金熱性能的主要途徑。
目前由于各焦化廠常用的煉焦單種煤品種多，數(shù)量大，常常采用煉制坩堝焦炭的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，以對(duì)單種煤焦炭、不同配比配煤的焦炭熱性質(zhì)作出評(píng)價(jià)，可優(yōu)化選擇配煤方案，為制定合理的生產(chǎn)配煤方案提供依據(jù)。焦炭是將煤在高溫條件下隔絕空氣進(jìn)行干餾后的產(chǎn)物，
煉制坩堝焦的溫度通常是1000±50°C，試驗(yàn)中用來(lái)煉焦的坩堝有剛玉坩堝和合金鋼坩堝。用剛玉坩堝，煉焦后剛玉坩堝內(nèi)外表面都比較光滑，無(wú)明顯損壞，但剛玉坩堝在使用過(guò)程中容易產(chǎn)生裂紋或破裂；用合金鋼坩堝，煉焦后合金鋼坩堝內(nèi)表面被煤粉或焦粉隔絕了空氣的部份比較光滑，無(wú)明顯損壞，在合金鋼坩堝上面入口部分有氧化鐵皮；外表面在使用過(guò)程中，形成很厚的、疏松的氧化層，有大量脫皮、剝落現(xiàn)象，導(dǎo)致坩堝壁厚薄嚴(yán)重不均，出現(xiàn)漏洞。因此剛玉坩堝或合金鋼柑堝經(jīng)常需要更換，琳?qǐng)迨褂脡勖?，試?yàn)消耗成本高。因此解決坩堝表面的耐高溫和耐氧化問(wèn)題一直是煉焦技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種坩堝表面涂層的方法，它可以解決坩堝表面的耐高溫和耐氧化問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括以下步驟(1 )、將鋼坩堝用稀鹽酸浸泡除銹，然后用水沖洗干凈；(2)、將坩堝浸泡在丙酮溶液中進(jìn)行除油；
(3 )、在丙酮中浸泡完后，取出再次放入流動(dòng)的自來(lái)水中進(jìn)行沖洗，至坩堝表面光潔；
(4)、將鋼坩堝放入用NaN03、 003和KMn04配制的混合水溶液中進(jìn)行浸泡；
(5 )、坩堝放入用工業(yè)純鋁融化成的熔鋁中進(jìn)行鋁浴，然后取出坩堝進(jìn)行冷卻；
(6)、將坩堝放入空氣加熱爐中進(jìn)行加熱擴(kuò)散處理，然后出爐，放在空氣中冷卻即可。
本發(fā)明較好的技術(shù)方案是鋁浴時(shí)鋁浴溫度為720-760°C，坩堝在鋁浴中浸渡20-50分鐘，表面形成一層均勻、光亮滲鋁層后，取出坩堝進(jìn)行冷卻；進(jìn)行加熱擴(kuò)散處理時(shí)，空氣加熱爐的溫度為900-980°C，熱擴(kuò)散處理擴(kuò)散處理的時(shí)間為4-6小時(shí)；所述的混合水溶液中NaN03、Cr03和KMn04的質(zhì)量百分比濃度分別為0.4%， 0.2°/。，0.05%。
本發(fā)明將剛玉坩堝和合金鋼坩堝的優(yōu)良特性結(jié)合起來(lái)，對(duì)合金鋼坩堝采用表面強(qiáng)化處理技術(shù)，在合金鋼坩堝表面形成A1203保護(hù)層；鐵鋁合金在高溫下與空氣中的氧作用，在坩堝表面形成一層致密而堅(jiān)固的保護(hù)膜，能有效的保護(hù)內(nèi)部基體不被氧化，增強(qiáng)抗高溫氧化能力和耐腐蝕能力，使合金鋼坩堝具有不易破損、不易產(chǎn)生裂紋，耐急冷急熱的性能，大大延長(zhǎng)坩堝使用壽命，提升了試驗(yàn)裝置性能，為試驗(yàn)研究工作順利開展創(chuàng)造了有利條件。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例1
一材料準(zhǔn)備
41基體合金鋼坩堝2涂層材料
工業(yè)純鋁純度>95%;
NaN03:化學(xué)純Cr03:化學(xué)純KMn04:化學(xué)純
二涂層制作方法
1將合金鋼坩堝用10%稀鹽酸浸泡10 30分鐘，進(jìn)行除銹；
2取出合金鋼坩堝放入流動(dòng)的自來(lái)水中沖洗，用pH試紙檢測(cè)水的酸
性，使沖洗后水的pH值同自來(lái)水pH值；3將用水沖洗干凈的坩堝取出后浸泡在丙酮溶液中進(jìn)行除油，浸泡裝
置置于抽風(fēng)櫥內(nèi)；
4在丙酮中浸泡一定時(shí)間，取出再次放入流動(dòng)的自來(lái)水中進(jìn)行沖洗，至坩堝表面光潔；
5取出合金鋼坩堝放入用質(zhì)量百分比0.4%的NaN03， 0.2%的Cr03
和0.05%的KMn04配制的混合水溶液中，浸泡5-10分鐘進(jìn)行預(yù)處
理，用電吹風(fēng)吹干；6將預(yù)處理后的坩堝放入用工業(yè)純鋁融化成的鋁浴中；7鋁浴溫度72(TC，坩堝在鋁浴中浸渡20-50分鐘，表面形成一層均
勻、光亮滲鋁層后，取出坩堝進(jìn)行冷卻。8將坩堝放入90(TC的空氣加熱爐中進(jìn)行加熱擴(kuò)散處理。9擴(kuò)散處理4小時(shí)，關(guān)閉加熱爐電源，待爐子冷至60(TC后，坩堝出
爐，放在空氣中冷卻即可。10將表面復(fù)合鋁涂層后的合金鋼坩堝用于實(shí)驗(yàn)室煉制坩堝焦炭。由
于坩堝表層由致密連續(xù)無(wú)空隙的Al203層及鋁鐵化合物相組成，使坩
堝具有耐高溫氧化和耐腐蝕的性能，并且該表面涂層硬度大、強(qiáng)度高、
耐磨性好。
實(shí)施例2
其它步驟同實(shí)施例l，其中鋁浴時(shí)鋁浴溫度為760°C，進(jìn)行加熱擴(kuò)散處理時(shí)，空氣加熱爐的溫度為900-980°C,熱擴(kuò)散處理擴(kuò)散處理
的時(shí)間為6小時(shí)。
實(shí)施例3
其它步驟同實(shí)施例1，其中鋁浴時(shí)鋁浴溫度為740°C，進(jìn)行加熱擴(kuò)散處理時(shí)，空氣加熱爐的溫度為95(TC，熱擴(kuò)散處理擴(kuò)散處理的時(shí)間為5小時(shí)。
權(quán)利要求
1、一種坩堝表面涂層的方法，它包括以下步驟(1)、將鋼坩堝用稀鹽酸浸泡除銹，然后用水沖洗干凈；(2)、將坩堝浸泡在丙酮溶液中進(jìn)行除油；(3)、在丙酮中浸泡完后，取出再次放入流動(dòng)的自來(lái)水中進(jìn)行沖洗，至坩堝表面光潔；(4)、將鋼坩堝放入用NaNO3、CrO3和KMnO4配制的混合水溶液中進(jìn)行浸泡；(5)、坩堝放入用工業(yè)純鋁融化成的熔鋁中進(jìn)行鋁浴，然后取出坩堝進(jìn)行冷卻；(6)、將坩堝放入空氣加熱爐中進(jìn)行加熱擴(kuò)散處理，然后出爐，放在空氣中冷卻即可。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種坩堝表面涂層的方法，其中鋁浴時(shí)鋁浴溫度為720-760°C，坩堝在鋁浴中浸渡20-50分鐘，表面形成一層均勻、光亮滲鋁層后，取出坩堝進(jìn)行冷卻。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種坩堝表面涂層的方法，其中進(jìn)行加熱擴(kuò)散處理時(shí)，空氣加熱爐的溫度為900-980°C，熱擴(kuò)散處理擴(kuò)散處理的時(shí)間為4-6小時(shí)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種坩堝表面涂層的方法，其中所述的混合水溶液中NaN03、 003和KMn04的質(zhì)量百分比濃度分別為0.4%, 0.2%, 0.05%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種坩堝表面涂層的方法。它包括以下步驟(1)將鋼坩堝用稀鹽酸浸泡除銹、洗干凈；(2)將坩堝浸泡在丙酮溶液中除油；(3)在丙酮中浸泡完后，取出再次放入流動(dòng)的自來(lái)水中進(jìn)行沖洗；(4)將鋼坩堝放入用NaNO₃、CrO₃和KMnO₄配制的混合水溶液中進(jìn)行浸泡；(5)坩堝放入用工業(yè)純鋁融化成的熔鋁中進(jìn)行鋁浴，然后進(jìn)行冷卻；(6)將坩堝放入空氣加熱爐中進(jìn)行加熱擴(kuò)散處理，然后出爐，放在空氣中冷卻即可。本發(fā)明使合金鋼坩堝具有不易破損、不易產(chǎn)生裂紋，耐急冷急熱的性能，大大延長(zhǎng)坩堝使用壽命，提升了試驗(yàn)裝置性能，為試驗(yàn)研究工作順利開展創(chuàng)造了有利條件。
文檔編號(hào)C23C10/00GK101671807SQ200910272308
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者冀漢巍, 劉尚超, 宋子逵, 張前香, 張雪紅, 薛改鳳, 聞向東, 鵬 陳, 茹 項(xiàng), 鮑俊芳 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司