一种适用于高炉风口的表面多元合金共渗工艺

摘要

一种适用于高炉风口的表面多元合金共渗工艺，属于多元合金共渗技术领域，共渗剂按重量配比为100目的Al粉为25~30%、100目的Cr-Fe粉为22~26%、100目的Mo-Fe粉为12~16%、100目的Fe粉为3~6%、Al

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于高炉风口的表面多元合金共渗工艺。

背景技术

炼铁或炼钢高炉是通过其上置的高炉风口向高炉内输送热风的，以提供氧气满足冶炼生铁的需要，其中作为内套风口使用的高炉风口距温度较高的高炉燃烧区较近，高炉风口要承受燃烧区的热辐射和对流的影响，还承受着下降物流的磨损、喷煤粉的磨蚀和燃烧产物及气流的冲刷，以及铁渣的飞溅、铁流的烧熔，高炉风口在这种十分苛刻的条件下，很容易受到损坏，因此高炉风口的使用寿命长短将会直接影响炼铁高炉的运转周期和产品产量以及经济效益。

从高炉风口在工作中的损坏形式来看，都是先从表面开始，因此近年来人们逐渐开始对高炉风口进行表面合金化或表面涂覆，在提高表面强度、硬度、耐磨、耐蚀性的同时又能保持基体的优良的传导性能，从而提高其使用寿命。目前对高炉风口的表面处理通常采用多元合金共渗，也存在多种不同的元合金共渗工艺，但效果并不是很理想，还有待于进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种适用于高炉风口的表面多元合金共渗工艺,它能大大提高纯铜高炉风口的表面耐磨、耐热和抗氧化性能，从而提高高炉风口套的使用寿命。

本发明是这样来实现的，一种适用于高炉风口的表面多元合金共渗工艺，其特征在于所述多元合金是由下述重量配比的原料制成：100目的Al粉为25~30%、100目的Cr-Fe粉为22~26%、100目的Mo-Fe粉为12~16%、100目的Fe粉为3~6%、Al₂O₃粉为>4C1化学纯为1.5~2.5%、氯化稀土粉为1.5~3%。所述共渗工艺包括以下步骤：1）按权利要求1所述的多元合金共渗剂配方配制共渗剂，将物料混合好后，在球磨机中研磨60~90min，使其完全混合均匀后装入渗罐；2）将高炉风口套表面除油、除锈、打磨光洁并用丙酮清洗干燥后埋入渗罐内的渗剂中部，用水玻璃加粘土密封后置于加热炉中；3）将炉温升至300˚C时保温20~30min，然后再升温至500˚C时保温20~30min，最后升温至840˚C~900˚C保温8~10小时，出炉空冷。

本发明的技术效果是：本发明通过改进多元合金共渗剂的配方及其工艺方案，采用铝-铁-铬-钼-稀土等多元合金共渗方法在高炉风口表面制备长效耐磨、耐热和抗氧化的渗层，通过此方案可大大提高纯铜高炉风口的表面耐磨、耐热和抗氧化性能，从而提高高炉风口套的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为本发明高炉风口小套多元合金共渗后表面的扫描电镜图。

具体实施方式

实施例1

采用的表面多元共渗剂的原料及重量配比如下： Al粉 100目 30%、Cr-Fe粉 100目 26%、Mo-Fe粉 100目 16%、Fe粉 100目 3%、Al₂O₃>4C1化学纯>

其制备工艺如下：如图1所示，

1）按以上原料配方配制共渗剂，将物料混合好后，在球磨机中研磨60min，使其完全混合均匀后装入渗罐；

2）将高炉风口套表面除油、除锈、打磨光洁并用丙酮清洗干燥后埋入渗罐内的渗剂中部，用水玻璃加粘土密封后置于加热炉中；

3）将炉温升至300˚C时保温20min，然后再升温至500˚C时保温20min，最后升温至840˚C˚C保温8小时，出炉空冷；

通过上述方法得到的纯铜高炉风口工件，具有明显的下列特性：

（1）共渗层的厚度大约1.2mm；

（2）表面渗层的结构分为三层：外层表面烧结层、中间冶金熔合层、内层扩散层；渗层中合金元素的分布呈梯度变化，如图2高炉风口小套多元合金共渗后表面的扫描电镜图所示。

实施例2

采用的表面多元共渗剂的原料及重量配比如下： Al粉 100目 25%、Cr-Fe粉 100目 25.5%、Mo-Fe粉 100目 15%、Fe粉 100目 5.5%、Al₂O₃>4C1化学纯>

其制备工艺如下：

1）按以上原料配方配制共渗剂，将物料混合好后，在球磨机中研磨75min，使其完全混合均匀后装入渗罐；

2）将高炉风口套表面除油、除锈、打磨光洁并用丙酮清洗干燥后埋入渗罐内的渗剂中部，用水玻璃加粘土密封后置于加热炉中；

3）将炉温升至300˚C时保温25min，然后再升温至500˚C时保温25min，最后升温至860保温9小时，出炉空冷。

通过上述方法得到的纯铜高炉风口工件，具有明显的下列特性：

（1）共渗层的厚度大约1.3mm；

（2）表面渗层的结构分为三层：外层表面烧结层、中间冶金熔合层、内层扩散层；渗层中合金元素的分布呈梯度变化。

实施例3

采用的表面多元共渗剂的原料及重量配比如下：Al粉 100目28%、Cr-Fe粉 100目22%、Mo-Fe粉 100目13.5%、Fe粉 100目6%、Al₂O₃>4C1化学纯2.5%、氯化稀土粉3%；

其制备工艺如下：

1）按以上原料配方配制共渗剂，将物料混合好后，在球磨机中研磨90min，使其完全混合均匀后装入渗罐；

2）将高炉风口套表面除油、除锈、打磨光洁并用丙酮清洗干燥后埋入渗罐内的渗剂中部，用水玻璃加粘土密封后置于加热炉中；

3）将炉温升至300˚C时保温30min，然后再升温至500˚C时保温30min，最后升温至900˚C保温10小时，出炉空冷。

通过上述方法得到的纯铜高炉风口工件，具有明显的下列特性：

（1）共渗层的厚度大约1.5mm；

（2）表面渗层的结构分为三层：外层表面烧结层、中间冶金熔合层、内层扩散层；渗层中合金元素的分布呈梯度变化。