一种通过减少氧枪喷头粘渣来延长氧枪喷头寿命的方法

摘要

本发明公开了一种通过减少氧枪喷头粘渣来延长氧枪喷头寿命的方法。该方法的步骤包括：通过蒸气除油及吹洗除去铜质氧枪喷头表面有机污垢，得到洁净的氧枪喷头；将洁净的氧枪喷头固定在固定架上预热，预热温度为573K-723K；采用等离子喷枪喷涂氧枪喷头表面，等离子喷枪的最大功率为80kW，最大电流为1000A，空载电压80V，采用氩气将氮化硼颗粒送入等离子喷枪送粉口，氮化硼颗粒喷射到氧枪喷头表面，得到带有氮化硼涂层的氧枪喷头。本发明使氮化硼和铜质氧枪喷头结合，形成氮化硼涂层，氮化硼涂层不仅耐高温、耐腐蚀，且不与钢渣发生反应，从而减少转炉炼钢过程中氧枪喷头的粘渣量，延长了氧枪喷头的使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及转炉炼钢中使用的氧枪喷头维护方法，特别是一种通过减少氧枪 喷头粘渣来延长氧枪喷头寿命的方法。

技术背景

在转炉吹炼过程中后期，由于氧枪枪位过低或熔池温度过高，渣中氧化铁含 量急剧降低，炉渣流动性变差，进而使已经熔化或部分熔化的炉渣变粘结坨。在 气流的冲击下，钢液飞溅极易粘附在氧枪喷头端面上，积聚在氧枪喷头上，导致 氧枪喷头寿命缩短，影响转炉作业率，还会增加工人劳动强度，而且处理氧枪喷 头粘渣的时候，容易使氧枪喷头磨损腐蚀，导致氧枪提前下线，氧枪喷头直接报 废。目前通常采取喷涂氧枪的方法来减少氧枪喷头粘渣来延长氧枪喷头的寿命， 但是没有从根本上解决氧枪粘渣问题，不能达到减少氧枪喷头粘渣来延长氧枪寿 命的目的。专利公开(公告)号：CN1557897，公开了一种氧枪喷涂料及其设备， 解决冶金行业转炉炼钢挡渣壁及氧枪表面在工作中粘渣粘钢的难题。该氧枪喷涂 料以下列组份为原料：Al₂O₃、SiC、C、MgO、CaO；结合剂：硅酸钠、丙酮、树脂； 所用的设备喷枪由喷料管、进料管、进风管阀门和外接风管组成，喷料管与进料 管相连接，在喷料管内设置进风管之间形成腔体，将外接风管与进风管端部连接， 进风管通过与其连接的阀门控制进料量与风量。该发明虽然能一定程度上减少氧 枪在炼钢过程中氧枪粘渣现象，但是操作复杂，使用原料较多，虽然可以在转炉 炼钢挡渣壁及氧枪表面上形成了保护层，在工作中粘有的钢渣与钢水大部分可以 自行脱落，但是剩余的钢渣与钢水连同保护层需经人工用钎子铲掉，容易伤害氧 枪喷头，不能达到保护氧枪喷头的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过减少氧枪喷头粘渣来延长氧枪喷头寿命的方 法。

一种通过减少氧枪喷头粘渣来延长氧枪喷头寿命的方法，该方法包括以下步 骤：

a.通过蒸气除油及吹洗除去铜质氧枪喷头表面有机污垢，清洗结束后，烘烤 铜制氧枪喷头，得到洁净的氧枪喷头；

b.将洁净的氧枪喷头固定在固定架上预热，预热温度为573K-723K；

c.采用等离子喷枪喷涂氧枪喷头表面，等离子喷枪的最大功率为80kW，最 大电流为1000A，空载电压80V，在等离子喷枪中通入氩气，氩气流量为 8.3-8.5L·min^-1，等离子喷枪中阴极和阳极喷嘴之间的气体介质产生持续而强烈 的电离，并产生直流电弧，再向等离子喷枪的等离子气进口导入流量为 11.6-11.7L·min^-1的氩气，直流电弧把该氩气加热电离成平均温度为10000K 的氩气等离子体，在等离子喷枪的冷却水进口通入冷水，冷水从等离子喷枪的冷 却水出口流出，在等离子喷枪内发生冷却气膜的热压缩效应，直流电弧被压缩并 电离，形成温度为14727℃-19727℃的非转移型等离子弧，采用氩气将直径为 50μm-70μm的氮化硼颗粒送入等离子喷枪送粉口，送粉量40-90g·min^-1，氮化 硼颗粒在等离子火焰中熔化、加速，并喷射到氧枪喷头表面，喷吹距离20-50mm， 氧枪喷头表面形成的氮化硼涂层厚度5-20mm；

d.将氧枪喷头冷却，得到带有氮化硼涂层的氧枪喷头。

本发明与现有同类技术相比，其显著地有益效果体现在：

本发明通过机械结合力、弱的非价键相互作用力和化学键力使氮化硼和铜质 氧枪喷头结合，使润相与铜基体之间的界面结合，增强了氧枪喷头表面润湿度。 氮化硼涂层不仅耐高温、耐腐蚀，且不与钢渣发生反应，从而减少转炉炼钢过程 中氧枪喷头粘渣量，延长了氧枪喷头的使用寿命。

附图说明

图1是一种通过减少氧枪喷头粘渣来延长氧枪喷头寿命的方法采用的等离 子喷枪示意图。

图中编号：1-氧枪喷头固定架；2-氧枪喷头；3-前枪体；4-冷却水出口；5- 等离子气进口；6-绝缘套；7-冷却水进口；8-钨电极；9-后枪体；10-送粉口； 11-阴极和阳极喷嘴之间；12-电源。

具体实施方式

如图1所示，一种通过减少氧枪喷头粘渣来延长氧枪喷头寿命的方法，该方 法的步骤如下：

第一步：通过蒸气除油及吹洗，除去铜质氧枪喷头表面所有污垢，清洗结束 后，烘烤铜制喷头，得到洁净的氧枪喷头；

第二步：将预喷涂的氧枪喷头固定在氧枪喷头固定架1上，加温预热至723K；

第三步：选取最大功率为80kW、最大电流1000A、空载电压80V的等离子喷 枪。在等离子喷枪中，通入氩气，氩气流量为8.4L·min^-1，阴极和阳极喷嘴之 间11以氩气为气体介质，发生持续而强烈的电离，并产生直流电弧，再向等离 子气进口5导入流量为11.6L·min^-1的氩气，直流电弧将氩气加热，并电离成平 均温度为10000K的氩气等离子体，在冷却水进口7通入冷水，冷水从冷水出口 4流出，直流电弧被压缩并电离，形成温度为14727℃-19727℃的非转移型等离 子弧，用氩气将直径为60μm的氮化硼颗粒送入送粉口10，送粉量50g·min^-1， 氮化硼颗粒在等离子火焰中熔化、加速，喷射到氧枪喷头2的表面，喷吹距离 30mm，在氧枪喷头2的表面形成氮化硼涂层，涂层厚度为5mm；

第四步：采用常温散热法冷却喷涂后的氧枪喷头，得到带有氮化硼涂层的氧 枪喷头。