CN102134721A - 热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法 - Google Patents

热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102134721A
CN102134721A CN2011100443218A CN201110044321A CN102134721A CN 102134721 A CN102134721 A CN 102134721A CN 2011100443218 A CN2011100443218 A CN 2011100443218A CN 201110044321 A CN201110044321 A CN 201110044321A CN 102134721 A CN102134721 A CN 102134721A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blast furnace
hot dip
stainless steel
plating
injection gun
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011100443218A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102134721B (zh
Inventor
熊玮
贾涓
王国强
毕学工
杨福
陈家超
尚合明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN2011100443218A priority Critical patent/CN102134721B/zh
Publication of CN102134721A publication Critical patent/CN102134721A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102134721B publication Critical patent/CN102134721B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

本发明涉及一种热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法。先将作为高炉喷煤枪头的不锈钢管的内外表面热浸镀铝，助镀液由K2ZrF6、KCl和AlF3组成，热浸镀的镀液为纯铝液，覆盖剂由NaCl、KCl和Na3AlF6组成；再将钢管外表面涂上绝缘硅橡胶，内表面通过微弧氧化获得陶瓷层，微弧氧化的电解液由Na2SiO3和NaOH组成，以不锈钢管为阳极，采用300-600V恒电压或5-10A/dm2恒电流密度操作；外表面通过扩散热处理获得渗铝层，热处理温度为850-950℃，时间为2-6小时，然后随炉冷却，得高炉喷煤枪头。渗铝层和陶瓷层不易脱落。采用本发明能有效提高高炉工况条件下喷煤枪外表面耐高温氧化及内表面抗煤粉冲蚀磨损的性能，特别适合于高炉喷煤枪的工作环境；处理过程简单，效率高，生产成本低。

Description

热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法
技术领域
本发明专利涉及一种热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法。
背景技术
高炉喷煤是现代高炉冶炼的一项重大技术革命，煤粉喷枪寿命直接影响喷煤操作与高炉正常生产，随着高炉风温和喷煤量的不断提高，喷煤枪使用寿命低的问题日益突出。外表面高温氧化和内表面煤粉冲蚀磨损是导致喷煤枪损坏的主要原因，而导致喷煤枪报废的主要原因是枪头严重氧化烧损和被不均匀煤粉磨穿。为提高喷煤枪的使用寿命，上海梅山(集团)有限公司申请了《复合渗高炉喷煤枪及其制备工艺》(中国专利申请号98111363.X)，其枪头外表面上具有耐高温渗铝层，枪头内表面具有耐磨B或B-N渗层，枪尾的内表面上具有耐磨B或B-N渗层。基本原理是在喷枪外表面，将供铝剂与适量的活化剂混合，高温下通过活化剂的作用使铝原子扩散到基体中，形成渗铝层。在喷枪内表面，将供硼剂与适量尿素等混合，在580-600℃保温，获得B-N共渗层。制造的煤枪虽然寿命得到提高，但能耗较高、工艺时间长、生产效率低、装料卸料时有粉尘污染、劳动环境较差。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种内外表面同时进行热浸镀铝，氧化后的内陶瓷层、外渗铝层不易脱落，特别适合于高炉喷煤枪的工作环境，且工艺简单、效率高、成本低廉的热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法。
本发明目的的实现方式为，热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法，具体步骤如下：
1)先将作为高炉喷煤枪头的，基材为普通不锈钢管的内外表面热浸镀铝，其中主要工序为用助镀液进行助镀处理和用镀液及覆盖剂进行热浸镀，热浸镀温度为700℃-780℃，浸镀时间为2min-8min，
所述助镀液的组成及配比为：40-55g/L的K2ZrF6、25-35g/L的KCl和15-25g/L的AlF3，
所述镀液为质量分数大于99.5％的纯铝液，
所述覆盖剂的组成及配比为：35-45％的NaCl、35-45％的KCl和15-25％的Na3AlF6，
2)将不锈钢管外表面涂上绝缘硅橡胶，不锈钢管内表面通过微弧氧化获得陶瓷层，微弧氧化的电解液的组成及配比为：20-60g/L的Na2SiO3和5-20g/L的NaOH，以不锈钢管为阳极，采用300-600V恒电压或5-10A/dm2恒电流密度操作，微弧氧化时间为10-30min，
3)外表面通过扩散热处理获得渗铝层，热处理温度为850-950℃，时间为2-6小时，然后随炉冷却，得高炉喷煤枪头。
本发明先对不锈钢管内外表面同时进行热浸镀铝，内镀铝层通过微弧氧化生成具有高耐磨性的陶瓷层，外镀铝层通过扩散热处理生成具有耐高温氧化的渗铝层。渗铝层和陶瓷层与钢基体都是冶金结合，不易脱落。采用本发明能有效提高高炉工况条件下喷煤枪外表面耐高温氧化及内表面抗煤粉冲蚀磨损的性能，特别适合于高炉喷煤枪的工作环境，且处理过程简单，效率高，操作方便，生产成本低。
具体实施方式
本发明先对不锈钢管内外表面同时进行热浸镀铝，内镀铝层通过微弧氧化生成具有高耐磨性的陶瓷层，外镀铝层通过扩散热处理生成具有耐高温氧化的渗铝层。作为喷煤枪头的不锈钢管为1Cr18Ni9Ti不锈钢管。
下面用具体实施例说明本发明。
实施例1：高炉喷煤枪头采用1Cr18Ni9Ti不锈钢管，不锈钢管长220mm，内径18mm，外径30mm，放入按K2ZrF6为40g/L、KCl为35g/L和AlF3为25g/L配制的助镀液中助镀，助镀后进行热浸镀，镀液为6kg质量分数为99.7％的铝液，覆盖剂为200g，其中NaCl为90g、KCl为80g，Na3AlF6为30g，浸镀温度为700℃，浸镀时间为6min。再将枪管外表面涂上绝缘硅橡胶，放入按Na2SiO3为60g/L和NaOH为5g/L配制的电解液中，不锈钢管管作为阳极，恒定电流密度为10A/dm2操作，微弧氧化时间为20min，获得陶瓷层。扩散热处理采用15kW的箱式电炉，温度控制为900℃，保温3小时后随炉冷却，可得到外表面渗铝合金层约176μm、内表面陶瓷层厚度约85μm的喷煤枪头。
实施例2：同例1，不同的是，助镀液的配比为：K2ZrF6为52g/L、KCl为25g/L和AlF3为21g/L，覆盖剂的重量配比为：NaCl为80g、KCl为70g、Na3AlF6为50g，浸镀温度为780℃，浸镀时间为3min。再将枪管外表面涂上绝缘硅橡胶，放入按Na2SiO3为34g/L和NaOH为20g/L配制的电解液中，恒定电流密度为5A/dm2操作，微弧氧化时间为30min。扩散热处理温度控制为900℃，保温5小时后随炉冷却，可得到外表面渗铝合金层约220μm、内表面陶瓷层厚度约104μm的喷煤枪头。
实施例3：同例1，不同的是，助镀液的配比为：K2ZrF6为47g/L、KCl为30g/L和AlF3为23g/L，镀液为99.6％的铝液，覆盖剂的重量配比为：NaCl为76g、KCl为90g、Na3AlF6为34g，浸镀温度为740℃，浸镀时间为8min。再将枪管外表面涂上绝缘硅橡胶，放入按Na2SiO3为48g/L和NaOH为9g/L配制的电解液中，恒定电压为300V操作，微弧氧化时间为15min。扩散热处理温度控制为850℃，保温6小时后随炉冷却，可得到外表面渗铝合金层约195μm、内表面陶瓷层厚度约60μm的喷煤枪头。
实施例4：同例1，不同的是，助镀液的配比为：K2ZrF6为44g/L、KCl为33g/L和AlF3为15g/L，覆盖剂的重量配比为：NaCl为70g、KCl为86g、Na3AlF6为44g，浸镀温度为760℃，浸镀时间为2min。再将枪管外表面涂上绝缘硅橡胶，放入按Na2SiO3为20g/L和NaOH为16g/L配制的电解液中，恒定电压为600V操作，微弧氧化时间为10min。扩散热处理温度控制为950℃，保温4小时后随炉冷却，可得到外表面渗铝合金层约212μm、内表面陶瓷层厚度约100μm的喷煤枪头。
实施例5：同例1，不同的是，助镀液的配比为：K2ZrF6为55g/L、KCl为28g/L和AlF3为17g/L，镀液为99.6％的铝液，覆盖剂的重量配比为：NaCl为84g、KCl为76g、Na3AlF6为40g，浸镀温度为720℃，浸镀时间为5min。再将枪管外表面涂上绝缘硅橡胶，放入按Na2SiO3为54g/L和NaOH为12g/L配制的电解液中，恒定电压为420V操作，微弧氧化时间为25min。扩散热处理温度控制为950℃，保温2小时后随炉冷却，可得到外表面渗铝合金层约185μm、内表面陶瓷层厚度约110μm的喷煤枪头。

Claims (2)

1.热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法，其特征在于具体步骤如下：
1)先将作为高炉喷煤枪头的，基材为普通不锈钢管的内外表面热浸镀铝，其中主要工序为用助镀液进行助镀处理和用镀液及覆盖剂进行热浸镀，热浸镀温度为700℃-780℃，浸镀时间为2min-8min，
所述助镀液的组成及配比为：40-55g/L的K2ZrF6、25-35g/L的KCl和15-25g/L的AlF3，
所述镀液为质量分数大于99.5％的纯铝液，
所述覆盖剂的组成及配比为：35-45％的NaCl、35-45％的KCl和15-25％的Na3AlF6，
2)将不锈钢管外表面涂上绝缘硅橡胶，不锈钢管内表面通过微弧氧化获得陶瓷层，微弧氧化的电解液的组成及配比为：20-60g/L的Na2SiO3和5-20g/L的NaOH，以不锈钢管为阳极，采用300-600V恒电压或5-10A/dm2恒电流密度操作，微弧氧化时间为10-30min，
3)外表面通过扩散热处理获得渗铝层，热处理温度为850-950℃，时间为2-6小时，然后随炉冷却，得高炉喷煤枪头。
2.根据权利要求1所述的热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法，其特征在于作为高炉喷煤枪头的，基材为普通不锈钢管为1Cr18Ni9Ti不锈钢管。
CN2011100443218A 2011-02-24 2011-02-24 热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法 Expired - Fee Related CN102134721B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100443218A CN102134721B (zh) 2011-02-24 2011-02-24 热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011100443218A CN102134721B (zh) 2011-02-24 2011-02-24 热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102134721A true CN102134721A (zh) 2011-07-27
CN102134721B CN102134721B (zh) 2012-11-21

Family

ID=44294638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011100443218A Expired - Fee Related CN102134721B (zh) 2011-02-24 2011-02-24 热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102134721B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102925945A (zh) * 2012-11-07 2013-02-13 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 一种反重力铸造升液管的制造方法
CN105483591A (zh) * 2015-12-23 2016-04-13 常州大学 热浸镀用Zn-Al-Si-Ni合金镀层及热浸镀方法
CN105765112A (zh) * 2014-02-14 2016-07-13 惠普发展公司，有限责任合伙企业 具有绝缘层的衬底
CN107365954A (zh) * 2017-06-09 2017-11-21 中国石油大学胜利学院 一种热浸镀铝用助镀剂及钢结构件的热浸镀铝工艺
CN108754566A (zh) * 2018-07-31 2018-11-06 中国人民解放军陆军装甲兵学院 钢工件的热浸镀铝和喷淋式微弧氧化复合层制备方法
CN109338362A (zh) * 2018-10-29 2019-02-15 河北工业大学 一种在高磷铸铁表面制备耐磨陶瓷层的方法
CN109518109A (zh) * 2018-11-08 2019-03-26 中国科学院合肥物质科学研究院 一种适用于铁基复杂部件的FeAl/Al2O3梯度阻氚涂层的制备方法
CN110157973A (zh) * 2019-07-04 2019-08-23 广西大学 一种高强耐腐蚀汽车用不锈钢板及其制备方法
CN110184637A (zh) * 2019-07-10 2019-08-30 文晓斌 提高文丘里管内壁减摩耐腐蚀性能的陶瓷层及制备方法
CN112853247A (zh) * 2020-12-26 2021-05-28 四川添腾科技有限公司 一种防腐蚀紧固件的表面处理工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1036411A (zh) * 1988-04-09 1989-10-18 东北工学院 热浸镀铝用水溶性助镀剂
CN1052336A (zh) * 1989-12-05 1991-06-19 杭州塘栖钢丝绳厂 干湿法热镀铝锌合金工艺
CN1239154A (zh) * 1998-06-15 1999-12-22 上海梅山(集团)有限公司 复合渗高炉喷煤枪及其制作工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1036411A (zh) * 1988-04-09 1989-10-18 东北工学院 热浸镀铝用水溶性助镀剂
CN1052336A (zh) * 1989-12-05 1991-06-19 杭州塘栖钢丝绳厂 干湿法热镀铝锌合金工艺
CN1239154A (zh) * 1998-06-15 1999-12-22 上海梅山(集团)有限公司 复合渗高炉喷煤枪及其制作工艺

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《中国腐蚀与防护学报》 20010831 郑毅然等 1Cr18Ni9Ti热浸镀铝扩散层的抗氧化性 210-214 第21卷, 第4期 2 *
《第十二届全国高校金相与显微分析学术年会论文》 20091231 刘万辉等 不锈钢表面微弧氧化陶瓷涂层的性能研究 10-12页 , 2 *
《表面技术》 20081031 王光文等 熔剂法热浸镀铝工艺研究现状及发展 75-78 第37卷, 第5期 2 *
《钢铁》 19820630 刘邦津等 溶剂法钢板热镀铝涂层的研究 41-48 第17卷, 第6期 2 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102925945A (zh) * 2012-11-07 2013-02-13 西安西工大超晶科技发展有限责任公司 一种反重力铸造升液管的制造方法
CN105765112A (zh) * 2014-02-14 2016-07-13 惠普发展公司，有限责任合伙企业 具有绝缘层的衬底
CN105483591A (zh) * 2015-12-23 2016-04-13 常州大学 热浸镀用Zn-Al-Si-Ni合金镀层及热浸镀方法
CN105483591B (zh) * 2015-12-23 2018-12-07 常州大学 热浸镀用Zn-Al-Si-Ni合金镀层及热浸镀方法
CN107365954A (zh) * 2017-06-09 2017-11-21 中国石油大学胜利学院 一种热浸镀铝用助镀剂及钢结构件的热浸镀铝工艺
CN108754566A (zh) * 2018-07-31 2018-11-06 中国人民解放军陆军装甲兵学院 钢工件的热浸镀铝和喷淋式微弧氧化复合层制备方法
CN109338362A (zh) * 2018-10-29 2019-02-15 河北工业大学 一种在高磷铸铁表面制备耐磨陶瓷层的方法
CN109518109A (zh) * 2018-11-08 2019-03-26 中国科学院合肥物质科学研究院 一种适用于铁基复杂部件的FeAl/Al2O3梯度阻氚涂层的制备方法
CN110157973A (zh) * 2019-07-04 2019-08-23 广西大学 一种高强耐腐蚀汽车用不锈钢板及其制备方法
CN110157973B (zh) * 2019-07-04 2021-07-20 广西大学 一种高强耐腐蚀汽车用不锈钢板及其制备方法
CN110184637A (zh) * 2019-07-10 2019-08-30 文晓斌 提高文丘里管内壁减摩耐腐蚀性能的陶瓷层及制备方法
CN110184637B (zh) * 2019-07-10 2020-10-09 文晓斌 提高文丘里管内壁减摩耐腐蚀性能的陶瓷层及制备方法
CN112853247A (zh) * 2020-12-26 2021-05-28 四川添腾科技有限公司 一种防腐蚀紧固件的表面处理工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN102134721B (zh) 2012-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102134721B (zh) 热浸镀铝及微弧氧化复合工艺制造高炉喷煤枪头的方法
Yue et al. Effect of current density on corrosion resistance of micro-arc oxide coatings on magnesium alloy
CN110158134A (zh) 一种冷喷涂与微弧氧化相结合的工件表面处理方法
WO2020207155A1 (zh) 抗熔融铝硅合金腐蚀复合涂层及其制备方法和应用
CN106757239A (zh) 一种碳化硅纤维表面电镀镍的方法
CN102154583B (zh) 一种制备高硅硅钢的方法
CN108866470A (zh) 一种大气等离子喷涂合金-陶瓷层状涂层的制备方法
CN102005574B (zh) 铅酸蓄电池轻质板栅及其制备方法
CN105483432A (zh) 一种钛合金耐磨层及其制备方法
CN114411125B (zh) 一种高熵金属氧化物涂层及其制备方法与应用
CN108998794A (zh) 一种Re-Si共改性铝化物涂层及其制备方法
Wang et al. Growth methods of PEO coatings on 7075 aluminum alloy at two cathodic current densities
CN112048752A (zh) 一种cBN/Ni-Mo钛合金叶片叶尖防护涂层的制备方法和应用
CN105386045A (zh) 一种镁合金表面处理的方法
CN109695044B (zh) 一种具有均匀致密TiB2层的钛基阴极材料及其制备方法
CN108517488B (zh) 一种合金材料部件表面防腐耐磨复合涂层及其制备方法
CN110453261A (zh) 一种基于电化学的材料表面改性方法与装置
Song et al. Product/metal ratio (PMR): A novel criterion for the evaluation of electrolytes on micro-arc oxidation (MAO) of Mg and its alloys
CN100567583C (zh) 镁合金表面直接电沉积锌镍合金的方法
CN108441912A (zh) 铝合金表面Al3C4-Al2O3-ZrO2耐磨复合涂层的制备方法
CN106435442A (zh) 一种金属表面梯度涂层熔覆方法
Yan et al. Effects of Micro-arc Oxidation Process Parameters on Micro-structure and Properties of Al2O3 Coatings Prepared on Sintered 2024 Aluminum Alloy
CN102002743A (zh) 在纯铜或铜合金基体上熔盐电镀厚钨涂层的制备方法
US20050109626A1 (en) Electrolytic process for depositing a graduated layer on a substrate, and component
CN1936092B (zh) 一种镁合金表面直接电沉积锌的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20121121

Termination date: 20130224