CN108642233B - 一种提高转炉氧枪寿命的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高转炉氧枪寿命的方法，包括氧枪喷头底端面处理和氧枪枪身侧壁处理；在氧枪喷头底端面上涂一层耐高温的防氧化的涂料，对端面进行感应加热或火焰加热处理，利用煤气式火焰高压喷枪进行第一层喷涂，利用氧‑乙炔火焰高压喷枪进行第二层喷涂；以氧枪喷头底端面为起点，对距底端面2m～10m范围内的枪身侧壁除锈，再涂抹一层涂料；利用氧‑乙炔火焰高压喷枪，将氮化硼粉料喷涂在涂料层之上。优点是：提高氧枪的使用寿命，大幅度减轻工人的劳动强度；节省因氧枪粘渣而进行除渣的处理时间，使吹炼的节奏更加紧凑，增加转炉的有效作业率，提高钢的产量。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高转炉氧枪寿命的方法。
背景技术
氧枪是转炉炼钢的关键设备，尤其是氧枪的端底承受很高热负荷，其数值为2.72× 106～3.60×106kJ/(m2.h)，而侧壁的热负荷比较小，仅有0.014×106kJ/(m2.h)，相当于端 底的1/200。在实际吹炼过程中，氧枪受损主要发生在喷头的底端面和距枪头2m左右的侧 壁范围内。氧枪喷头底端面受损主要是由于高温炉渣和弥散在渣中的金属液滴对其产生的 热冲刷而引起的。枪头侧壁受损主要是由于枪头侧壁粘结渣钢混合物后，不能自行脱落， 需要进行人工火焰切割清理，在清理过程中往往会造成氧枪侧壁不同程度的烧损，降低了 氧枪的使用寿命。因此，提高氧枪喷头底端面的抗冲刷能力，消除氧枪底部侧壁的粘渣对 于延长氧枪的使用寿命是至关重要的。现有的技术中，为了提高氧枪底端面的使用强度， 有在底端面上焊有耐热高强度合金，有用复合液体合金和固体合金对氧枪喷头进行时效固 溶处理，有在表面喷涂氮化硼涂料的，但这些方法或因使用效果不明显，或因成本过高， 迄今为止尚未得到普遍应用。而对于氧枪防止粘渣的技术中，目前普遍在做法就是将氧枪 设计成倒锥度或在氧枪上刷涂料，虽然都起到了一定效果，但还是有粘渣的发生。
公开号为CN105220102A的发明专利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，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，然后将氧枪喷头预热到300～450℃，利用等离子喷枪将氮化硼颗粒喷涂氧枪喷头表面。 该专利虽然通过氮化硼和铜质氧枪喷头结合，形成氮化硼涂层，利用氮化硼涂层不仅耐高 温、耐腐蚀，且不与钢渣发生反应的特性，从而减少转炉炼钢过程中氧枪喷头的粘渣量， 但是由于喷涂的氮化硼颗粒只是附在了喷头的表面，抗冲刷性很差，在使用过程中涂层会 直接被高温的炉渣及气流冲刷掉，达不到理想效果。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种提高转炉氧枪寿命的方法，提高氧 枪的使用寿命，降低设备的使用成本，同时防止由于氧枪粘渣而影响生产，提高转炉生产 的稳定性。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种提高转炉氧枪寿命的方法，包括氧枪喷头底端面处理和氧枪枪身侧壁处理；
a氧枪喷头底端面处理包括以下步骤：
1)对氧枪喷头底端面采用超声波清洗，将其表面加工过程中残留的污物清洗干净；
2)在氧枪喷头底端面上涂一层耐高温的防氧化的涂料，涂料层的厚度控制在0.1mm～ 0.4mm；
3)待涂抹在喷头底端面上的涂料凝固干燥后，对端面进行感应加热或火焰加热处理， 将其表面加热到600～900℃；
4)利用煤气式火焰高压喷枪进行第一层喷涂，第一层的喷射的耐高温粒子的当量直 径为1.5mm～3mm，粒子分散镶嵌到喷头底端面的基体内部距表面至少要2mm深；
5)利用氧-乙炔火焰高压喷枪进行第二层喷涂，喷涂的粒子当量直径为0.1mm～0.3mm，要求喷涂的粒子能够将第一层完全覆盖且保证端面均匀平滑，第二层厚度保持在1mm～5mm；
b氧枪枪身侧壁处理包括以下步骤：
1)以氧枪喷头底端面为起点，对距底端面2m～10m范围内的枪身侧壁的锈迹清除干 净，然后再对其表面进行磨砂处理；
2)在磨砂表面均匀涂抹上一层厚度为0.5mm～2mm的涂料；
3)待涂料层凝固干燥后，利用感应加热的方式将其氧枪侧壁加热到300～500℃，对 涂料层进行强化处理，之后利用氧-乙炔火焰高压喷枪，将粒子当量直径为0.1mm～0.3mm 的氮化硼粉料喷涂在涂料层之上，将涂料层完全覆盖。
氧枪喷头底端面处理中步骤2)所述的涂料由以下原料混合而成：
铝粉与氧化镁粉末按重量比1:2～1:5混合的混合粉20～40份；水玻璃溶液40～65份； 聚乙烯醇粉5～10份；氧化钛粉5～15份；碳化硅粉3～5份。
氧枪喷头底端面处理中步骤4)所述的粒子材质为碳化钨。
氧枪喷头底端面处理中步骤5)所述的粒子材质为氮化硼。
氧枪枪身侧壁处理中步骤2)所述的涂料由基料与粘结剂按重量1：3～1：6的比例混 合制成，基料的成分及体积配比为：Al2O3 20～50份，SiO2 15～25份，CaO 5～15份，MgO10～20份，ZrO2 5～10份，TiO2 2～5份，粘结剂为硅酸钾溶液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提高氧枪的使用寿命，大幅度减轻工人的劳动强度，消除突然掉渣产生的对操 作人员及设备的安全隐患；能够节省因氧枪粘渣而进行除渣的处理时间，使吹炼的节奏更 加紧凑，增加转炉的有效作业率，提高钢的产量，具体优点是：
1)枪身涂料具有耐高温、粘结力强、脱渣性好等优点，能够促使在吹炼及溅渣护炉过程中的粘渣自行脱落，降低粘枪比例的发生，将氧枪由以前的10-15炉进行一次抠渣提高至25-40炉进行一次抠渣，大幅度减轻了操作人员的劳动强度；
2)氧枪底端面涂料具有良好的抗氧化性和粘结性，可以防止加热处理过程中涂料脱 落使氧枪底端面氧化，将耐高温的碳化钨粒子镶嵌到底端面的基体内后，可以提高底端面 的高温强度，同时还能有效防止外层氮化硼脱落，降低了炉渣及钢水冲刷侵蚀，可使氧枪 底端面由以前平均120炉因侵蚀严重而换枪提高至平均150炉，能够将氧枪的使用寿命在 现有的基础上提高20～30％。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
为了提高转炉吹炼过程中氧枪底端面熔蚀及枪身侧壁粘结钢渣导致氧枪使用寿命下 降的现状，提出了提高转炉氧枪寿命的处理方法。
提高转炉氧枪寿命的方法，包括氧枪喷头底端面处理和氧枪枪身侧壁处理；
a氧枪喷头底端面处理包括以下步骤：
1)对氧枪喷头底端面采用超声波清洗，将其表面加工过程中残留的污物清洗干净；
2)在氧枪喷头底端面上涂一层耐高温的防氧化的涂料，涂料层的厚度控制在0.1mm～ 0.4mm，该涂料由以下原料混合而成：
铝粉与氧化镁粉末按重量比1:(2-5)的混合粉20～40份；水玻璃溶液40～65份；聚乙烯醇粉5～10份；氧化钛粉5～15份；碳化硅粉3～5份。其中，粉剂中颗粒粒径控 制在10～50um，水玻璃溶液的浓度控制在35～45波美度；
3)待涂抹在喷头底端面上的涂料凝固干燥后，对端面进行感应加热或火焰加热处理， 将其表面加热到600～900℃；
4)利用煤气式火焰高压喷枪进行第一层喷涂，第一层的喷射的耐高温粒子的当量直 径为1.5mm～3mm，粒子分散镶嵌到喷头底端面的基体内部距表面至少要2mm深，粒子 材质为碳化钨；
5)利用氧-乙炔火焰高压喷枪进行第二层喷涂，喷涂的粒子当量直径为0.1mm～0.3mm，要求喷涂的粒子能够将第一层完全覆盖且保证端面均匀平滑，第二层厚度保持在1mm～5mm，粒子材质为氮化硼，氧化铝也可；
b氧枪枪身侧壁处理包括以下步骤：
1)以氧枪喷头底端面为起点，对距底端面2m～10m范围内的枪身侧壁的锈迹用除锈 剂清除干净，然后再对其表面进行磨砂处理，得到具有一定粗糙度的表面，方便涂抹涂料；
2)在磨砂表面均匀涂抹上一层厚度为0.5mm～2mm的涂料；该涂料由基料与粘结剂按重量1：3～1：6的比例混合制成，基料的成分及重量份为：Al2O3 20～50份，SiO2 15～ 25份，CaO 5～15份，MgO 10～20份，ZrO2 5～10份，TiO2 2～5份；粘结剂为硅酸钾溶 液，基料中颗粒粒径控制在30～100um，粘结剂为硅酸钾溶液，浓度按40～50波美度控 制。
3)待涂料层凝固干燥后，利用感应加热的方式将其氧枪侧壁加热到300～500℃，对 涂料层进行强化处理，之后利用氧-乙炔火焰高压喷枪，将粒子当量直径为0.1mm～0.3mm 的氮化硼粉料喷涂在涂料层之上，将涂料层完全覆盖。
实施例1：
提高转炉氧枪寿命的处理方法分为氧枪喷头底端面处理工艺和枪身侧壁处理工艺两 部分。
氧枪喷头底端面处理工艺：
1)对氧枪喷头底端面采用超声波清洗处理，将其表面加工过程中残留的污物清洗干 净；
2)在喷头底端面上涂上一层耐高温的防氧化的涂料，涂料层的厚度控制在0.2mm，本涂料的成分组成如表1所示；
表1涂料成分组成及含量(％)
| 功能组分 | 原料 | 含量 |
| 抗氧化成膜剂 | 铝与氧化镁混合粉 | 35 |
| 粘结剂 | 水玻璃 | 45 |
| 分散剂 | 聚乙烯醇 | 8 |
| 润湿剂 | 氧化钛 | 8 |
| 抗热震剂 | 碳化硅 | 4 |
3)待涂抹在喷头底端面上的涂料凝固干燥后，对端面进行感应加热或火焰加热处理， 将其表面加热到750℃；
4)利用煤气式火焰高压喷枪进行第一层喷涂，第一层的喷射的耐高温粒子的当量直 径为1.5mm，要求使粒子能够分散镶嵌到喷头底端面的基体内部距表面至少2mm深处，粒子材质为碳化钨；
5)利用氧-乙炔火焰高压喷枪进行第二层喷涂，喷涂的粒子当量直径为0.15mm，要求 喷涂的粒子能够将第一层完全覆盖且保证端面均匀平滑，第二层厚度保持在2.5mm，粒子 材质为氮化硼。
氧枪枪身侧壁处理工艺如下：
1)以氧枪喷头底端面为起点，对距底端面8m范围内的枪身侧壁的锈迹用除锈剂清除 干净，然后再对其表面进行磨砂处理，提高表面的粗糙度；
2)在磨砂表面均匀涂抹上一层厚度为1.5mm的涂料，涂料的基料成分及重量百分比 为：Al2O3 48％，SiO2 22％，CaO 8％，MgO 12％，ZrO2 6％，TiO2 4％，粘结剂为硅酸钾溶液， 基料与粘结剂按重量1：4的比例混合；
3)待涂料层凝固干燥后，利用感应加热的方式将其侧壁加热到450℃，对涂料层进行 强化处理，之后利用氧-乙炔火焰高压喷枪，将粒子当量直径为0.2mm的氮化硼粉料喷涂在涂料层之上，喷涂量要求能够将涂料层完全覆盖没有裸露即可。
实施例2
提高转炉氧枪寿命的处理方法分为氧枪喷头底端面处理工艺和枪身侧壁处理工艺两 部分。
氧枪喷头底端面处理工艺：
1)对氧枪喷头底端面采用超声波清洗处理，将其表面加工过程中残留的污物清洗干 净；
2)在喷头底端面上涂上一层耐高温的防氧化的涂料，涂料层的厚度控制在0.3mm，本涂料的成分组成如表2所示；
表2涂料成分组成及含量(％)
3)待涂抹在喷头底端面上的涂料凝固干燥后，对端面进行感应加热或火焰加热处理， 将其表面加热到800℃；
4)利用煤气式火焰高压喷枪进行第一层喷涂，第一层的喷射的耐高温粒子的当量直 径为2mm，要求使粒子能够分散镶嵌到喷头底端面的基体内部距表面至少要2mm深处，粒子材质为碳化钨；
5)利用氧-乙炔火焰高压喷枪进行第二层喷涂，喷涂的粒子当量直径为0.2mm，要求 喷涂的粒子能够将第一层完全覆盖且保证端面均匀平滑，第二层厚度保持在3mm，粒子材质为氮化硼。
氧枪枪身侧壁处理工艺处理工艺如下：
1)以氧枪喷头底端面为起点，对距底端面2m范围内的枪身侧壁的锈迹用除锈剂清除 干净，然后再对其表面进行磨砂处理，提高表面的粗糙度；
2)在磨砂表面均匀涂抹上一层厚度为1.5mm的涂料，涂料的基料成分及含量为：Al2O3 45％，SiO2 20％，CaO 10％，MgO 15％，ZrO2 7％，TiO2 3％，粘结剂为硅酸钾溶液，基料与 粘结剂按重量1：5的比例混合；
3)待涂料层凝固干燥后，利用感应加热的方式将其侧壁加热到350℃，对涂料层进行 强化处理，之后利用氧-乙炔火焰高压喷枪，将粒子当量直径为0.2mm的氮化硼粉料喷涂在涂料层之上，喷涂量要求能够将涂料层完全覆盖没有裸露即可。
Claims (3)
1.一种提高转炉氧枪寿命的方法，其特征在于，包括氧枪喷头底端面处理和氧枪枪身侧壁处理；
a氧枪喷头底端面处理包括以下步骤：
1)对氧枪喷头底端面采用超声波清洗，将其表面加工过程中残留的污物清洗干净；
2)在氧枪喷头底端面上涂一层耐高温的防氧化的涂料，涂料层的厚度控制在0.1mm～0.4mm；所述的涂料由以下原料混合而成：铝粉与氧化镁粉末按重量比1:2～1:5混合的混合粉20～40份；水玻璃40～65份；聚乙烯醇5～10份；氧化钛5～15份；碳化硅3～5份；
3)待涂抹在喷头底端面上的涂料凝固干燥后，对端面进行感应加热或火焰加热处理，将其表面加热到600～900℃；
4)利用煤气式火焰高压喷枪进行第一层喷涂，第一层的喷射的耐高温粒子的当量直径为1.5mm～3mm，粒子分散镶嵌到喷头底端面的基体内部距表面至少要2mm深；
5)利用氧-乙炔火焰高压喷枪进行第二层喷涂，喷涂的粒子当量直径为0.1mm～0.3mm，要求喷涂的粒子能够将第一层完全覆盖且保证端面均匀平滑，第二层厚度保持在1mm～5mm；
b氧枪枪身侧壁处理包括以下步骤：
1)以氧枪喷头底端面为起点，对距底端面2m～10m范围内的枪身侧壁的锈迹清除干净，然后再对其表面进行磨砂处理；
2)在磨砂表面均匀涂抹上一层厚度为0.5mm～2mm的涂料；所述的涂料由基料与粘结剂按重量1：3～1：6的比例混合制成：基料的成分及重量份为Al2O3 20～50份，SiO2 15～25份，CaO 5～15份，MgO 10～20份，ZrO2 5～10份，TiO2 2～5份；粘结剂为硅酸钾溶液；
3)待涂料层凝固干燥后，利用感应加热的方式将其氧枪侧壁加热到300～500℃，对涂料层进行强化处理，之后利用氧-乙炔火焰高压喷枪，将粒子当量直径为0.1mm～0.3mm的氮化硼粉料喷涂在涂料层之上，将涂料层完全覆盖。
2.根据权利要求1所述的一种提高转炉氧枪寿命的方法，其特征在于，氧枪喷头底端面处理中步骤4)所述的粒子材质为碳化钨。
3.根据权利要求1所述的一种提高转炉氧枪寿命的方法，其特征在于，氧枪喷头底端面处理中步骤5)所述的粒子材质为氮化硼。
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