CN108917401A - 用于冶炼设备的喷口砖组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于冶炼设备的喷口砖组件，所述冶炼设备包括喷枪，喷枪插入喷口砖组件内以对喷枪进行支撑，其特征在于，喷口砖组件包括：金属喷口砖，金属喷口砖内设有适于插入喷枪的中心孔；多涂层结构，金属喷口砖外侧和前端均设有多涂层结构，多涂层结构包括：热障层，热障层包覆在金属喷口砖之外用于阻止热量传递到金属喷口砖；连接层，连接层连接在金属喷口砖与热障层之间；冲刷层，冲刷层包覆在热障层之外以阻止高温熔体对冲刷层内的结构冲刷。根据本发明实施例的用于冶炼设备的喷口砖组件，降低喷口砖的使用温度，更利于保护喷枪，从而进一步提高喷枪的使用寿命，且使用安全、可靠。

Description

用于冶炼设备的喷口砖组件
技术领域
本发明涉及冶炼设备领域，更具体地，涉及一种用于冶炼设备的喷口砖组件。
背景技术
相关技术中，喷口砖通常采用耐火材料加工而成，不仅力学性能差，且结构强度低。在需要浸没式喷吹的炉窑中，耐火砖直接暴露在高温熔体内，由于受高温熔体的冲刷和高速气体冲刷比较严重，长期服役过程中会产生冲蚀，脱落等现象，严重影响炉窑寿命和作业率。
此外，一些炉型采用铜水套对关键部位进行冷却，由于铜水套在高温下会破裂和磨损，冷却水一旦泄露，会具有严重的安全隐患。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提出一种用于冶炼设备的喷口砖组件，所述喷口砖组件的抗冲刷性能好、使用寿命长、安全性能高。
根据本发明实施例的用于冶炼设备的喷口砖组件，所述冶炼设备包括喷枪，所述喷枪插入所述喷口砖组件内以对所述喷枪进行支撑，其特征在于，所述喷口砖组件包括：金属喷口砖，所述金属喷口砖内设有适于插入所述喷枪的中心孔；多涂层结构，所述金属喷口砖外侧和前端均设有所述多涂层结构，所述多涂层结构包括：热障层，所述热障层包覆在所述金属喷口砖之外用于阻止热量传递到所述金属喷口砖；连接层，所述连接层连接在所述金属喷口砖与所述热障层之间；冲刷层，所述冲刷层包覆在所述热障层之外以阻止高温熔体对所述冲刷层内的结构冲刷。
根据本发明实施例的用于冶炼设备的喷口砖组件，通过采用金属喷口砖，且在喷口砖的外侧依次包裹有热障层、连接层和冲刷层，降低喷口砖的使用温度，更利于保护喷枪，从而提高喷枪的使用寿命，且使用安全、可靠。
根据本发明的一个实施例，所述金属喷口砖的横截面为外方内圆状，与喷枪的结构相配合紧密、牢固，有利于喷口砖组件的安放更加稳定，对喷枪的支撑可靠。
根据本发明的另一个实施例，所述金属喷口砖为耐高温件或者高温合金件，金属喷口砖耐热性强，从而延长了金属喷口砖的使用寿命。
根据本发明的又一个实施例，所述连接层包括NiAl、FeAl、或NiCrAlY中的一种或多种，满足金属喷口砖与热障层之间的连接强度。
根据本发明的再一个实施例，所述连接层喷涂在经过喷砂处理后的所述金属喷口砖外侧，保证金属喷口砖与热障层之间的连接强度。
根据本发明一个可选的实施例，所述热障层包括YSZ或La2Zr2O7中的一种或多种，阻止外部热量向内部金属喷口砖进行扩散，起到保护金属喷口砖的目的。
根据本发明另一个可选的实施例，所述冲刷层包括BaPr2Ti3O10，有效地防止高温熔体对金属喷口砖的冲刷损坏，提高了金属喷口砖及多涂层结构的寿命。
根据本发明可选的实施例，所述喷口砖组件采用热喷涂技术加工而成，延长喷口砖组件使用寿命的目的。
根据本发明可选的实施例，所述喷口砖组件采用电子束物理沉积技术加工而成。
根据本发明可选的实施例，所述喷口砖组件采用等离子喷涂技术加工而成。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的用于冶炼设备的喷口砖组件的结构示意图。
附图标记：
100：喷口砖组件；200：喷枪；
10：金属喷口砖；
20：多涂层结构；21：连接层；22：热障层；23：冲刷层。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1描述根据本发明实施例的用于冶炼设备的喷口砖组件100。
如图1所示，根据本发明实施例的用于冶炼设备的喷口砖组件100，其中冶炼设备包括喷枪200，冶炼装备采用喷枪200作为气源输入设备，喷枪200可以插入喷口砖组件100内，喷口砖组件100对喷枪200具有支撑作用，进一步地，喷口砖组件100包括金属喷口砖10和多涂层结构20。
具体地，在金属喷口砖10内设有中心孔(如图1中所示的金属喷口砖10内的圆孔)，喷枪200可以插入中心孔内，这样，喷口砖10对喷枪200具有支撑和固定作用。
进一步地，在金属喷口砖10的外侧和前端均设有多涂层结构20，多涂层结构20包括热障层22、连接层21和冲刷层23，其中热障层22包覆在金属喷口砖10之外，用于阻止高温炉体内的热量传递到金属喷口砖10，降低了喷口砖10的使用温度，连接层21连接在金属喷口砖10与热障层22之间，用于连接金属喷口砖10与热障层22，增强了热障层22与金属喷口砖10之间的连接强度。
此外，在热障层22之外还包覆有冲刷层23，这样，可以有效地阻止高温熔体和高温气体对冲刷层23内的结构冲刷，提高了多涂层结构20的耐冲刷强度，进而提高了喷口砖组件100的寿命。
根据本发明实施例的用于冶炼设备的喷口砖组件100，通过采用金属喷口砖10，且在喷口砖10的外侧依次包裹有热障层22、连接层21和冲刷层23，有效地阻止高温熔体内的热量传递到金属喷口砖10，降低喷口砖10的使用温度，同时加强了整体喷口砖组件100的耐冲刷强度，更利于保护喷枪200，从而进一步提高喷枪200的使用寿命，且不存在安全隐患，使用时安全、可靠。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，金属喷口砖10的横截面为外方内圆状，即金属喷口砖10的外部截面形成为方形，且在金属喷口砖10的内部设有截面为圆形的中心孔，这样，一方面可以与喷枪200的结构相配合紧密、牢固，另一方面，外部截面为方形的金属喷口砖10有利于喷口砖组件100的安放更加稳定，对喷枪200的支撑可靠。
根据本发明的另一个实施例，金属喷口砖10可以为耐高温件，也可以为高温合金件，这样金属喷口砖10能够承受的温度较高，即金属喷口砖10耐热性强，从而延长了金属喷口砖10的使用寿命。
在本发明的一些示例中，连接层21包括NiAl、FeAl或NiCrAlY中的一种，如连接层21只包括NiAl，连接层21只包括FeAl，或者连接层21只包括NiCrAlY，在本发明的另一些示例中，连接层21包括NiAl、FeAl、或NiCrAlY中的任意两种，如连接层21包括NiAl和FeAl，连接层21包括NiAl和NiCrAlY，或者连接层21包括FeAl和NiCrAlY，在本发明的又一些示例中，连接层21包括NiAl、FeAl和NiCrAlY中的三种，具体根据实际需求进行选取，以满足金属喷口砖10与热障层22之间的连接强度。
根据本发明的再一个实施例，首先对金属喷口砖10的外侧进行喷砂处理，然后再将连接层21喷涂在经过喷砂处理后的金属喷口砖10上，这样有利于连接层21粘附在金属喷口砖10上，进而保证金属喷口砖10与热障层22之间的连接强度。
根据本发明一个可选的实施例，热障层22包括YSZ或La2Zr2O7中的一种或多种，热障层22采用单层YSZ(氧化钇稳定的氧化锆)，或者热障层22采用La2Zr2O7和YSZ双陶瓷涂层，由于其中的ZrO2具有较高的熔点和较低的传热系数(如为2-3Wm/K),能够起到传热屏障的作用，阻止外部热量向内部金属喷口砖10进行扩散，起到保护金属喷口砖10的目的。进一步地，La2Zr2O7/YSZ双陶瓷涂层与单层YSZ涂层相比，具有更高的隔热性能、抗烧结性能和相稳定性，能够进一步延长多涂层结构20的使用寿命。
根据本发明另一个可选的实施例，冲刷层23包括BaPr2Ti3O10，即冲刷层23材质采用BaPr2Ti3O10，这样冲刷层23具有很好的耐磨性能、抗冲刷和抗热冲击性能，有效地防止高温熔体对金属喷口砖10的冲刷损坏，提高了金属喷口砖10及多涂层结构20的寿命。
根据本发明可选的实施例，喷口砖组件100采用热喷涂技术加工而成，所谓热喷涂技术是指利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法，热喷涂技术在金属喷口砖10的表面上，制造一个特殊的工作表面，具有防腐、耐磨、抗高温、抗氧化、隔热等一系多种功能，达到节约材料，延长喷口砖组件100使用寿命的目的。
根据本发明可选的实施例，喷口砖组件100采用电子束物理沉积技术加工而成，所谓电子束物理沉积技术即在真空条件下，采用物理方法，将金属喷口砖10的表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体(或等离子体)过程，在金属喷口砖10的表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术，使得喷口砖组件100具有耐磨、耐腐饰等特点，延长了喷口砖组件100的寿命。
根据本发明可选的实施例，喷口砖组件100采用等离子喷涂技术加工而成，所谓等离子喷涂技术是指采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的金属喷口砖10的表面而形成附着牢固的表面层的方法，这样，使得喷口砖组件100具有耐磨、耐腐蚀、耐高温氧化等特点。
根据本发明实施例的用于冶炼设备的喷口砖组件100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于冶炼设备的喷口砖组件，所述冶炼设备包括喷枪，所述喷枪插入所述喷口砖组件内以对所述喷枪进行支撑，其特征在于，所述喷口砖组件包括：
金属喷口砖，所述金属喷口砖内设有适于插入所述喷枪的中心孔；
多涂层结构，所述金属喷口砖外侧和前端均设有所述多涂层结构，所述多涂层结构包括：
热障层，所述热障层包覆在所述金属喷口砖之外用于阻止热量传递到所述金属喷口砖；
连接层，所述连接层连接在所述金属喷口砖与所述热障层之间；
冲刷层，所述冲刷层包覆在所述热障层之外以阻止高温熔体对所述冲刷层内的结构冲刷。
2.根据权利要求1所述的用于冶炼设备的喷口砖组件，其特征在于，所述金属喷口砖的横截面为外方内圆状。
3.根据权利要求1所述的用于冶炼设备的喷口砖组件，其特征在于，所述金属喷口砖为耐高温件或者高温合金件。
4.根据权利要求1所述的用于冶炼设备的喷口砖组件，其特征在于，所述连接层包括NiAl、FeAl、或NiCrAlY中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的用于冶炼设备的喷口砖组件，其特征在于，所述连接层喷涂在经过喷砂处理后的所述金属喷口砖外侧。
6.根据权利要求1所述的用于冶炼设备的喷口砖组件，其特征在于，所述热障层包括YSZ或La2Zr2O7中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的用于冶炼设备的喷口砖组件，其特征在于，所述冲刷层包括BaPr2Ti3O10。
8.根据权利要求1所述的用于冶炼设备的喷口砖组件，其特征在于，所述喷口砖组件采用热喷涂技术加工而成。
9.根据权利要求1所述的用于冶炼设备的喷口砖组件，其特征在于，所述喷口砖组件采用电子束物理沉积技术加工而成。
10.根据权利要求1所述的用于冶炼设备的喷口砖组件，其特征在于，所述喷口砖组件采用等离子喷涂技术加工而成。
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