CN110846461A - 一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法及具有防粘钢涂层的氧枪 - Google Patents

一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法及具有防粘钢涂层的氧枪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法及具有防粘钢涂层的氧枪，其中，一种具有防粘钢涂层的氧枪包括氧枪本体，所述氧枪本体包括喷口端的氧枪本体前段和远离喷口端的氧枪本体后段，所述氧枪本体前段外表面喷涂有防粘钢涂层；所述防粘钢涂层由内至外依次为粘结层和陶瓷防粘层；一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法，包括如下步骤：(1)去除表面残余金属；(2)喷砂处理；(3)喷涂粘结层；(4)喷涂陶瓷防粘层；本发明氧枪制造性价比高、使用寿命长，防粘钢涂层防粘钢效果好。

Description

一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法及具有防粘钢涂层的 氧枪
技术领域：
本发明涉及一种氧枪表面涂层的制备方法及具有该涂层的氧枪，特别是涉及一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法及具有防粘钢涂层的氧枪。
背景技术：
高炉冶炼钒钛磁铁矿时,炉内脱硫受到一定限制,铁水提钒后的产品(通称半钢)含钒硫较高,含硅锰较低。半钢吹炼过程中,热量紧张、化渣元素少、成渣困难,致使转炉吹炼过程中常见的喷溅现象变得更加突出。喷溅,特别是金属飞溅导致粘枪,甚至粘炉口和烟罩。粘枪严重时,只能被迫停炉,将粘结金属从氧枪上割掉,严重影响正常生产，导致生产效率低下。
目前，解决粘钢问题，一种方法是在氧枪本体上粘结一层陶土层，但陶土层厚度不易控制，陶土层薄了不起作用，涂得厚了又容易开裂，实用性差。另一种方法是通过改变枪身本体的材质来解决粘钢问题，例如选用成本较高的高标号不锈钢。选用高标号不锈钢虽然粘钢问题有所改善，但高标号不锈钢太软，热胀性能较差，使用周期短，整体性价比较低，不适于工业化生产。
发明内容：
本发明的第一个目的在于提供一种成本低、使用寿命长、防粘钢效果明显的具有防粘钢涂层的氧枪。
本发明的第二个目的在于提供一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法。
本发明的第一个目的由如下技术方案实施：一种具有防粘钢涂层的氧枪，其包括氧枪本体，所述氧枪本体包括喷口端的氧枪本体前段和远离喷口端的氧枪本体后段，所述氧枪本体前段外表面喷涂有防粘钢涂层；所述防粘钢涂层由内至外依次为粘结层和陶瓷防粘层。
优选的，所述粘结层的材质为Ni-Cr高温合金。
优选的，所述粘结层采用氧乙炔火焰喷涂或等离子喷涂技术制备而成。
优选的，所述陶瓷防粘层的材质为MgO稳定的ZrO2复合材料。
优选的，所述陶瓷防粘层采用氧乙炔火焰喷涂或等离子喷涂技术制备而成。
优选的，所述氧枪本体前段为6米。
本发明的第二个目的由如下技术方案实施：一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法，其包括如下步骤：(1)去除表面残余金属；(2)喷砂处理；(3)喷涂粘结层；(4)喷涂陶瓷防粘层；其中，
(1)去除表面残余金属：通过机械打磨或切割去除氧枪本体前段表面残余的金属；所述氧枪本体包括喷口端的氧枪本体前段和远离喷口端的氧枪本体后段，所述氧枪本体前段为6米。
(2)喷砂处理：然后对氧枪本体前段进行喷砂处理，提高其粗糙度；
(3)喷涂粘结层：采用等离子喷涂或氧乙炔火焰喷涂技术在所述氧枪本体前段表面喷涂粘结层；所述粘结层的材质为Ni-Cr高温合金；
(4)喷涂陶瓷防粘层：采用等离子喷涂或氧乙炔火焰喷涂技术在所述粘结层表面喷涂陶瓷防粘层；所述陶瓷防粘层的材质为MgO稳定的ZrO2复合材料。
具体的，步骤(2)中的喷砂处理时，喷砂压力为0.1-0.7MPa,喷砂颗粒主要成分为Al2O3，颗粒粒径为16-120目。
具体的，步骤(3)采用氧乙炔火焰喷涂粘结层时，乙炔压力为1.2bar，流量计球高为70mm；氧气压力为4bar，流量计球高60mm；压缩空气压力为4.5bar；喷涂距离为100-120mm；送粉速率为4kg/h；涂层沉积效率达80％；沉积厚度为20-60μm。
具体的，步骤(4)采用氧乙炔火焰喷涂陶瓷防粘层时，乙炔压力为1.2bar，流量计球高为75mm；氧气压力为4bar，流量计球高60mm；压缩空气压力为4.5bar；喷涂距离为90-130mm；送粉速率为1.5kg/h；涂层沉积效率可达60％；涂层的孔隙率约为5％，表面粗糙度约为Ra5um；沉积厚度为100-150μm。
本发明的优点：
1、降低因钢渣粘枪严重导致停炉清理修复成本，提高生产效率；
2、氧枪本体采用普通材质钢即可，节省原材料成本；本申请防粘钢涂层当达到使用寿命，无法使用时，将涂层磨掉，重新在氧枪本体上喷涂新涂层继续使用，无需更换氧枪本体，降低设备使用成本；
3、本发明镍铬合金做成的粘结层，具有更高的抗氧化性，可以有效吸收氧枪本体由于受热产生的膨胀，能够延长陶瓷防粘层的使用寿命；
4、本发明所述的陶瓷涂层，具有不沾渣特性和耐高温特性，可以有效防止钢渣飞溅沾到枪身上，防粘钢性能好，服役寿命长，粘渣周期由原来二十四小时粘二十三到二十四次，缩减到二十四小时之内粘渣三到四次；
5、氧枪本体总长是26米，前4-6米粘渣最为严重，后端基本不粘渣，本发明只对氧枪本体前段的5米进行改造和喷涂，大大降低制造成本；
6、通过喷涂本发明防粘钢涂层后，枪身使用寿命可以延长到原来的三到四倍。
附图说明：
图1是实施例1一种具有防粘钢涂层的氧枪结构示意图。
图2是实施例2一种具有防粘钢涂层的氧枪结构示意图。
图3是实施例3一种具有防粘钢涂层的氧枪结构示意图。
氧枪本体前段1，氧枪本体后段2，外套钢管2-1，氧枪枪管前段2-2，粘结层3，陶瓷防粘层4，连接焊口5，导向卡块6，导向槽7，环形槽8，第一标记凸台9，第二标记凸台10。
具体实施方式：
实施例1：如图1所示，一种具有防粘钢涂层的氧枪，其包括氧枪本体1，氧枪本体1包括喷口端的氧枪本体前段2和远离喷口端的氧枪本体后段3，本实施例中氧枪本体前段为5米。氧枪本体前段2外表面喷涂有防粘钢涂层；防粘钢涂层由内至外依次为粘结层4和陶瓷防粘层5。
粘结层的材质为Ni-20％Cr高温合金。粘结层采用氧乙炔火焰喷涂或等离子喷涂技术制备而成。氧枪本体1材质为20钢。
陶瓷防粘层的材质为MgO稳定的ZrO2复合材料，本实施例采用22％MgO-ZrO2。陶瓷防粘层采用氧乙炔火焰喷涂或等离子喷涂技术制备而成。
本实施例中所述的氧枪本体1为本领域常规的氧枪结构，例如江苏沪澄冶金氧枪有限公司生产的转炉氧枪，对其具体结构不再累述。
实施例2：如图2所示，一种具有防粘钢涂层的氧枪，其包括氧枪本体1，氧枪本体1包括喷口端的氧枪本体前段2和远离喷口端的氧枪本体后段3，本实施例中氧枪本体前段为4米。氧枪本体前段2包括外套钢管2-1和氧枪枪管前段2-2；氧枪枪管前段2-2与氧枪本体后段3一体成型，其内部结构与本领域常规的氧枪结构相同，材质为20钢；外套钢管2-1的内壁一端设有至少一个导向卡块6，氧枪枪管前段2-2的外壁沿轴向设有与导向卡块6相配合的导向槽7，氧枪枪管前段2-2靠近氧枪本体后段3的一端外壁上设有环形槽8，环形槽8的截面形状与导向卡块6相适应；且环形槽8与导向槽7相连通；外套钢管2-1套装于氧枪枪管前段2-2外，外套钢管2-1内壁与氧枪枪管前段2-2外壁贴合连接，导向卡块6卡接于环形槽8内；外套钢管2-1外表面喷涂有防粘钢涂层；防粘钢涂层由内至外依次为粘结层4和陶瓷防粘层5。外套钢管2-1的外壁对应导向卡块6位置设有第一标记凸台9，氧枪本体后段3外壁靠近氧枪本体前段2的一端设有第二标记凸台10，第二标记凸台10与导向槽7相对设置。
当防粘钢涂层当达到使用寿命，无法使用时，转动外套钢管2-1，使得导向卡块6在环形槽8内转动，当转至第一标记凸台9与第二标记凸台10相对时，导向卡块6转至导向槽7处时，向外拉动外套钢管2-1，导向卡块6沿导向槽7向外滑动，将外套钢管2-1抽出，然后以相反动作更换新的外表面喷涂有防粘钢涂层的外套钢管2-1，氧枪继续使用；外套钢管2-1材质为20钢。外套钢管2-1更换方便，当本申请防粘钢涂层当达到使用寿命，无法使用时，直接更换外套钢管2-1即可，无需将涂层磨掉，对氧枪枪管无任何损坏，无需更换氧枪，大大降低设备使用成本。
粘结层的材质为Ni-20％Cr高温合金。粘结层采用氧乙炔火焰喷涂或等离子喷涂技术制备而成。
陶瓷防粘层的材质为MgO稳定的ZrO2复合材料，本实施例采用22％MgO-ZrO2。陶瓷防粘层采用氧乙炔火焰喷涂或等离子喷涂技术制备而成。
实施例3：如图3所示，一种具有防粘钢涂层的氧枪，其包括氧枪本体1，氧枪本体1包括喷口端的氧枪本体前段2和远离喷口端的氧枪本体后段3，本实施例中氧枪本体前段为5米。氧枪本体前段2包括外套钢管2-1和氧枪枪管前段2-2；氧枪枪管前段2-2与氧枪本体后段3一体成型，其内部结构与本领域常规的氧枪结构相同，材质为20钢；外套钢管2-1套装于氧枪枪管前段2-2外，外套钢管2-1内壁与氧枪枪管前段2-2外壁贴合连接；外套钢管2-1靠近氧枪本体后段3的一端端口边缘与氧枪枪管前段2-2外壁焊接连接。外套钢管2-1外表面喷涂有防粘钢涂层；防粘钢涂层由内至外依次为粘结层4和陶瓷防粘层5。
当防粘钢涂层当达到使用寿命，无法使用时，将外套钢管2-1与氧枪枪管前段2-2外壁之间的连接焊口用气焊切开打平，然后将外套钢管2-1抽出，更换新的外表面喷涂有防粘钢涂层的外套钢管2-1，氧枪继续使用；外套钢管2-1材质为20钢。外套钢管2-1更换方便，当本申请防粘钢涂层当达到使用寿命，无法使用时，直接更换外套钢管2-1即可，无需将涂层磨掉，对氧枪枪管无任何损坏，无需更换氧枪，大大降低设备使用成本。
粘结层的材质为Ni-20％Cr高温合金。粘结层采用氧乙炔火焰喷涂或等离子喷涂技术制备而成。
陶瓷防粘层的材质为MgO稳定的ZrO2复合材料，本实施例采用22％MgO-ZrO2。陶瓷防粘层采用氧乙炔火焰喷涂或等离子喷涂技术制备而成。
实施例4：实施例1-3中一种具有防粘钢涂层的氧枪的氧枪表面防粘钢涂层的制备方法，其包括如下步骤：(1)去除表面残余金属；(2)喷砂处理；(3)喷涂粘结层；(4)喷涂陶瓷防粘层；其中，
(1)去除表面残余金属：通过机械打磨或切割去除氧枪本体前段2表面残余的金属；氧枪本体1包括喷口端的氧枪本体前段2和远离喷口端的氧枪本体后段3，氧枪本体前段2为6米。氧枪本体1材质为20钢。
(2)喷砂处理：然后对氧枪本体前段2进行喷砂处理，提高其粗糙度；喷砂压力为0.1-0.7MPa,喷砂颗粒主要成分为Al2O3，颗粒粒径为16-120目。
(3)喷涂粘结层：本实施例采用氧乙炔火焰喷涂技术在氧枪本体前段2表面喷涂粘结层4；粘结层5的材质为Ni-20％Cr高温合金；
采用氧乙炔火焰喷涂中，乙炔压力为1.2bar，流量计球高为70mm；氧气压力为4bar，流量计球高60mm；压缩空气压力为4.5bar；喷涂距离控制在100-120mm；送粉速率为4kg/h；涂层沉积效率达80％；沉积厚度为20-60μm。
(4)喷涂陶瓷防粘层：本实施例采用氧乙炔火焰喷涂技术在粘结层4表面喷涂陶瓷防粘层5；陶瓷防粘层5的材质为MgO稳定的ZrO2复合材料。
采用氧乙炔火焰喷涂中，乙炔压力为1.2bar，流量计球高为75mm；氧气压力为4bar，流量计球高60mm；压缩空气压力为4.5bar；喷涂距离控制在90-130mm；送粉速率为1.5kg/h；涂层沉积效率可达60％；涂层的孔隙率约为5％，表面粗糙度约为Ra5um沉积厚度为100-150μm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有防粘钢涂层的氧枪，其特征在于，其包括氧枪本体，所述氧枪本体包括喷口端的氧枪本体前段和远离喷口端的氧枪本体后段，所述氧枪本体前段外表面喷涂有防粘钢涂层；所述防粘钢涂层由内至外依次为粘结层和陶瓷防粘层。
2.根据权利要求1所述的一种具有防粘钢涂层的氧枪，其特征在于，所述粘结层的材质为Ni-Cr高温合金。
3.根据权利要求2所述的一种具有防粘钢涂层的氧枪，其特征在于，所述粘结层采用氧乙炔火焰喷涂或等离子喷涂技术制备而成。
4.根据权利要求1所述的一种具有防粘钢涂层的氧枪，其特征在于，所述陶瓷防粘层的材质为MgO稳定的ZrO2复合材料。
5.根据权利要求4所述的一种具有防粘钢涂层的氧枪，其特征在于，所述陶瓷防粘层采用氧乙炔火焰喷涂或等离子喷涂技术制备而成。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种具有防粘钢涂层的氧枪，其特征在于，所述氧枪本体前段为4-6米。
7.一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)去除表面残余金属；(2)喷砂处理；(3)喷涂粘结层；(4)喷涂陶瓷防粘层；其中，
(1)去除表面残余金属：通过机械打磨或切割去除氧枪本体前段表面残余的金属；
(2)喷砂处理：然后对氧枪本体前段进行喷砂处理，提高其粗糙度；
(3)喷涂粘结层：采用等离子喷涂或氧乙炔火焰喷涂技术在所述氧枪本体前段表面喷涂粘结层；所述粘结层的材质为Ni-Cr高温合金；
(4)喷涂陶瓷防粘层：采用等离子喷涂或氧乙炔火焰喷涂技术在所述粘结层表面喷涂陶瓷防粘层；所述陶瓷防粘层的材质为MgO稳定的ZrO2复合材料。
8.根据权利要求7所述的一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的喷砂处理时，喷砂压力为0.1-0.7MPa,喷砂颗粒主要成分为Al2O3，颗粒粒径为16-120目。
9.根据权利要求7所述的一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法，其特征在于，步骤(3)采用氧乙炔火焰喷涂粘结层时，乙炔压力为1.2bar，流量计球高为70mm；氧气压力为4bar，流量计球高60mm；压缩空气压力为4.5bar；喷涂距离为100-120mm；送粉速率为4kg/h；涂层沉积效率达80％。
10.根据权利要求7所述的一种氧枪表面防粘钢涂层的制备方法，其特征在于，步骤(4)采用氧乙炔火焰喷涂陶瓷防粘层时，乙炔压力为1.2bar，流量计球高为75mm；氧气压力为4bar，流量计球高60mm；压缩空气压力为4.5bar；喷涂距离为90-130mm；送粉速率为1.5kg/h；涂层沉积效率可达60％。
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CN112593042A (zh) * 2020-12-14 2021-04-02 中国兵器工业第五九研究所 氧枪喷头端面高温防护涂层及其制备方法

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