PL173579B1

PL173579B1 - Sposób wytwarzania dyszy wielkopiecowej

Info

Publication number: PL173579B1
Application number: PL94303576A
Authority: PL
Inventors: Włodzimierz Kowalczyk; Romuald Przytuła; Jerzy Kućmierz; Remigiusz Bróg; Edward Lis; Krzysztof Bogusławski
Original assignee: Huta Im Tadeusza Sendzimira Sa
Priority date: 1994-05-21
Filing date: 1994-05-21
Publication date: 1998-03-31
Also published as: PL303576A1

Abstract

Sposób wytwarzania dyszy wielkopiecowej jed- " nokomorowej lub dwukomorowej, intensywnie chłodzonej wodą, w którym na zewnętrzną powierzchnię dyszy wykonanej z miedzi lub stopu miedzi nakłada się dodatkowe warstwy materiałów, w tym warstwę zawierającą chrom lub nikiel, znamienny tym, ze dyszę podgrzewa się wstępnie do temperatury 400 - 450°C i zewnętrzną powierzchnię strefy czołowej dyszy napawa się stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosi miedź 28,0 - 32,0%, mangan 3,0 - 5,0%, krzem 0,5 - 1.5%, zelazo 1,0 - 1,5%, reszta nikiel lub brązem cynowym zawierającym wagowo 4,0 - 10,0% cyny reszta miedź, po czym obniza się temperaturę wstępnego podgrzania do temperatury 350 - 400°C i uprzednio utworzoną napoinę, która stanowi warstwę podkładową, napawa się powierzchniowo trudnotopliwym stopem wktórymwagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosi węgiel 4,5 - 6,0%, niob 6,0 - 10,0%, wanad 0,5 - 1,5%. wolfram 2,0 - 3,0%, molibden 5,0 - 8,0%, chrom 15,0 - 28,0% reszta zelazo z tym, ze w trakcie obu napawań utrzymuje się w napawanej strefie dyszy zadane temperatury wstępnych podgrzań, a po utworzeniu napoiny z trudnotopliwego stopu, która stanowi warstwę zewnętrzną, prowadzi się powolne studzenie napawanej dyszy z szybkoscią stygnięcia nie przekraczającą 50°C/godzinę. korzystnie w komorze termoizolacyjnej

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dyszy wielkopiecowej, wykonanej z miedzi lub ze stopu miedzi, jednokomorowej lub dwukomorowej, intensywnie chłodzonej wodą.

Pomimo intensywnego chłodzenia wodą najczęściej dysza w dolnej części strefy czołowej ulega przypaleniu. Przyczyną przepalenia tej części dyszy jest jej bezpośredni kontakt z płynną surówką przy podniesieniu się poziomu surówki i żużla w garze wielkiego pieca w wyniku obsuwania się narostów lub zarośnięciu garu. Przepalenie dyszy w górnej części strefy czołowej występuje zdecydowanie rzadziej, a spowodowane jest działaniem ściekającej surówki. Gdy dysza zostanie przepalona, to uwolniona woda chłodząca przedostaje się do wnętrza pieca. Jest to zjawisko stwarzające zagrożenie dla obsługi wielkiego pieca, zakłócające przebieg procesu technologicznego oraz wpływające niszcząco na węglowe wyłożenie garu wielkiego pieca.

Znane są w literaturze patentowej sposoby wytwarzania dyszy wielkopiecowej. W opisie patentowym polskim nr 97 732 ujawniono znany z patentu japońskiego nr 7 401 683 sposób, który polega na tym, że miedziany korpus dyszy wielkopiecowej, zwłaszcza jego końcówkę pokrywa się najpierw warstwą chromu wysokiej gęstości i czystości, a następnie na tę warstwę nakłada się wysoko wytrzymałą drugą warstwę chromu, przy czym pierwszą warstwę nakłada się przez zabieg parowania przeprowadzony w stosunkowo wysokiej temperaturze, natomiast warstwę drugą nakłada się metodą elektryczną. Znany z opisu patentowego nr 97 732 sposób wytwarzania dysz wielkopiecowych zawiera również sposób zwiększenia trwałości uformowanej z miedzi dyszy. W tym celu dyszę utwardza się powierzchniowo na jej zewnętrznej powierzchni, zwłaszcza jej końcówkę na długości około 200 mm przez rolowanie, /walcowanie/ z siłą 500 kG/mm² dla uzyskania twardości 80 HB i poleruje, aż do uzyskania chropowatości poniżej 0,63 mikrona, oraz piaskuje w czasie około 5 minut, po czym powleka się warstwą

173 579 o grubości 100-150 mikronów metodą natryskową tlenkiem aluminium z dodatkiem niklu w ilości 1,5%.

atAntniWTO -n-r 1 ^rrłac^oiiwrsok uivmv V» j m ii*. Iv«-/ .zc/y , Łj^iujzjUJ »» j nuie.

i naKrw w rsnlelkim nmcipn • - nlKi .......... — .......................

sts.re . * ¹¹ *’ p*V1010.ll ujawnia, że próbowano wykonać dysze wielkopiecowe z miedzi pokrytej innym metalem na bazie niklu lub kobaltu i chromu i przez pokrycie ceramiczne na bazie aluminium lub cyrkonu z lub, bez pokrycia pośredniego, ze spieku ceramiczno-metalowego łączącego wymienione metale.

Sposób według wynalazku polega na tym, że dyszę wielkopiecową, jednokomorową lub dwukomorową, intensywnie chłodzoną wodą, wykonaną z miedzi lub stopu miedzi, podgrzewa się wstępnie do temperatury 400-450°C i zewnętrzną powierzchnię strefy czołowej dyszy napawa się stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosi: miedź 28,0 - 32,0%, mangan 3,0 - 5,0%, krzem 0,5 - 1,5%, żelazo 1,0 - 1,5%, reszta nikiel lub brązem cynowym zawierającym wagowo: 4,0 - 10,0% cyny, reszta miedź, po czym obniża się temperaturę wstępnego podgrzania do temperatury 350 - 400°C i uprzednio utwoizoiią napuiiię, która stanowi warstwę podkładową., napawa się puwieizchiiiowo trudnotopliwym stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosi: węgiel 4,5 - 6,0%, niob 6,0 - 10,0%, wanad 0,5 - 1,5%, wolfram 2,0 - 3,0%, molibden 5,0 - 8,0%, chrom 15,0 - 28,0%, reszta żelazo z tym, że w trakcie obu napawań utrzymuje się w napawanej strefie dyszy zadane temperatury wstępnych podgrzań, a po utworzeniu napoiny z trudnotopliwego stopu, która stanowi warstwę zewnętrzną, prowadzi się powolne studzenie napawanej dyszy z szybkością stygnięcia nie przekraczającą 50°C/godzinę, korzystnie w komorze termoizolacyjnej. W trakcie napawania zadane temperatury wstępnych podgrzań w napawanej strefie dyszy utrzymuje się przez ewentualne dogrzewanie. W sposobie według wynalazku korzystne jest wytworzenie warstwy podkładowej o grubości 3-4 mm i warstwy zewnętrznej o grubości 3-5 mm.

W sposobie według wynalazku powierzchnię strefy czołowej dyszy napawa się warstwą trudnotopliwego stopu zawierającego dużą ilość węgla przy jednoczesnej wysokiej zawartości pierwiastków węglikotwórczych, głównie niobu, wanadu, wolframu i molibdenu, tworzących węgliki typu MeC, Me2C, czyli węgliki o prostej sieci krystalicznej. Sieci takich węgiików tworzą fazy międzywęzłowe, prawie nie rozpuszczają się w austenicie, wobec czego są połączeniami bardzo stabilnymi również w wysokich temperaturach. Tego typu węgliki posiadają bardzo wysoką temperaturę topnienia, w zakresie 2000 - 3500°C. W sposobie według wynalazku, w celu relaksacji naprężeń powstających w wyniku różnorodnej rozszerzalności cieplnej materiału, z którego wykonana jest dysza oraz napawanej warstwy trudnotopliwego stopu, wprowadzona jest warstwa podkładowa ze stopu zawierającego miedź, nałożoną metodą napawania.

Rozwiązanie według wynalazku skutecznie zabezpiecza przed przepaleniem dyszę, szczególnie dolną część strefy czołowej dyszy, która ma bezpośredni kontakt z płynną surówką oraz żużlem i najbardziej narażona jest na szybkie przepalenie.

Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania zilustrowanych rysunkiem, na którym pokazano w przekroju podłużnym dysze wielkopiecowe z napawanymi powierzchniami. Fig. 1 przedstawia dyszę jednokomorową, a fig. 2 dyszę dwukomorową.

Przykład I. Dyszę jednokomorową wstępnie nagrzano w piecu komorowym do temperatury 450°C. Po nagrzaniu, zewnętrzną powierzchnię 1 strefy czołowej dyszy napawano stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosił: miedź 28,0%, mangan 3,0%, krzem 1,5%, żelazo 1,5% nikiel 66,0%. W czasie napawania utrzymywano temperaturę wstępnego podgrzania napawanej strefy dyszy. Przy spadku temperatury poniżej 400°C, dogrzewano strefę napawania dyszy przy użyciu palnika gazowego. Utworzona ze stopu napoina o grubości 4 mm stanowiła warstwę podkładową 2. Bezpośrednio po wykonaniu warstwy podkładowej 2, obniżono temperaturę wstępnego podgrzania dyszy. W temperaturze 370°C, warstwę podkładową 2 napawano trudnotopliwym stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosił: węgiel 5,0%, niob 6,0%, wanad 0,5%, wolfram 2,0%, molibden 6,0%, chrom 25,0%, żelazo 55,5%. W czasie napawania utrzymano temperaturę wstępnego podgrzania napawanej strefy dyszy - temperatura nie spadła poniżej 350°C. Utworzona napoina z trudnotopliwego stopu

173 579 stanowiła warstwę zewnętrzną 3 o grubości 4 mm. Następnie napawaną dyszę umieszczono w komorze termoizolacyjnej zapewniając powolne stygnięcie z szybkością 50°C/godzinę. Po ostygnięciu dyszy, za pomocą szlifierki zeszlifowano nierówności warstwy zewnętrznej 3.

Przykład II. Dyszę dwukomorową wstępnie nagrzano w piecu komorowym do temperatury 420°C, Po nagrzaniu, zewnętrzną powierzchnię 1 strefy czołowej dyszy napawano stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosił: miedź 32,0%, mangan 5,0%, krzem 0,5%, żelazo 1,0%, nikiel 61,5%. W czasie napawania utrzymano temperaturę wstępnego podgrzania napawanej strefy dyszy - temperatura nie spadła poniżej 400°C. Utworzona ze stopu napoina o grubości 3 mm stanowiła warstwę podkładową 2. Bezpośrednio po wykonaniu warstwy podkładowej 2, obniżono temperaturę wstępnego podgrzania dyszy. W temperaturze 360°C, warstwę podkładową 2 napawano trudnotopliwym stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosił: węgiel 5,5%, niob 8,0%, wanad 1,5%, wolfram 2,5%, molibden 7,5%, chrom 18,0%, żelazo 57,0%. W czasie napawania utrzymywano temperaturę wstępnego podpuuAu iviupviuuuj p/ui, uugizuwauu liV!φ ^ILUinu nap, napawania dyszy palnikiem gazowym. Wytworzona napoina z trudnotopliwego stopu o grubości 3,0 mm stanowiła warstwę zewnętrzną 3. Następnie napawaną dyszę umieszczono w komorze termoizolacyjnej zapewniając powolne stygnięcie dyszy z szybkością 45°C/godzinę. Po ostygnięciu dysza nie wymagała szlifowania.

Przykład III. Dyszę jednokomorową wstępnie nagrzano w piecu komorowym do temperatury 430°C. Po nagrzaniu, zewnętrzną powierzchnię 1 strefy czołowej dyszy napawano brązem cynowym zawierającym wagowo: 10,0% cyny i 90,0% miedzi. W czasie napawania utrzymywano temperaturę wstępnego podgrzania napawanej strefy dyszy. Przy spadku temperatury poniżej 400°C, dogrzewano strefę napawania dyszy przy użyciu palnika gazowego. Utworzona ze stopu napoina stanowiła warstwę podkładową 2 o grubości 3 mm. Bezpośrednio po wykonaniu warstwy podkładowej 2, obniżono temperaturę wstępnego podgrzania dyszy. W temperaturze 360°C, warstwę podkładową 2 napawano trudnotopliwym stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosił: węgiel 4,5%, niob 6,0%, wanad 0,5%, wolfram 3,0%, molibden 5,0%, chrom 15,0%, żelazo 66,0%. W czasie napawania utrzymano temperaturę wstępnego podgrzania napawanej strefy dyszy temperatura nie spadła poniżej 350°C. Utworzona napoina z trudnotopliwego stopu stanowiła warstwę zewnętrzną 3 o grubości 5 mm. Następnie napawaną dyszę umieszczono w komorze termoizolacyjnej zapewniając powolne stygniecie dyszy z szybkością 30°C/godzinę. Po ostygnięciu dyszy, za pomocą szlifierki zeszlifowano większe nierówności warstwy zewnętrznej 3.

Przykład IV. Dyszę dwukomorową wstępnie nagrzano w piecu komorowym do temperatury 440°C. Po nagrzaniu, zewnętrzną powierzchnię 1 strefy czołowej dyszy napawano brązem cynowym, który zawierał wagowo: 4,0% cyny i 96,0% miedzi. W czasie napawania utrzymano temperaturę wstępnego podgrzania napawanej strefy dyszy - temperatura nie spadła poniżej 400°C. Utworzona ze stopu napoina o grubości 3,5 mm stanowiła warstwę podkładową 2. Bezpośrednio po wykonaniu warstwy podkładowej 2, obniżono temperaturę wstępnego podgrzania dyszy. W temperaturze 360°C warstwę podkładową 2 napawano trudnotopliwym stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosił: węgiel 6,0%, niob 10,0%, wanad 1,0%, wolfram 2,0%, molibden 8,0%, chrom 28,0%, żelazo 45,0%, W czasie napawania utrzymywano temperaturę wstępnego podgrzania napawanej strefy dyszy. Przy spadku temperatury poniżej 350°C, dogrzewano strefę napawania dyszy palnikiem gazowym. Wytworzona napoina z trudnotopliwego stopu o grubości 3,5 mm stanowiła warstwę zewnętrzną 3. Następnie napawaną dyszę umieszczono w komorze termoizolacyjnej zapewniając powolne stygnięcie dyszy z szybkością 45°C/godzinę. Po ostygnięciu dysza nie wymagała szlifowania.

Przykład V. Dyszę dwukomorową wstępnie nagrzano w piecu komorowym do temperatury 440°C. Po nagrzaniu, zewnętrzną powierzchnię 1 strefy czołowej dyszy napawano brązem cynowym, który zawierał wagowo: 7,0% cyny i 93,0% miedzi. W czasie napawania utrzymano temperaturę wstępnego podgrzania napawanej strefy dyszy - temperatura nie spadła poniżej 400°C. Utworzona ze stopu napoina o grubości 3,5 mm stanowiła warstwę podkłado173 579 wą 2. Bezpośrednio po wykonaniu warstwy podkładowej 2, obniżono temperaturę wstępnego podgrzania dyszy. W temperaturze 370°C warstwę podkładową 2 napawano trudnotopliwym stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosił: węgiel 5,0%, niob 6,0%, wanad 0,5%, wolfram 2,0%, molibden 6,0%, chrom 25,0%, żelazo 55,5%. W czasie napawania utrzymywano temperaturę wstępnego podgrzania napawanej strefy dyszy. Przy spadku temperatury poniżej 350°C, dogrzewano strefę napawania dyszy palnikiem gazowym. Wytworzona napoina z trudnotopliwego stopu o grubości 3,5 mm stanowiła warstwę zewnętrzną 3. następnie napawaną dyszę umieszczono w komorze termoizolacyjnej zapewniając powolne stygnięcie dyszy z szybkością 40°C/godzinę. Po ostygnięciu dyszy, za pomocą szlifierki zeszlifowano większe nierówności warstwy zewnętrznej 3.

173 579

Fg. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania dyszy wielkopiecowej jednokomorowej lub dwukomorowej, intensywnie chłodzonej wodą, w którym na zewnętrzną powierzchnię dyszy wykonanej z miedzi lub stopu miedzi nakłada się dodatkowe warstwy materiałów, w tym warstwę zawierającą chrom lub nikiel, znamienny tym, że dyszę podgrzewa się wstępnie do temperatury 400 - 450°C i zewnętrzną powierzchnię strefy czołowej dyszy napawa się stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosi: miedź 28,0 - 32,0%, mangan 3,0 - 5,0%, krzem 0,5 - 1,5%, żelazo 1,0 - 1,5%, reszta nikiel lub brązem cynowym zawierającym wagowo: 4,0 - 10,0% cyny, reszta miedź, po czym obniża się temperaturę wstępnego podgrzania do temperatury 350 - 400°C i uprzednio utworzoną napoi nę.która siano w i warstwę podkładową, napawa się powierzchniowo trudnotopliwym stopem, w którym wagowy udział poszczególnych składników w przeliczeniu na czysty składnik wynosi: węgiel 4,5 - 6,0%, niob 6,0 - 10,0%, wanad 0,5 - 1,5%, wolfram 2,0 - 3,0%, molibden 5,0 - 8,0%, chrom 15,0 28,0%, reszta żelazo z tym, że w trakcie obu napawań utrzymuje się w napawanej strefie dyszy zadane temperatury wstępnych podgrzań, a po utworzeniu napoiny z trudnotopliwego stopu, która stanowi warstwę zewnętrzną, prowadzi się powolne studzenie napawanej dyszy z szybkością stygnięcia nie przekraczającą 50°C/godzinę, korzystnie w komorze termoizolacyjnej.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytwarza się warstwę podkładową o grubości 3-4 mm.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wytwarza się warstwę zewnętrzną o grubości 3-5 mm.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w trakcie napawania zadane temperatury wstępnych podgrzań w napawanej strefie dyszy utrzymuje się przez dogrzewanie.