[发明专利]一种高炉冷却壁防护方法及防护涂层

说明书

技术领域

本发明涉及高炉冷却壁技术领域，具体的说是一种高炉冷却壁防护涂层及防护方法。

背景技术

腐蚀、磨损与防护一直是工业领域中倍受关注的课题。高炉冷却壁腐蚀是冶金行业中的一个重大问题。冷却壁的更换既费时又费钱。因此各国冶金部门均将高炉冷却壁的防腐与维修作为一项重大课题来研究。

高炉冷却壁是高炉内衬的重要水冷件，安装在高炉的炉身、炉腰、炉腹、炉缸等部位，不但承受高温，还承受炉料的磨损、熔渣的侵蚀和煤气流的冲刷，必须具备良好的热强度、耐热冲击、抗急冷急热性等综合性能。冷却壁能有效地防止炉壳受热和烧红，高炉内衬砖被烧蚀后主要靠渣皮保护冷却壁本身，并维持高炉的安全生产。因此，冷却壁的材质及性能好坏决定其工作寿命乃至高炉炉身的寿命。国内外钢铁企业的生产情况证明，高炉长寿的关键之一是实现冷却壁的长寿。因而提高冷却壁的质量和使用寿命是高炉长寿的一个重要研究课题。

从20世纪70年代开始，西方一些发达国家对高炉冷却壁进行了大量的研究及材质的更新。目前国外先进高炉的寿命可达15年以上，有的达20年以上，最近大修的部分高炉已将长寿目标定为30年。我国对冷却壁的制造、应用技术研究始于20世纪80年代中期，20多年来我国高炉冷却壁技术取得了长足的进展，但高炉冷却壁的设计研究和制作工艺与高炉长寿的目标还有一定的差距。目前我国很多高炉一代炉役无中修寿命低于10年，仅少数高炉可实现10～15年。高炉寿命的总体水平与国外先进水平相差较大.

要延长冷却壁使用寿命，不但要选择合理的材质，还要对冷却壁进行有效的防护。如何提高冷却壁的寿命是摆在各钢铁厂面前的难题。如果整体更换为高合金材料或铜冷却壁，虽然可以解决上述问题，但即不利于节能减排，也不利于钢材成本的降低。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种高炉冷却壁防护方法及防护涂层，在不影响冷却壁基体能力的前提下，涂层具有硬度高、耐高温氧化、耐磨损、优良的抗热震性能等特点，可显著延长高炉冷却壁的使用寿命，并具备成本低，可应用于冷却壁的现场施工等优点。

本发明提供的一种高炉冷却壁的防护方法，包括如下步骤：

a）．高炉冷却壁的表面预处理，清除冷却壁表面的附着物，同时使表面粗化和表面活化；

b）．高炉冷却壁表面喷涂打底合金层；所述打底合金层的合金元素包括Al、Fe、Ni、稀土元素，且质量百分比为：Al:3-10％,Fe:2-5％,Ni:80-90％,稀土元素:2-5％；

c）．在打底合金层表面喷涂工作合金层，所述工作合金层的合金元素包括Co、Cr、Mo、W、Ni、稀土元素；且质量百分比为：Co:1-3％,Cr:18-30％,Mo:10-20％,W:2-6％,稀土元素:2-5％，其余为Ni；

d）．对所述工作合金层、打底合金层进行后续封孔处理。

进一步的：

步骤b中，喷涂打底合金层时，采取的是超音速电弧喷涂，工艺条件是：电弧电压30-40V，工作电流：160-260A,压缩空气：0.6-0.8MPa；

步骤c中，喷涂工作合金层时，采取的也是超音速电弧喷涂，工艺条件是：电弧电压28-32V，工作电流：180-220A,压缩空气：0.6-0.8MPa。

进一步的：所述打底合金层的厚度为0.2-0.4mm；所述工作合金层的厚度为0.6-1.0mm。

优选的：所述工作合金层的厚度为0.6-0.8mm。

进一步的：步骤a中冷却壁表面预处理采用喷6-10目SiC砂进行清洁粗化和表面活化。

进一步的：步骤d所述后期封孔处理采用有机硅耐高温涂料将涂层的空隙进行密封，防止高温气体腐蚀基体。

本发明提供的一种高炉冷却壁防护涂层，其特征是：包括打底合金层、工作合金层；所述打底合金层喷涂在高炉冷却壁表面，所述工作合金层喷涂在所述打底合金层的表面；

所述打底合金层的合金元素包括Al、Fe、Ni、稀土元素，且质量百分比为：Al:3-10％,Fe:2-5％,Ni:80-90％,稀土元素:2-5％；

所述工作合金层的合金元素包括Co、Cr、Mo、W、Ni、稀土元素；且质量百分比为：Co:1-3％,Cr:18-30％,Mo:10-20％,W:2-6％,稀土元素:2-5％，其余为Ni。

进一步的：所述打底合金层的厚度为0.2-0.4mm；所述工作合金层的厚度为0.6-1.0mm。

优选的：所述工作合金层的厚度为0.6-0.8mm。

本发明的有益效果是：