[发明专利]一种艾萨炉冶炼长寿命喷枪陶瓷涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种艾萨炉冶炼长寿命喷枪之陶瓷涂层及其制备方法。所述陶瓷涂层由沉积于基体之上的粘结层和粘结层之上的陶瓷层组成，所述粘结层与陶瓷层依次通过喷涂方式沉积于基体上。其制备方法，包括喷砂除尘、火焰喷涂、离子喷涂和热处理四步骤。本发明基于陶瓷涂层中稀土氧化物的添加，使得顶层陶瓷涂层具有更好相稳定性、更低烧结速率和导热系数。制备过程利用大气等离子喷涂制备陶瓷层，能有效的阻止熔体的高温扩散，进一步增加了枪体的使用寿命。本发明之陶瓷涂层既有良好的隔热效果，又有抗高温氧化及热冲击性能。而且采用的粘结层合金对合金枪体的使用寿命提升明显，能延长喷枪的使用寿命。广泛应用于冶炼铜、铅、锗、锡矿等矿产的冶炼。

技术领域

本发明属于冶金领域，尤其属于艾萨炉冶炼技术领域。具体涉及一种艾萨炉冶炼长寿命喷枪陶瓷涂层及其制备方法。

背景技术

艾萨熔炼法是一种熔池熔炼法，通过喷枪把富氧空气强制鼓入熔池，使溶池产生强烈搅动加快化学反应的速度，充分利用精矿中的硫、铁氧化所放出的热量进行熔炼，同时产出高品位金属。采用艾萨熔炼法可以熔炼铜精矿产出铜锍、直接熔炼硫化精铅矿生产粗铅、熔炼锡精矿生产锡，也可以处理冶炼厂的各种渣料及再生料等。艾萨法熔炼技术的广泛使用大大提高了生产效率。

艾萨炉采用衬有耐火砖的平顶圆形炉体，由炉壳、炉衬、炉底、炉墙、炉顶、喷枪、喷枪夹持架及升降装置、加料装置、上升烟道以及熔体排放出口等组成。喷枪由炉顶插入炉内，向炉中的熔融体内的渣和金属的混合物喷射气体、氧气和燃料，形成在熔池内的熔体-炉料-气体之间造成强烈的搅拌与混合，强化了热量传递、质量传递和化学反应速率，在燃料需求和生产能力方面产生较高的经济效益。炉内熔渣溅起时在喷枪上形成挂层，保护了喷枪露出熔融体部分不受强烈腐蚀环境的损坏。艾萨炉的产品金属和渣的混合物从炉底部带有冷却水套的熔体排放出口排出，进入沉淀炉，利用冰铜和渣的不同比重分离。

艾萨熔炼法的特点在于其独特的喷枪低压旋涡器设计。艾萨炉喷枪的作业压力为80千帕左右，采用单段吹风机即可提供燃烧气体，不必使用昂贵的压缩机。喷枪固定在一个滑架上，与管路连接。滑架的各种管接头分别用金属软管与车间供油、供风管道相接。喷枪头部插入渣层的深度，根据喷吹气体压力变化由计算机自动调节。浸没在渣中的喷枪往往会被铅渣腐蚀而失效，频繁的换枪操作会严重影响整个熔炼过程，进而影响经济效益。因此，寻求一种合金涂层材料能够降低艾萨炉喷枪在使用过程中的烧蚀和氧化是解决这一问题的有效途径。

发明内容

本发明第一目的在于提供一种艾萨炉冶炼长寿命喷枪之陶瓷涂层，以期能有效降低枪体在熔炼过程中的烧损速度，提高喷枪端部抗烧穿能力。

本发明的第一目的是这样实现的，所述艾萨炉冶炼长寿命喷枪之陶瓷涂层，所述陶瓷涂层由沉积于基体之上的粘结层和粘结层之上的陶瓷层组成，所述粘结层与陶瓷层依次通过喷涂方式沉积于基体上。

本发明的另一目的是这样实现的，所述艾萨炉冶炼长寿命喷枪之陶瓷涂层的制备方法，包括喷砂除尘、火焰喷涂、离子喷涂和热处理步骤，具体包括：

（1）喷砂除尘：对不锈钢喷枪用喷砂磨料进行喷砂和除尘处理；

（2）火焰喷涂：除尘后的喷枪用合金粘结层粉末进行超音速火焰喷涂在枪体上沉积粘结层；

（3）离子喷涂：在喷涂好的合金粘结层上用稀土粉通过等离子喷涂至少沉积一层陶瓷涂层；

（4）热处理：对制备好涂层的枪体进行热处理，热处理温度为1000~1300℃，1.5~3h，随炉升降温。