[发明专利]高炉风口或渣口表面处理方法

说明书

本发明涉及金属表面处理的扩散方法，具体为对铜或铜合金制的炼铁高炉风口或渣口表面进行多元金属共渗技术。

通常的高炉均装有送入热风的风口和排出的熔渣的渣口。为减少炉内高温影响，风口和渣口一般采用导热系数高的铜或铜合金铸成空腔形式。空腔内通入循环水冷却。由于风渣口顶端直接暴露在高炉内，不断地受炉内下降物料的撞击，飞溅的熔铁和熔渣的冲刷，附着的熔铁对局部发生的孔蚀，因此风渣口损伤是很激烈的，致使风口和渣口的使用寿命较短，如一般高炉风口使用寿命为30天左右，渣口寿命仅4-5天，甚至更短，故目前，提高风渣口使用寿命的问题已成为一项研究课题受到人们的重视。

现有技术中，提高高炉风、渣口使用寿命的措施很多，如有的采用改变材质，有的采用改进结构，但由于受多种条件限制都不能得到普遍推广，目前许多研究都转到风渣口的表面处理技术上来。如有的采用在风口或渣口表面喷涂。堆焊或刷镀硬质耐热保护层，但易脱落的问题一直没能很好解决。表面处理的一项较好技术是采用多元金属共渗方法。日本昭56-5284号特许公报介绍了一种高炉风口表面多元金属共渗处理方法，它是把铜或铜合金制的风口直接埋置在一种粉未型渗透剂中，在惰性气体中加热到700-950℃，经数小时取出即可。这种粉末型渗透剂由重量比为25-35%的高融点金属氧化物（由Ai₂O₃、ZrO₂、Ti₂、Cr₂O₃、SiO₂、ThO₂、MgO之中选用一种或一种以上）粉末，2-5%的金属铝粉末，60-72%的铝铁合金粉末和0.3-0.5%的卤族之素的铵盐混合配制而成。经这种表面处理的高炉风口表面形成了紧密结合为一体的附着层和渗透层，附着层是由高融点金属氧化物和铝铁铜互相熔着构成的，渗透层是铜-铝-铁合金层。具有这种表面层的风口较纯铜或铜合金风口硬度和使用寿命虽有较大提高，但是对一些恶劣的使用条件，其高温耐磨损、耐氧化、耐熔蚀性能仍不够理想。

本发明的目的就是提供一种进一步提高高炉风口和渣口表面硬度和使用寿命的多元金属共渗方法。

本发明提供的对铜或铜合金高炉风口或渣口表面处理方法，其要点是在渗透的金属元素中增加难熔金属成分，如铬、钼、钨等。为此需寻求最佳共渗方法和渗透催化剂。发明人经多次试验，最后确定了本发明提供的方法。该方法由两道工序组成，其中前道工序是将风口或渣口欲处理部位经除锈后先涂一层涂料型渗透剂。该涂料型渗透剂由金属铬、钼、钨或其合金粉末中选用一种或一种以上，与金属铝粉末、卤族元素的铬或钼或钨的化合物（作催化剂）、粘合剂（如可溶性树脂）混合配制而成。待该涂料层干燥后，转入下道工序，即将上述风口或渣口欲处理部位埋置在由金属铝粉、铝铁合金粉、卤簇元素的铵盐和高融点金属氧化物（由氧化镁、氧化铝或氧化钛中选用）混合配制的粉末型渗透剂中，并在惰性气体或氢气保护下，或在真空中，也可在其他与周围空气隔绝的条件下，加热到700-950℃，并在该温度下保持8-20小时取出。

上述涂料型渗透剂和粉末型渗透剂的组分可在下述范围内选择：

涂料型渗透剂（含量为重量比）：

1、颗粒直径小于0.177mm的难熔金属粉末（铬、钼、钨或其合金）：60-70%;

2、颗粒直径小于0.177mm的金属铝粉末：10-40%;

3、卤族元素的铬、钼、钨化合物：1-4%;

4、可溶性树脂：3-8%。

粉末型渗透剂（含量为重量比）：

1、颗粒直径小于0.177mm的金属铝粉末：2-5%;

2、颗粒直径小于0.177mm的铝铁合金（含铝50-70%）粉末：60-72%;

3、卤族元素的铵化合物：0.3-1.5;

4、高融点金属氧化物（由氧化铝、氧化镁、氧化钛中选取），颗粒直径小于0.177mm：25-35%。

涂料型渗透剂的涂复量可按干基计算100-500g/m²。