专利名称：烟道受热面合金喷涂方法
技术领域：
本发明涉及一种合金喷涂方法，特别是涉及一种转炉汽化冷却烟道受热面合金喷涂方法。
背景技术：
在冶金工业的转炉生产中，由于溅渣护炉等工艺的采用，转炉汽化冷却活动烟罩、炉口固定段等受热面处会大量挂渣，挂渣会使烟道冷却效果降低、清理挂渣经常会损坏水冷璧，这就使得烟道寿命大大缩短。现有转炉汽化冷却烟道没有技术措施防止挂渣，因此活动烟罩、炉口固定段等受热段的寿命很短，通常在半年至一年左右即出现漏水现象。
合金喷涂技术工艺是一种复合技术，它利用各种不同的热源如电弧、等离子弧、燃烧火焰，将金属、合金、陶瓷塑料及其复合材料加热至融化或熔融状态，借助气流高速雾化，形成“微粒物流”沉积在已经预处理的工作表面，形成喷涂层，并可进一步形成具有合金结合性的喷熔层或重熔层，以适应不同的工况要求。
因此，可以合金喷涂技术应用于转炉汽化冷却烟道中，以便形成一种延长转炉检修周期、炼钢辅助设备寿命的一种新方法，以改善漏水现象。
发明内容
本发明的目的在于，克服转炉生产中的大量挂渣问题，而提供一种新的转炉汽化冷却烟道受热面合金喷涂方法，所要解决的技术问题是使其在转炉汽化冷却活动烟罩、炉口固定段等受易挂渣的热面处采用合金喷涂，使得受热面不易结渣，彻底解决挂渣问题，提高烟道寿命，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种烟道受热面合金喷涂方法，其包括以下步骤A.烟道状况检查，对烟道表面进行平整处理；B.喷砂除锈，选择用石英砂，使用0.3m3喷砂机对烟道表面进行除锈；C.喷砂粗化，选择用钢砂或棕钢玉砂对烟道表面进行粗化；D.喷涂底层，其采用Ni-Al合金线材，该合金组成Al5，余量Ni，该底层的厚度为40-60um；
E.喷涂工作层，其采用Ni-Cr-Mo合金线材，该合金线材的组成为Ni20～23，Cr24-27，余量Mo，粒子速度300-600m/s；该工作层的厚度为300-350um；F.喷涂面层，采用Ni-Cr-Ti合金线材，该合金线材的组成为Ni51-56，Cr40-45，余量Ti；厚度150-200um，工作温度电弧4000-5000℃，环境1600-1700℃，管壁600-700℃，结合强度30-50Mpa，孔隙率(0/0)2-3；G.封孔处理，封孔剂与日常油施工相同；H.固化封孔涂层，在高于300℃的温度下，保持30分钟。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的烟道受热面合金喷涂方法，其中所述的步骤B中，在除锈后，其基体表面要求达到Sa 3.0级。
前述的烟道受热面合金喷涂方法，其中所述的步骤C中，该烟道表面粗糙度要求达到Rz70-90μm。
前述的烟道受热面合金喷涂方法，其中所述的喷砂工序完成后，在不超过4小时内连续进行D、E、F步骤。
前述的烟道受热面合金喷涂方法，其中所述的D、E、F步骤中，喷涂操作分块进行，每达到100um厚涂层需要往复喷涂2-3遍，每块之间需有重叠，直至全部表面喷涂完成并达到400-500um的平均厚度。
前述的烟道受热面合金喷涂方法，其中所述的D、E、F步骤中，各个步骤之间的时间间隔不超过4小时。
前述的烟道受热面合金喷涂方法，其中所述的封孔处理是采用刷涂或气喷方式进行。
转炉汽化冷却烟道的活动烟罩、固定段烟道、移动烟罩氧枪口和副枪口以下(含氧枪口、副枪口)部分由于离转炉炉口近，在转炉生产时极易挂渣，挂渣后设备冷却不好、清理挂渣时很容易损伤受热面合，在上述部位采用超音速镍铬金喷涂后可以避免结渣，彻底解决挂渣问题，提高烟道寿命。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点1、保护烟道受热面延长烟道使用寿命。
2、杜绝因管壁破裂或被高温钢液洞穿造成的意外损失。
3、减少炼钢劳动强度和检修作业量。
4、改善了炼钢操作的工艺条件，使之可在更宽泛的工艺要求下吹炼和溅渣操作。
5、消除了挂渣假烟道漏水等带来的诸多安全隐患。
转炉化冷却烟道受热面合金喷涂技术能大大减少活动烟罩、炉口固定段等受热面的挂渣、大幅度提高烟道寿命，通过使用转炉汽化冷却烟道受热面合金喷涂技术，减少挂渣，可以将活动烟罩、炉口固定段等的使用寿命提高1年。
综上所述，本发明特殊的转炉汽化冷却烟道受热面合金喷涂方法，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，其使转炉汽化冷却烟道具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施例方式
以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的转炉汽化冷却烟道受热面合金喷涂方法其具体步骤、特征及其功效，详细说明如后。
本发明提出的转炉汽化冷却烟道受热面合金喷涂方法，其主要包括以下步骤A.烟道状况检查、B.喷砂除锈、C.喷砂粗化、D.喷涂底层、E.喷涂工作层、F.喷涂面层、G.封孔、H.烘烤固化。喷涂用压缩空气应保证干燥、洁净，含水率小于5.8g/m3，含油尘粒度≤0.01μm，残留油份≤0.001ppmw/w。
在一个工程量为50m2的实施例中，以一个施工周期的操作步骤说明如下A.烟道状况检查，在转炉的烟道制作完成后，须经过水压试验，试验合格后，即可用于进行喷涂施工，此时烟道内表面不必涂刷防腐漆层，需要进行喷涂的面积为50m2。并对烟道表面焊瘤、毛刺、尖锐边缘等表面缺陷进行平整处理。喷涂施工可在生产厂家或使用单位的开放场地上进行，喷涂施工环境要求通风、干燥。
B.喷砂除锈，选择用石英砂，使用0.3m3喷砂机，3人施工耗费10-12小时。除锈后的基体表面要求达到Sa 3.0级，即显露均匀一致的金属本色。
C.喷砂粗化，选择用钢砂或棕钢玉砂，表面粗糙度要求达到Rz70-90μm，3人施工需要4-6小时。
D.喷涂底层，采用Ni-Al合金线材(Al；5，余量Ni)，该层厚度50um。
E.喷涂工作层Ni-Cr-Mo合金线材(Ni；20-23，Cr 24-27)；粒子速度300-600m/s；厚度300-350um。
F.喷涂面层，采用Ni-Cr-Ti合金线材(Ni；51-56，Cr 40-45)，厚度150-200um，工作温度电弧4000-5000℃；环境1600-1700℃；管壁600-700℃，结合强度Mpa30-50，孔隙率(0/0)2-3。
在喷砂工序完成后不超过4小时内，连续进行D、E、F步骤。上述三个步骤中，底层具有粘结作用，使基材与工作层牢固结合；工作层具有抗磨、防高温腐蚀；面层具有抗磨，防沾渣。具体的喷涂方案为选择具有平特性电源性质的普通电弧喷涂机，配以超音速电弧喷涂枪。或者选择国际上先进的高速燃气电弧喷涂设备，如美国TSR(Unique Coat)公司的HVAF-ARC系统。
可采用同一设备，不同材料依次进行底层、工作层、面层的喷涂。喷涂按1m×1m分块进行，每达到0.1mm厚涂层需要往复喷涂2-3遍，每块之间需有重叠，直至全部表面喷涂完成并达到0.4-0.5mm的平均厚度。喷涂各层之间的间歇仍以不超过4小时为宜，喷涂50m2工程量达到规定厚度需36小时左右。
G.喷涂完成后4小时内应进行封孔处理。其作用在于耐磨、防沾。封孔剂采用纳米金属陶瓷封孔剂，其操作与日常油施工类似，可采用刷涂或气喷方式进行。两人同时喷涂可在2-3小时内完成。封孔层在常温状态下24小时表干，烟道可移动。
H.要发挥封孔涂层防沾渣和防磨作用，其固化需借助转炉开始生产时的烘炉过程，在高于300℃以上的温度下，30分钟该封孔层即可固化成形。
转炉汽化冷却烟道的活动烟罩、固定段烟道、移动烟罩氧枪口和副枪口以下(含氧枪口、副枪口)部分由于离转炉炉口近，在转炉生产时极易挂渣，挂渣后设备冷却不好、清理挂渣时很容易损伤受热面合，在上述部位采用超音速镍铬金喷涂后可以避免结渣，彻底解决挂渣问题，提高烟道寿命。
由上述技术方案，本发明至少具有下列优点1、保护烟道受热面延长烟道使用寿命。
2、杜绝因管壁破裂或被高温钢液洞穿造成的意外损失。
3、减少炼钢劳动强度和检修作业量。
4、改善了炼钢操作的工艺条件，使之可在更宽泛的工艺要求下吹炼和溅渣操作。
5、消除了挂渣假烟道漏水等带来的诸多安全隐患。
试验中，转炉汽化冷却烟道受热面采用合金喷涂方法后，转炉汽化冷却装置于自投产以来，生产很正常，运行安全可靠。转炉化冷却烟道受热面合金喷涂技术能大大减少活动烟罩、炉口固定段等受热面的挂渣、大幅度提高烟道寿命，通过使用转炉汽化冷却烟道受热面合金喷涂技术，减少挂渣，可以将活动烟罩、炉口固定段等的使用寿命提高1年。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种烟道受热面合金喷涂方法，适用于冶金生产中的炉汽化冷却烟道，其特征在于其包括以下步骤A.烟道状况检查，对烟道表面进行平整处理；B.喷砂除锈，选择用石英砂，使用0.3m3喷砂机对烟道表面进行除锈；C.喷砂粗化，选择用钢砂或棕钢玉砂对烟道表面进行粗化；D.喷涂底层，其采用Ni-Al合金线材，该合金组成Al5，余量Ni，该底层的厚度为40-60um；E.喷涂工作层，其采用Ni-Cr-Mo合金线材，该合金线材的组成为Ni20-23，Cr24-27，余量Mo，粒子速度300-600m/s；该工作层的厚度为300-350um；F.喷涂面层，采用Ni-Cr-Ti合金线材，该合金线材的组成为Ni51-56，Cr40-45，余量Ti；厚度150-200um，工作温度电弧4000-5000℃，环境1600-1700℃，管壁600-700℃，结合强度30-50Mpa，孔隙率(0/0)2-3；G.封孔处理，封孔剂与日常油施工相同；H.固化封孔涂层，在高于300℃的温度下，保持30分钟。
2.根据权利要求1所述的烟道受热面合金喷涂方法，其特征在于其中所述的步骤B中，在除锈后，其基体表面要求达到Sa 3.0级。
3.根据权利要求1所述的烟道受热面合金喷涂方法，其特征在于其中所述的步骤C中，该烟道表面粗糙度要求达到Rz70-90μm。
4.根据权利要求1所述的烟道受热面合金喷涂方法，其特征在于其中所述的D、E、F步骤中，各个步骤之间的时间间隔不超过4小时。
5.根据权利要求1所述的烟道受热面合金喷涂方法，其特征在于其中所述的D、E、F步骤中，喷涂操作分块进行，每达到100um厚涂层需要往复喷涂2-3遍，每块之间需有重叠，直至全部表面喷涂完成并达到400-500um的平均厚度。
6.根据权利要求1或4所述的烟道受热面合金喷涂方法，其特征在于其中所述的喷砂工序完成后，在不超过4小时内连续进行D、E、F步骤。
7.根据权利要求1所述的烟道受热面合金喷涂方法，其特征在于其中所述的封孔处理是采用刷涂或气喷方式进行。
全文摘要
本发明是关于一种烟道受热面合金喷涂方法，其包括以下步骤烟道状况检查，对烟道表面进行平整处理；喷砂除锈，选择用石英砂，使用0.3m
文档编号C23C4/02GK1958834SQ20051011737
公开日2007年5月9日 申请日期2005年11月3日 优先权日2005年11月3日
发明者张学锋, 朱惠民, 杨源满, 吴仕明, 贾京, 李玉芬, 张宏 申请人:中冶京诚工程技术有限公司, 上海金普泰表面工程有限公司