专利名称：一种炼焦用坩埚表面处理方法
技术领域：
本发明是一种对试验室炼制焦炭用的合金钢坩埚进行表面处理的方法，具体地说是一种炼焦用坩埚表面处理方法。
背景技术：
随着高炉强化冶炼技术的推广应用，焦炭在高炉内的骨架作用愈来愈受到炼铁和焦化工作者的共同关注。影响焦炭热性质的因素很多，在炼焦工艺固定时，选择和应用炼焦煤，并进行合理配煤是提高焦炭高温冶金热性能的主要途径。
目前由于各焦化厂常用的炼焦单种煤品种多，数量大，常常采用炼制坩埚焦炭的实验进行研究，以对单种煤焦炭、不同配比配煤的焦炭热性质作出评价，可优化选择配煤方案，为制定合理的生产配煤方案提供依据。焦炭是将煤在高温条件下隔绝空气进行干馏后的产物，
炼制坩埚焦的温度通常是1000±50°C，试验中用来炼焦的坩埚有刚玉坩埚和合金钢坩埚。用刚玉坩埚，炼焦后刚玉坩埚内外表面都比较光滑，无明显损坏，但刚玉坩埚在使用过程中容易产生裂纹或破裂；用合金钢坩埚，炼焦后合金钢坩埚内表面被煤粉或焦粉隔绝了空气的部份比较光滑，无明显损坏，在合金钢坩埚上面入口部分有氧化铁皮；外表面在使用过程中，形成很厚的、疏松的氧化层，有大量脱皮、剥落现象，导致坩埚壁厚薄严重不均，出现漏洞。因此刚玉坩埚或合金钢柑埚经常需要更换，坩埚使用寿命短，试验消耗成本高。因此解决坩埚表面的耐高温和耐氧化问题一直是炼焦技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种炼焦用坩埚表面处理方法，它可以解决坩埚表面的耐高温和耐氧化问题。本发明的技术方案是这样实现的它包括以下步骤 (1 )、将钢坩埚用稀盐酸浸泡除锈，然后用水冲洗干净； (2 )、将坩埚浸泡在丙酮溶液中进行除油；
(3 )、在丙酮中浸泡完后，取出再次放入流动的自来水中进行冲洗， 至坩埚表面光洁；
(4)、取出坩埚置于抽真空干燥箱中烘干，然后在抽真空干燥箱中 冷却至室温；
(5 )、将铝粉、三氧化二铝粉、氯化铵混合配置成固体复合剂； (6 )、在涂层箱的底部铺上固体复合剂；
(7)、将坩埚放入涂层箱，用固体复合剂充分包埋合坩埚，以保证 固体复合剂收縮时合坩埚不致露出；
(8 )、盖上涂层箱盖，并用耐火泥密封，将密封好的涂层箱放入箱 式电阻炉中进行扩散复合铝涂层；
(9 )、复合铝涂层后，取出坩埚冷至室温即可。
其中所述的固体复合剂的质量百分比为铝粉18-35%、三氧化二 铝粉64-81%、氯化铵1-2%。
本发明利用固体复合剂对合金钢坩埚表面进行复合铝涂层。复合 铝涂层原理铝或铝铁合金与活化剂(如氯化铵等)，在加热时发生 反应，氯化铵受热分解，反应如下NH4C1=NH3+HC1 、 6HC1+2A1=2A1C13+3H2;氯化铝与合金钢坩埚表面接触，反应如下 AlCl3+Fe=FeCl3+ [Al];在合金钢坩埚表面析出活性铝原子，活性铝 原子被合金钢坩埚表面吸附，然后向内扩散，形成复合铝涂层。
利用本方法对合金钢坩埚进行表面处理，在合金钢坩埚外表面复 合一层A120J莫，在高温氧化过程中无明显剥落现象，增强坩埚耐高 温氧化和防腐蚀性能，使用寿命大大延长，降低试验成本，提升了试 验装置性能，为试验研究工作顺利开展创造了有利条件；为优化选择 配煤方案，制定合理的生产配煤方案，保证或提高焦炭质量。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述实施例1
一材料准备
1基体合金钢坩埚
2涂层材料
铝粉200目，纯度〉95%;
三氧化二铝200目，纯度〉95°/0;
氯化铵化学纯；二涂层制作方法
1将合金钢坩埚用10%稀盐酸浸泡10 30分钟，进行除锈；
2取出合金钢坩埚放入流动的自来水中冲洗，用pH试纸检测水的酸
性，使冲洗后水的pH值同自来水pH值；
3将用水冲洗干净的坩埚取出后浸泡在丙酮溶液中进行除油，浸泡装置置于抽风橱内；
4在丙酮中浸泡一定时间，取出再次放入流动的自来水中进行冲洗，至坩埚表面光洁；
5取出合金钢坩埚置于抽真空干燥箱中烘干，烘箱温度170 18(TC;
然后在抽真空干燥箱中冷却至室温；6将质量百分比铝粉18%、三氧化二铝粉81%、氯化铵1%混合配置
成固体复合剂；7在涂层箱的底部铺上固体复合剂；
8从烘箱中取出烘干的合金钢坩埚放入涂层箱，用固体复合剂充分包
埋合金钢坩埚，以保证固体复合剂收縮时合金钢坩埚不致露出。9盖上箱盖，并用耐火泥密封；
10将密封好的涂层箱放入箱式电阻炉中；开启温度控制柜按照设定
的升温程序进行扩散复合铝涂层。11复合铝涂层后，取出涂层箱空冷至室温，开箱取出坩埚；12对坩埚表面进行清理，在合金钢坩埚表面就形成了一层均匀、表面平整的涂层。
13将制作的合金钢坩埚用于实验室炼制坩埚焦炭，坩埚表层由致密 连续无空隙的Al203层及铝铁化合物相组成，使坩埚具有耐高温氧化 和耐腐蚀的性能，并且该表面涂层硬度大、强度高、耐磨性好。
实施例2
表面处理的方法和步骤同实施例1，其中固体复合剂的质量百分
比为铝粉35%、三氧化二铝粉64%、氯化铵1%。 实施例3
表面处理的方法和步骤同实施例1，其中固体复合剂的质量百分 比为铝粉25%、三氧化二铝粉73%、氯化铵2%。
权利要求
1、一种坩埚表面涂层的方法，它包括以下步骤(1)、将钢坩埚用稀盐酸浸泡除锈，然后用水冲洗干净；(2)、将坩埚浸泡在丙酮溶液中进行除油；(3)、在丙酮中浸泡完后，取出再次放入流动的自来水中进行冲洗，至坩埚表面光洁；(4)、取出坩埚置于抽真空干燥箱中烘干，然后在抽真空干燥箱中冷却至室温；(5)、将铝粉、三氧化二铝粉、氯化铵混合配置成固体复合剂；(6)、在涂层箱的底部铺上固体复合剂；(7)、将坩埚放入涂层箱，用固体复合剂充分包埋合坩埚，以保证固体复合剂收缩时合坩埚不致露出；(8)、盖上涂层箱盖，并用耐火泥密封，将密封好的涂层箱放入箱式电阻炉中进行扩散复合铝涂层；(9)、复合铝涂层后，取出坩埚冷至室温即可。
2、 根据权利要求1所述的一种坩埚表面涂层的方法，其中所述 的固体复合剂的质量百分比为铝粉18-35%、三氧化二铝粉64-81%、 氯化铵1-2%。
全文摘要
本发明涉及一种炼焦用坩埚表面处理方法。它包括以下步骤(1)将钢坩埚用稀盐酸浸泡除锈、洗干净；(2)将坩埚浸泡在丙酮溶液中除油；(3)在丙酮中浸泡完后再次放入自来水中进行冲洗；(4)取出坩埚置于抽真空干燥箱中烘干，然后在抽真空干燥箱中冷却至室温；(5)将铝粉、三氧化二铝粉、氯化铵混合配置成固体复合剂；(6)在涂层箱的底部铺上固体复合剂；(7)将坩埚放入涂层箱，用固体复合剂充分包埋合坩埚；(8)将密封好的涂层箱放入箱式电阻炉中进行扩散复合铝涂层；(9)涂层后，取出坩埚冷至室温即可。本发明增强了坩埚耐高温氧化和防腐蚀性能，使用寿命大大延长，降低了试验成本。
文档编号C23C24/00GK101665939SQ200910272309
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者冀汉巍, 刘尚超, 宋子逵, 张前香, 张雪红, 薛改凤, 闻向东, 鹏 陈, 茹 项, 鲍俊芳 申请人:武汉钢铁(集团)公司