专利名称：炼铁高炉风口表面熔渗合金处理方法
技术领域：
本发明属于金属表面热处理方法。特别是一种高炉铜制风口表面熔渗合金处理方法，适用于风口表面的热处理。
高炉风口是炼铁高炉易损关健部件，在炉内要承受2000℃左右的高温氧化，高温熔蚀，有害气体的腐蚀，由于喷吹带来的高速回转的焦粉及铁粉的磨损，一但烧坏即需要停炉更换，直接影响高炉的炼铁产量和经济效益。故延长风口的使用寿命，是炼铁行业很关注的问题。目前采用的方法，提高风口材质纯度及风口内部水道结构，在风口受热工作面堆焊高熔点合金，喷涂高熔点金属氧化物，多元单质金属共渗风口，综上所述方法各有利弊，如果提高材质纯度和改变风口内部水道结构，生产成本较高，需增加水循环设备，如果采用堆焊风口，由于焊接熔池温度很高，而风口本体导热速度较快，由于冷热收缩不同步而造成内应力方向复杂，产生微针孔或龟裂。如果采用多元金属共渗风口，虽然能够提高使用寿命，但在加工中需要隋性气体保护，而且渗入单质金属元素有限，使用性能亦有限，渗层厚度硬度不稳定，韧性及抗高温氧化性不佳。
本发明的目的在于提供一种具有寿命长，稳定性能好，机械性能高的炼铁高炉风口表面熔渗合金处理方法。
本发明的目的通过如下机理实现高炉风口表面熔渗合金处理方法，其机理在于采用重氯化络合复合金属元素，在催化沸解作用下，进行化学反应，利用微波原理使参加反应的各种金属试剂，分子与分子之间产生高速摩擦，生热裂解，缩合而成新型物质，促渗剂与复合金属渗剂在活性分子作用下，使熔渗介质有序地向结晶器表面移动，在特定的温度与时间内，形成熔渗合金层，具有抗高温氧化，抗高温磨损，耐腐蚀，熔融的特性。
本发明的目的通过如下方案实现高炉风口表面熔渗合金处理方法，其实质是采用活化剂，促熔剂，复合金属渗剂，保护剂，在特定温度及时间内达到合金熔渗之目的。本发明的处理方法是1，首先将予处理风口加温至300～350℃时，取出在需渗部位涂刷活化剂，用水冲洗至中性，再涂刷活化辅助剂，再用水冲洗至中性，此时风口需保持30℃～50℃余温。2、在需要熔渗部位涂刷促渗剂，不需熔渗部位涂刷保护剂。待自然干燥后，置于渗箱，渗箱铺置30mm厚复合金属渗剂，向需渗工件表面充填20mm复合金属渗剂，在不需熔渗部分充填固体保护剂。3、将渗箱送入加热炉内，在500～950℃阶梯温度范围内，经时效18～24小时的熔渗处理，出炉温度在300℃～250℃，届时清理风口表面附着物。
一、上述方法中所说的活化剂，由65％的硝酸，2％的硝酸铝，3％的硝酸镍，余量加水组成。按比例配置后，向风口需渗部位边涂刷边用水冲洗至中性，目的在于活化去污。活化辅助剂是由60％的水，25％的乙醇，10％的盐酸，5％的三氯化铁配制的混合液，将风口需渗部位置于混合液中，涂刷3分钟，然后用水冲洗至中性，将风口表面擦干。
二、上述方法中所说的促渗剂由如下方法制取促渗剂由重氯化络合物，合金粉末，胶合液组成，其中，(1)重氯化络合物由42％纯水，30％盐酸，10％铬酸酐或铬酸钾或氯化铬，6％氯化镍，8％氯化稀土，4％可溶性淀粉组成，取上述比例各种物质混合均匀后沸解2小时，然后采用微波加热器缩合制取重氯化络合物至无水份状态。(2)合金粉末由0.5％稀土合金粉，0.5％铬粉，0.5％锆粉，0.5％银粉，5％铝镍合金粉，8％铜镍锰钴合金粉，10％钨粉，40％钼粉，余量为涂料型铝粉混合制取。(3)胶合液由5％氨水，10％聚乙稀醇，85％乙醇，混合制取(4)取10％重氯化络合物，50％胶合液，研合均匀，后加入40％合金粉末，调合至油漆状，制得促渗剂。
三、根据上述方法中所说的保护剂，由20％石墨粉，20％磷片粉，10％碳化硼，和50％胶合液组成，将上述物质混合调合至油漆状，制得保护剂。
四、根据上述方法中所说的复合金属渗剂由如下方法制取(1)复合金属渗剂由50％纯铝，15％稀土铝镁合金或稀土合金，13％65锰硅钢，10％低碳素钢，5％1铬18镍9钛钢，5％35铬钼钒钢，2％氯化钠或氟化钠组成，将上述金属合金经熔炼后冷淬处理，破碎后研磨至100～150目的合金粉末。(2)取上述合金粉末50％，氧化铝粉42％，工业铝粉3.5％，发气铝粉3％，氯化氨1.5％，经充分研磨均匀制取复合金属渗剂。
五、根据上述方法中所说的固体保护剂由95％铸造砂与5％的碳粉混合制成。
实施例
图1是本发明高炉风口熔渗合金处理温度阶梯曲线。
图2是本发明渗箱结构示意图。
图1中1、箱盖、2、固体保护剂、3、风口、4、箱芯、5、复合金属渗剂，高炉风口熔渗合金处理方法1、首先将予处理风口加温至320℃，取出在需渗部位涂刷活化剂，然后用水冲洗至中性，再涂刷活化辅助剂，之后再用水冲洗至中性，保持风口温度为40℃。
2、在需熔渗部位涂刷促渗剂，不需熔渗部位涂刷保护剂，待自然干燥后置于渗箱，渗箱底铺置30mm厚的合金金属渗剂，待渗工件表面充填20mm复合金属渗剂，如图2所示。
3、将渗箱送入加热炉内，在500～950℃阶梯温度范围内，时效24小时，如图1所示。出炉温度为300℃，届时清理工件表面附着着物。
其中，上述方法中所说的(一)活化剂硝酸650克，硝酸铝20克，硝酸镍30克，余量加水组成。
(二)活化辅助剂由乙醇250克，盐酸100克，三氯化铁50克，余量为水配制的混合液。
(三)促渗剂促渗剂由如下方法制取促渗剂由重氯化络合物、合金粉末、胶合液组成，其中，(1)重氯化络合物由纯水420克，盐酸300克，铬酸酐100克，氯化镍100克，氯化稀上80克，可溶性淀粉40克组成。将上述比例各物质混合均匀后沸解2小时，然后用微波加热器缩合至无水状态，制取重氯化络合物。
(2)合金粉末由稀上合金粉5克，铬粉5克，锆粉5克，银粉5克，铝镍合金粉50克，铜镍锰钴合金粉80克，钨粉100，钼粉400克，涂料型铝粉350克，混合制取。
(3)胶合液由氨水50克，聚乙稀醇100克，乙醇850克，混合制取。
(4)取重氯化络合物50克，胶合液250克，研合均匀后，加入230克合金粉末，调合至油漆状，制得促渗剂。
(四)保护剂由石墨粉200克，磷片粉200克，碳化硼100克，胶合液500克，混合调合至油漆状，制得保护剂。
(五)复合金属渗剂取纯铝5300克稀上铝镁合金1500克，65锰硅钢1000克，低碳素钢1000克，1铬18镍9钛钢500克，35铬铝钒钢500克，氯化钠200克，将上述物质熔炼后冷淬处理，破碎研磨至100目的合金粉。
取上述合金粉5000克，氧化铝粉4200克，工业铝粉350克，发气铝粉300克，氯化氨150克，充分研磨均匀制取复合金属渗剂。
六、固体保护剂；取铸造砂9500克，碳粉50克，混合制取。
依据本发明的风口表面熔渗合金处理方法新技术，可获得硬度HRA6.5，渗度可达3.5毫米。
权利要求
1.高炉风口表面熔渗合金处理方法，其特征在于(1)、首先将予处理风口加温至300～350℃时，取出在需渗部位涂刷活化剂，用水冲洗至中性，再涂刷活化辅助剂，再用水冲洗至中性，此时风口需保持30℃～50℃余温。(2)、在需要熔渗部位涂刷促熔剂，不需熔渗部位涂刷保护剂。待自然干燥后，置于渗箱，渗箱铺置30mm复合金属渗剂，向需渗工件表面充填20mm厚度的复合金属渗剂，(3)、将渗箱入加热炉内，在500～950℃阶梯温度范围内，经时效18～24小时的熔渗处理，出炉温度在300℃～250℃，届时清理风口表面附着物。
2.根据权利要求1所述的活化剂，其特征在于活化剂由65％的硝酸，2％的硝酸铝，3％的硝酸镍，余量加水组成。活化附助剂是由60％的水，25的乙醇，10％的盐酸，5％的三氯化铁配制的混合液，
3.根据权利要求1所述的促渗剂其特征在于促渗剂由如下方法制取；促渗剂由重氯化络合物，合金粉末，胶合液组成，其中(1)、重氯化络合物由42％纯水，30％盐酸，10％铬酸酐或铬酸钾或氯化铬，6％氯化镍，8％氯化稀土，4％可熔性淀粉组成，取上述比侧各种物质混合均匀后沸解2小时，然后采用微波加热器缩合制取重氯化混合物至无水份状态。(2)，合金粉末，由0.5％铝镍合金粉，0.5％铬粉，0.5％锆粉，0.5％银粉，5％铝镍合金粉，8％铜镍锰钴合金粉，10％钨粉，40％钼粉，余量为涂料型铝粉混合制取。(3)，胶合液由5％氨水，10％聚乙稀醇，85％乙醇，混合制取。(4)，取10％重氯化合物，50％胶合液，研合均匀，后加入40％合金粉末，调合制油漆状，制得促渗剂。
4.根据权利要求1所述的保护剂，其特征在于该保护剂由20％石墨粉，20％磷片粉，10％碳化硼，和50％胶合液组成，将上述物质混合调合至油漆状，制得保护剂。
5.根据权利要求1所述复合金属渗剂，其特征在于该复合金属渗剂由如下方法制取(1)、复合金属渗剂由50％纯铝，15％稀土铝镁合金或稀土合金，13％65锰硅钢，10％低碳素钢，5％1铬18镍9钛钢，5％35铬铝钒钢，2％氯化纳或氟化纳组成，将上述金属合金经熔炼后冷淬处理，破碎后研磨至100～150目的合金粉末。(2)、取上述合金粉末50％，氧化铝粉42％，工业铝粉3.5％发气铝粉3％，氯化氨1.5％，经充分研磨均匀制取复合金属渗剂。
6.根据权利要求1所述的固体保护剂由95％铸造砂与5％的碳粉混合制成。
全文摘要
本发明属于金属表面热处理方法，特别是一种高炉风口表面熔渗合金处理方法，适用于风口表面的热处理。本发明的目的通过如下方案实现，高炉风口表面熔渗合金处理方法，其实质是采用活化剂，促熔剂，复合金属渗剂，保护剂，在特定温度及时间内达到合金熔渗之目的。依据本发明的风口表面熔渗合金处理方法新技术，可获得硬度HRA6.5，渗度可达3.5毫米。
文档编号C23C10/30GK1127799SQ95112049
公开日1996年7月31日 申请日期1995年10月11日 优先权日1995年10月11日
发明者孙铁成 申请人:孙铁成