专利名称：带有涂层的转炉氧枪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种转炉炼钢的吹氧装置。
目前，国内各冶金企业转炉炼钢使用的氧枪基本相似，即使有区别，也仅仅是在氧枪结构上的改进和调整，很少有在枪体和拉瓦尔喷头外表面及拉瓦尔孔内壁上设有涂层的。因而不能从根本上提高氧枪的抗粘钢渣能力和耐高温氧化、耐烧损、耐气流冲刷性，即使有一些带喷镀层的氧枪，如中国专利局1987年2月公开的CN85108323A的发明专利“带有副吹口的转炉炼钢氧枪”，这种氧枪除了在枪体结构上进行了改进外，还在枪体外表的一定位置上喷镀一层Al2O3，对保护氧枪起到了一定作用。但由于其喷镀材料Al2O3是一种瓷相材料，该材料的耐高温氧化和耐烧损性均不是很强，而且由于其脆性使其与喷镀基体的粘接性不好，容易烧损脱落。另一方面，该发明专利所述的氧枪，也未在拉瓦尔孔内壁上喷镀涂层。而氧枪的主要损坏原因是枪体的粘钢渣、高温氧化、烧损以及拉瓦尔孔受到的高速、高压气流的冲刷等。
为克服上述氧枪的不足，本实用新型提供了一种以多种复合型材料为涂层材料的带有多层保护涂层的转炉氧枪。
为达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案该氧枪主要由枪体和拉瓦尔喷头组成，枪体由三层无缝钢管同心套装而成，其中，中心管与中层管之间的间隙为冷却水进水通道，中层管与外层管之间的间隙为冷却水出水通道，枪体的下端与拉瓦尔喷头连接，氧气从中心管经拉瓦尔喷头上的拉瓦尔孔喷入熔池，枪体各管通过法兰分别与三根供氧气和进、出冷却水的橡胶软管相连，在拉瓦尔喷头以上一段的外层管与中层管均带有一定的锥度，锥度段为枪尾向大，喷头段向小锥形也可以是不带锥度的枪体，其特征在于从拉瓦尔喷头起沿枪体长度方向0至6米的枪体炉内工作部分的所需高度的外表面、拉瓦尔喷头的外表面和拉瓦尔喷头上的拉瓦尔孔的内壁上均有涂层。
涂层分为底层、过镀层和工作层三层，底层材料可以是NiCrAlCo(Y)的混合物，过渡层材料可以是NiCrAl(Y/Co)和ZrO2-MgO的混合物，工作层材料可以是ZrO2-MgO的混合物；底层材料也可以是NiCrAl，过渡层材料也可以是Ni/Al2O3-TiO2的混合物，工作层材料也可以是Al2O3+ZrO2-Y2O3的混合物；底层材料还可以是Ni/Al的混合物，过渡层材料还可以是Ni/Al+(Al2O3+TiO2)+(ZrO2-Y2O3)的混合物，工作层材料还可以是ZrO2-Y2O3的混合物；底层材料还可以是AlCr的混合物，过渡层材料还可以是AlCr+FeSiMgRe+Al2O3-TiO2+ZrO2-Y2O3的混合物，工作层材料还可以为Al2O3-TiO2+ZrO2-Y2O3的混合物或SiC或SiN4的陶瓷；底层材料又可以是AlCr+FeSiMgRe的混合物，过渡层材料又可以是AlCrSi+Al2O3-TiO2+ZrO2-Y2O3的混合物，工作层材料又可以为Al2O3-TiO2+ZrO2-Y2O3的混合物或SiC或SiN4的陶瓷。
该带有涂层的转炉氧枪的涂层厚度为0.2至3毫米。
由于采用了上述复合型材料作为氧枪枪体表面，拉瓦尔喷头表面和拉瓦尔孔内壁的涂层材料，并设有三层保护涂层，经实验和现场使用表明，提高了氧枪的耐熔融金属侵蚀和粘接性，提高了抗高温氧化和耐烧损性，且耐高温具有热障性，涂层与基体结合牢固不脱落等，从而提高氧枪的使用寿命1.5倍以上，降低了炼钢生产的成本。
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述
图1为本实用新型的总体结构示意图；图2为本实用新型的拉瓦尔喷头的剖面图；图3为本实用新型的枪体及拉瓦尔喷头的外表面涂层示意图。
本实用新型所述的带有涂层的转炉氧枪，主要由枪体和拉瓦尔喷头4组成，拉瓦尔喷头4上带有拉瓦尔孔5。枪体由无缝钢管制成的中心管1、中层管2以及外层管3同心套装而成，其下端与拉瓦尔喷头4连接。枪体各管通过法兰分别与三根橡胶软管相连，用以供氧气和进、出冷却水，氧气从中心管1经拉瓦尔喷头4上的拉瓦尔孔5喷入熔池，冷却水自中心管1与中层管2间的间隙进入，经由中层管2与外层管3间的间隙排出。为保证枪体三个管同心套装，使进出水隙均匀，在中层管2和中心管1的外管壁上沿长度方向焊有若干组定位短筋，每组以三个短筋均布于管壁圆周上。在拉瓦尔喷头4以上一段(一般为6米)的外层管3与中层管2都带有一定的锥度，锥度段为枪尾向大，喷头段向小锥形，也可以是不带锥度的枪体。拉瓦尔喷头4用热传导性能良好的紫铜制成，拉瓦尔喷头4与枪体外层管3焊接在一起，与中心管1间采用螺纹或焊接方式连接。拉瓦尔喷头4上的拉瓦尔孔5的个数，根据转炉的吨位不同，可设三孔，四孔、六孔和八孔。
根据转炉吨位的不同，从拉瓦尔喷头4起沿枪体长度方向0至6米的枪体炉内工作部分的所需高度的外表面，拉瓦尔喷头4的外表面，以及拉瓦尔喷头4上的拉瓦尔孔5的内壁上通过喷涂或扩散渗透的方法附有涂层，涂层分为底层6、过渡层7和工作层8三层，这三层的总厚度为0.2至3毫米。涂层材料为底层材料可以是NiCrAlCo(Y)的混合物，过渡层材料可以是NiCrAl(Y/Co)和ZrO2-MgO的混合物，工作层材料可以为ZrO2-MgO的混合物；底层材料也可以是NiCrAl，过渡层材料也可以是Ni/Al2O3-TiO2的混合物，工作层材料也可以是Al2O3+ZrO2-Y2O3的混合物；底层材料还可以是Ni/Al的混合物，过渡层材料还可以是Ni/Al+(Al2O3+TiO2)+(ZrO2-Y2O3)的混合物，工作层材料还可以是ZrO2-Y2O3的混合物；底层材料还可以是AlCr的混合物，过渡层材料还可以是AlCr+FeSiMgRe+Al2O3-TiO2+ZrO2-Yl2O3的混合物，工作层材料还可以为Al2O3-TiO2+ZrO2-Y2O3的混合物或SiC或SiN4的陶瓷；底层材料又可以是AlCr+FeSiMgRe的混合物，过渡层材料又可以是AlCrSi+Al2O3-TiO2+ZrO2-Y2O3的混合物，工作层材料又可以为Al2O3-TiO2+ZrO2-Y2O3的混合物或SiC或SiN4的陶瓷。
所述的带有涂层的转炉氧枪其涂层材料还可以有多种类似材料的组合，根据转炉的不同吨位，涂层的厚度和涂层的高度均可以有不同的数值范围，但均属于本实用新型的发明和设计思路，均应落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种带有涂层的转炉氧枪，主要由枪体和拉瓦尔喷头组成，枪体由三层无缝钢管同心套装而成，其中，中心管[1]与中层管[2]之间的间隙为冷却水进水通遒，中层管[2]与外层管[3]之间的间隙为冷却水出水通道，枪体的下端与拉瓦尔喷头[4]连接，氧气从中心管[1]经拉瓦尔喷头[4]上的拉瓦尔孔[5]喷入熔池，枪体各管通过法兰分别与三根供氧气和进、出冷却水的橡胶软管相连，在拉瓦尔喷头[4]以上一段的外层管[3]与中层管[2]可以均带有一定的锥度，锥度段为枪尾向大，喷头段向小锥形，也可以是不带锥度的枪体，其特征在于从拉瓦尔喷头[4]起沿枪体长度方向0至6米的枪体炉内工作部分的所需高度的外表面，拉瓦尔喷头[4]的外表面和拉瓦尔喷头[4]上的拉瓦尔孔[5]的内壁上均有涂层。
2.根据权利要求1所述的带有涂层的转炉氧枪，其特征在于所述的涂层分为底层、过镀层和工作层三层，底层材料为NiCrAlCo(Y)的混合物，过渡层材料为NiCrAl(Y/Co)和ZrO2-MgO的混合物，工作层材料为ZrO2-MgO的混合物。
3.根据权利要求1所述的带有涂层的转炉氧枪，其特征在于涂层分为底层、过渡层和工作层三层，底层材料为NiCrAl，过渡层材料为Ni/Al2O3-TiO2的混合物，工作层材料为Al2O3+ZrO2-Y2O3的混合物。
4.根据权利要求1所述的带有涂层的转炉氧枪，其特征在于涂层分为底层、过渡层和工作层三层，底层材料为Ni/Al的混合物，过渡层材料为Ni/Al+(Al2O3+TiO2)+(ZrO2-Y2O3)的混合物，工作层材料为ZrO2-Y2O3的混合物。
5.根据权利要求1所述的带有涂层的转炉氧枪，其特征在于涂层分为底层、过渡层和工作层三层，底层材料为AlCr的混合物，过渡层材料为AlCr+FeSiMgRe+Al2O3-TiO2+ZrO2-Y2O3的混合物，工作层材料为Al2O3-TiO2+ZrO2-Y2O3的混合物或SiC或SiN4的陶瓷。
6.根据权利要求1所述的带有涂层的转炉氧枪，其特征在于涂层分为底层、过渡层和工作层三层，底层材料为AlCr+FeSiMgRe的混合物，过渡层材料为AlCrSi+Al2O3-TiO2+ZrO2-Y2O3的混合物，工作层材料为Al2O3-TiO2+ZrO2-Y2O3的混合物或SiC或SiN4的陶瓷。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的带有涂层的转炉氧枪，其特征在于涂层厚度为0.2至3毫米。
专利摘要一种带有涂层的转炉氧枪,主要由枪体和拉瓦尔喷头组成,枪体由三层无缝钢管同心套装而成,其中,中心管与中层管之间的间隙为冷却水进水通道,中层管与外层管之间的间隙为冷却水出水水通道,枪体的下端与拉瓦尔喷头连接,拉瓦尔喷头上有拉瓦尔孔,氧气从中心管经拉瓦尔喷头上的拉瓦尔孔喷入熔池,在氧枪炉内工作部分的一定长度范围的枪体外表面上,拉瓦尔喷头的外表面上,以及拉瓦尔孔的内壁上均附有由多种复合型材料制成的三层保护涂层。涂层总厚度为0.2至3毫米,这种涂层可提高氧枪的耐熔融金属侵蚀和粘接性,提高抗高温氧化和耐烧损性等,从而可有效地提高氧枪的使用寿命,降低炼钢生产的成本。
文档编号C21C5/46GK2409214SQ9925497
公开日2000年12月6日 申请日期1999年12月10日 优先权日1999年12月10日
发明者金锞, 周涛, 辛广胜 申请人:金锞