一种坩埚表面涂层的方法

专利名称：一种坩埚表面涂层的方法
技术领域：
本发明涉及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，具体地说是一种坩埚表面涂层的方法。
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，琳埚使用寿命短，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，提供一种坩埚表面涂层的方法，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)、将钢坩埚放入用NaN03、 003和KMn04配制的混合水溶液中进行浸泡；
(5 )、坩埚放入用工业纯铝融化成的熔铝中进行铝浴，然后取出坩埚进行冷却；
(6)、将坩埚放入空气加热炉中进行加热扩散处理，然后出炉，放在空气中冷却即可。
本发明较好的技术方案是铝浴时铝浴温度为720-760°C，坩埚在铝浴中浸渡20-50分钟，表面形成一层均匀、光亮渗铝层后，取出坩埚进行冷却；进行加热扩散处理时，空气加热炉的温度为900-980°C，热扩散处理扩散处理的时间为4-6小时；所述的混合水溶液中NaN03、Cr03和KMn04的质量百分比浓度分别为0.4%， 0.2°/。，0.05%。
本发明将刚玉坩埚和合金钢坩埚的优良特性结合起来，对合金钢坩埚采用表面强化处理技术，在合金钢坩埚表面形成A1203保护层；铁铝合金在高温下与空气中的氧作用，在坩埚表面形成一层致密而坚固的保护膜，能有效的保护内部基体不被氧化，增强抗高温氧化能力和耐腐蚀能力，使合金钢坩埚具有不易破损、不易产生裂纹，耐急冷急热的性能，大大延长坩埚使用寿命，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。
具体实施例方式
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
41基体合金钢坩埚2涂层材料
工业纯铝纯度>95%;
NaN03:化学纯Cr03:化学纯KMn04: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取出合金钢坩埚放入用质量百分比0.4%的NaN03， 0.2%的Cr03
和0.05%的KMn04配制的混合水溶液中，浸泡5-10分钟进行预处
理，用电吹风吹干；6将预处理后的坩埚放入用工业纯铝融化成的铝浴中；7铝浴温度72(TC，坩埚在铝浴中浸渡20-50分钟，表面形成一层均
匀、光亮渗铝层后，取出坩埚进行冷却。8将坩埚放入90(TC的空气加热炉中进行加热扩散处理。9扩散处理4小时，关闭加热炉电源，待炉子冷至60(TC后，坩埚出
炉，放在空气中冷却即可。10将表面复合铝涂层后的合金钢坩埚用于实验室炼制坩埚焦炭。由
于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
其它步骤同实施例l，其中铝浴时铝浴温度为760°C，进行加热扩散处理时，空气加热炉的温度为900-980°C,热扩散处理扩散处理
的时间为6小时。
实施例3
其它步骤同实施例1，其中铝浴时铝浴温度为740°C，进行加热扩散处理时，空气加热炉的温度为95(TC，热扩散处理扩散处理的时间为5小时。
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)、将钢坩埚放入用NaNO3、CrO3和KMnO4配制的混合水溶液中进行浸泡；(5)、坩埚放入用工业纯铝融化成的熔铝中进行铝浴，然后取出坩埚进行冷却；(6)、将坩埚放入空气加热炉中进行加热扩散处理，然后出炉，放在空气中冷却即可。
2、 根据权利要求1所述的一种坩埚表面涂层的方法，其中铝浴时铝浴温度为720-760°C，坩埚在铝浴中浸渡20-50分钟，表面形成一层均匀、光亮渗铝层后，取出坩埚进行冷却。
3、 根据权利要求1所述的一种坩埚表面涂层的方法，其中进行加热扩散处理时，空气加热炉的温度为900-980°C，热扩散处理扩散处理的时间为4-6小时。
4、 根据权利要求1所述的一种坩埚表面涂层的方法，其中所述的混合水溶液中NaN03、 003和KMn04的质量百分比浓度分别为0.4%, 0.2%, 0.05%。
全文摘要
本发明涉及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、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，取出再次放入流动的自来水中进行冲洗；(4)将钢坩埚放入用NaNO₃、CrO₃和KMnO₄配制的混合水溶液中进行浸泡；(5)坩埚放入用工业纯铝融化成的熔铝中进行铝浴，然后进行冷却；(6)将坩埚放入空气加热炉中进行加热扩散处理，然后出炉，放在空气中冷却即可。本发明使合金钢坩埚具有不易破损、不易产生裂纹，耐急冷急热的性能，大大延长坩埚使用寿命，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。
文档编号C23C10/00GK101671807SQ200910272308
公开日2010年3月17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