本发明专利技术公开了一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，该方法以普通不锈钢为基体，高熔点金属氧化物为保护材料，先对不锈钢基体进行预处理，然后利用成形技术将保护材料沉积于基体表面，形成具有抗高温熔体侵蚀的保护层，从而获得用于制作耐腐蚀长寿命熔炼喷枪的材料，以其制作熔炼喷枪，可显著提升喷枪使用寿命。本方法工艺过程简单、易于量产，所得材料能显著提高喷枪的抗腐蚀性能，从而改善熔炼效果，提升熔炼技术经济指标，因而具有良好的工业应用前景。业应用前景。业应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法
[0001]本专利技术涉及一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，特别涉及一种抗高温熔体腐蚀的熔炼喷枪材质的制造方法，属于有色金属冶炼
技术介绍
[0002]熔炼喷枪除了肩负着氧气、燃料等物料的输送外，更重要的作用是对熔体进行搅拌，强化熔炼效果，因而熔炼喷枪的稳定性和寿命对火法熔炼效果、乃至熔炼技术经济指标影响十分显著。然而在高温熔炼过程中，熔炼喷枪工作环境较为严苛，除了承受酸性气体(SO2)的腐蚀，更要经受高温熔体的侵蚀，这使得喷枪常常发生变形、破损，乃至破坏，导致熔炼效果受到影响。以顶吹熔炼喷枪为例，铅冶炼顶吹喷枪寿命大致为3
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5天，铜冶炼顶吹喷枪寿命大致为20
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30天，且在工作期间，由于喷枪结构状况的变化，导致熔炼效果持续劣化。此外，由于喷枪寿命较短，使得熔炼连续性较差，需频繁停炉进行换枪作业，导致熔炼作业率降低、生产指标波动大，技术经济指标不佳。
[0003]为了提高熔炼喷枪的寿命，技术人员开展了大量的工作，取得了一些进展。考虑到喷枪的损坏是由高温熔体侵蚀引起的，为此，技术人员的研究方向集中在喷枪材料的改进方面，即通过喷枪材质的遴选、设计来进行。这些材质主要分为两类：一类是高温合金，如如以253MA、153MA和353MA，这些材料相对310S具有较好的抗腐蚀性能，但仍难以承受高温熔体的侵蚀。相对310S喷枪，寿命提高2
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4天，改进效果有限。同时，这些材料成本高、来源有限，采购不便。因而，这些高温合金未被推广应用。另一类是陶瓷材料，如Al2O3、MgO，这些材料抗高温熔体的侵蚀性能较为优异，但这些陶瓷材料强度不高、热震性差，易于破碎，且大型化困难，无法工业应用，目前仍停留在实验室开发阶段。
[0004]因此，针对熔炼喷枪材质的优化和改进研究，技术人员开展了大量工作，但效果不佳，高温合金喷枪耐腐蚀性能改进有限，且成本较高，而陶瓷喷枪强度较差、且无法大型化，导致目前仍未解决熔炼喷枪寿命短的问题，因而，业界亟需开发新型低成本耐高温熔体侵蚀的熔炼喷枪材质。
技术实现思路
[0005]针对现有喷枪材质在高温熔体中耐侵蚀性不佳，使得熔炼效果不佳、技术经济指标差的缺点，本专利技术的目的是在于提供一种耐高温熔体侵蚀的熔炼喷枪材质的制备方法，通过材质改进，提升熔炼喷枪寿命，并由此提高熔炼作业率，改善熔炼效果，提升熔炼技术经济指标。
[0006]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种提高高温熔炼喷枪寿命的方法，该方法以不锈钢为基体，高熔点金属氧化物为保护材料，先对不锈钢基体进行预处理，然后利用成形技术将保护材料沉积于基体表面，形成具有抗高温熔体侵蚀的保护层，从而获得用于制作耐腐蚀长寿命熔炼喷枪的材料，以其制作熔炼喷枪，可显著提升喷枪使用寿命；所述预处理为：在400℃～700℃、优选为450℃～670℃、进一步优选为480℃～620℃的温度下，在
保护气氛下，于湿度为25
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70％、优选为30
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65％、进一步优选为35
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55％的环境中对不锈钢进行加热处理1
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5小时；所述保护气氛为氧气含量100ppm的非CO2的惰性气氛。
[0007]本专利技术一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，所述不锈钢为304、316L或310S中的一种。
[0008]本专利技术一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，所述成形技术包括喷涂成形、热压成形。
[0009]本专利技术一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，所述保护材料为钼、钨、钽、钒、锆、铬等高熔点金属氧化物中的一种或多种混合物。
[0010]本专利技术一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，所述保护材料为氧化物粉末，形貌为球形或类球形颗粒，粒度需小于1μm，且粒度分布较为均匀。
[0011]本专利技术一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，所述保护层厚度需大于0.1mm，且小于2mm，且保护层致密无孔洞缺陷。
[0012]本专利技术一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，所述火法熔炼为铜、铅、锌、锡、锑、镍的火法冶炼工序。
[0013]本专利技术一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，所述冶所述熔炼喷枪可用于顶吹、底吹、侧吹熔炼工艺。
[0014]作为优选方案，本专利技术一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，以φ273mm、壁厚为8mm的304不锈钢管为原材料，将其置于气氛炉中，将炉内气氛置换为氮气气氛，然后开始升温至450℃；待温度达到后，向炉内通入蒸汽，控制炉内湿度为50％，并于450℃保温。在上述条件恒温恒湿反应110min后，缓冷至室温，即可完成预处理过程，获得基体材料；然后利用热压技术在基体表面包覆一层Cr2O3；热压时，采用粒度为0.17μm的球形Cr2O3粉为原料，丁腈橡胶为粘结剂，按照Cr2O3粉和丁腈橡胶质量比为98.5:1.5的比例进行混料；混合均匀后以模腔内成形，成形压力为150MPa，成形温度为1350℃；涂层厚度1.5
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1.6mm,干燥固化后即可获得高耐腐喷枪材料。
[0015]作为优选方案，本专利技术一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，以φ400mm、壁厚为10mm的316L不锈钢管为原材料，将其置于气氛炉中，将炉内气氛置换为氩气气氛，然后开始升温至480℃，待温度达到后，向炉内通入蒸汽，控制炉内湿度为64％，并于480℃保温，在上述条件恒温恒湿反应180min后，缓冷至室温，即可完成预处理过程，获得基体材料，然后采用等离子喷涂技术在基体表面喷涂一层Ta2O5,等离子喷涂时，所用Ta2O5为粒度为0.18μm的球形粉，喷涂层厚度1.1
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1.2mm，喷涂条件为：电压100V,电流600A,氩气和氢气流量分别为65.5L/min和12.6L/min,加粉量为45g/min，喷涂距离为90mm。
[0016]作为优选方案，本专利技术一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，以φ300mm、壁厚为8mm的304不锈钢管为原材料，将其置于气氛炉中，将炉内气氛置换为氩气气氛，然后开始升温至520℃，待温度达到后，向炉内通入蒸汽，控制炉内湿度为45％，并于520℃保温，在上述条件恒温恒湿反应95min后，缓冷至室温，即可完成预处理过程，获得基体材料，然后利用等离子喷涂技术在基体表面喷涂一层所MoO2,等离子喷涂时用MoO2为粒度为0.32μm的球形粉，喷涂层厚度0.7
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0.8mm；喷涂条件为：电压80V,电流480A,氩气和氢气流量分别为60.5L/min和9.4L/min,加粉量为55g/min，喷涂距离为100mm。
[0017]作为优选方案，本专利技术一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，以φ350mm、壁
厚为10mm的316L不锈钢管为原材料，将其置于气氛炉中，将炉内气氛置换为氩气气氛，然后开始升温至620℃，待温度达到后，向炉内通入蒸汽，控制炉内湿度为36％，并于620℃保温，在上述条本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，其特征在于：以不锈钢为基体，高熔点金属氧化物为保护材料，先对不锈钢基体进行预处理，然后利用成形技术将保护材料沉积于基体表面，形成具有抗高温熔体侵蚀的保护层，从而获得用于制作耐腐蚀长寿命熔炼喷枪的材料，所述预处理为：在400℃～700℃、优选为450℃～670℃、进一步优选为480℃～620℃的温度下，在保护气氛下，于湿度为25
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70％、优选为30
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65％、进一步优选为35
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55％的环境中对不锈钢进行加热处理1
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5小时；所述保护气氛为氧气含量100ppm的非CO2的惰性气氛。2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，其特征在于：所述不锈钢为304、316L或310S中的一种。3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，其特征在于：所述物理成形方法包括喷涂成形、热压成形。4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，其特征在于：所述保护材料为钼、钨、钽、钒、锆、铬等高熔点金属氧化物中的一种或多种混合物。5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，其特征在于：所述保护材料为氧化物粉末，形貌为球形或类球形颗粒，粒度需小于1μm，且粒度分布较为均匀。6.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，其特征在于：所述金属氧化物保护层厚度需大于0.1mm，且小于2mm，且保护层致密无孔洞缺陷。7.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，其特征在于：所述火法熔炼为铜、铅、锌、锡、锑、镍的火法冶炼工序。8.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，其特征在于：所述熔炼喷枪用于顶吹、底吹、侧吹熔炼工艺中的至少一种。9.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，其特征在于：以φ273mm、壁厚为8mm的304不锈钢管为原材料，将其置于气氛炉中，将炉内气氛置换为氮气气氛，然后开始升温至450℃；待温度达到后，向炉内通入蒸汽，控制炉内湿度为50％，并于450℃保温。在上述条件恒温恒湿反应110min后，缓冷至室温，即可完成预处理过程，获得基体材料；然后利用热压技术在基体表面包覆一层Cr2O3；热压时，采用粒度为0.17μm的球形Cr2O3粉为原料，丁腈橡胶为粘结剂，按照Cr2O3粉和丁腈橡胶质量比为98.5:1.5的比例进行混料；混合均匀后以模腔内成形，成形压力为150MPa，成形温度为1350℃；涂层厚度1.5
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1.6mm,干燥固化后即可获得高耐腐喷枪材料。10.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀长寿命熔炼喷枪材料制备方法，其特征在于：以φ400mm、壁厚为10mm的316L...
【专利技术属性】
技术研发人员：李玉虎，张忠堂，杨裕东，马艳丽，王瑞祥，徐志峰，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：
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