[發明專利]一種艾薩爐冶煉長壽命噴槍陶瓷涂層及其制備方法

在審

• 申請號: 202010915069.2
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN111926281A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 馮晶;李超;利建雨;汪俊;榮菊
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/129;C23C4/08;C23C4/02;C23C4/073
• 代理公司: 昆明知道專利事務所(特殊普通合伙企業) 53116
• 代理人: 姬介南;何曉鈞

本發明公開了一種艾薩爐冶煉長壽命噴槍之陶瓷涂層及其制備方法。所述陶瓷涂層由沉積于基體之上的粘結層和粘結層之上的陶瓷層組成，所述粘結層與陶瓷層依次通過噴涂方式沉積于基體上。其制備方法，包括噴砂除塵、火焰噴涂、離子噴涂和熱處理四步驟。本發明基于陶瓷涂層中稀土氧化物的添加，使得頂層陶瓷涂層具有更好相穩定性、更低燒結速率和導熱系數。制備過程利用大氣等離子噴涂制備陶瓷層，能有效的阻止熔體的高溫擴散，進一步增加了槍體的使用壽命。本發明之陶瓷涂層既有良好的隔熱效果，又有抗高溫氧化及熱沖擊性能。而且采用的粘結層合金對合金槍體的使用壽命提升明顯，能延長噴槍的使用壽命。廣泛應用于冶煉銅、鉛、鍺、錫礦等礦產的冶煉。

技術領域

本發明屬于冶金領域，尤其屬于艾薩爐冶煉技術領域。具體涉及一種艾薩爐冶煉長壽命噴槍陶瓷涂層及其制備方法。

背景技術

艾薩熔煉法是一種熔池熔煉法，通過噴槍把富氧空氣強制鼓入熔池，使溶池產生強烈攪動加快化學反應的速度，充分利用精礦中的硫、鐵氧化所放出的熱量進行熔煉，同時產出高品位金屬。采用艾薩熔煉法可以熔煉銅精礦產出銅锍、直接熔煉硫化精鉛礦生產粗鉛、熔煉錫精礦生產錫，也可以處理冶煉廠的各種渣料及再生料等。艾薩法熔煉技術的廣泛使用大大提高了生產效率。

艾薩爐采用襯有耐火磚的平頂圓形爐體，由爐殼、爐襯、爐底、爐墻、爐頂、噴槍、噴槍夾持架及升降裝置、加料裝置、上升煙道以及熔體排放出口等組成。噴槍由爐頂插入爐內，向爐中的熔融體內的渣和金屬的混合物噴射氣體、氧氣和燃料，形成在熔池內的熔體-爐料-氣體之間造成強烈的攪拌與混合，強化了熱量傳遞、質量傳遞和化學反應速率，在燃料需求和生產能力方面產生較高的經濟效益。爐內熔渣濺起時在噴槍上形成掛層，保護了噴槍露出熔融體部分不受強烈腐蝕環境的損壞。艾薩爐的產品金屬和渣的混合物從爐底部帶有冷卻水套的熔體排放出口排出，進入沉淀爐，利用冰銅和渣的不同比重分離。

艾薩熔煉法的特點在于其獨特的噴槍低壓旋渦器設計。艾薩爐噴槍的作業壓力為80千帕左右，采用單段吹風機即可提供燃燒氣體，不必使用昂貴的壓縮機。噴槍固定在一個滑架上，與管路連接。滑架的各種管接頭分別用金屬軟管與車間供油、供風管道相接。噴槍頭部插入渣層的深度，根據噴吹氣體壓力變化由計算機自動調節。浸沒在渣中的噴槍往往會被鉛渣腐蝕而失效，頻繁的換槍操作會嚴重影響整個熔煉過程，進而影響經濟效益。因此，尋求一種合金涂層材料能夠降低艾薩爐噴槍在使用過程中的燒蝕和氧化是解決這一問題的有效途徑。

發明內容

本發明第一目的在于提供一種艾薩爐冶煉長壽命噴槍之陶瓷涂層，以期能有效降低槍體在熔煉過程中的燒損速度，提高噴槍端部抗燒穿能力。

本發明的第一目的是這樣實現的，所述艾薩爐冶煉長壽命噴槍之陶瓷涂層，所述陶瓷涂層由沉積于基體之上的粘結層和粘結層之上的陶瓷層組成，所述粘結層與陶瓷層依次通過噴涂方式沉積于基體上。

本發明的另一目的是這樣實現的，所述艾薩爐冶煉長壽命噴槍之陶瓷涂層的制備方法，包括噴砂除塵、火焰噴涂、離子噴涂和熱處理步驟，具體包括：

（1）噴砂除塵：對不銹鋼噴槍用噴砂磨料進行噴砂和除塵處理；

（2）火焰噴涂：除塵后的噴槍用合金粘結層粉末進行超音速火焰噴涂在槍體上沉積粘結層；

（3）離子噴涂：在噴涂好的合金粘結層上用稀土粉通過等離子噴涂至少沉積一層陶瓷涂層；

（4）熱處理：對制備好涂層的槍體進行熱處理，熱處理溫度為1000~1300℃，1.5~3h，隨爐升降溫。