[发明专利]一种艾萨炉冶炼耐高温抗腐蚀长寿命合金喷枪及其制备方法

说明书

本发明公开了一种艾萨炉冶炼耐高温抗腐蚀长寿命喷枪合金及其制备方法。所述熔炼喷枪具备高温抗腐蚀和抗蠕变性能，其由铁基ODS合金、镍基ODS合金或钴基ODS合金中的一种或一种以上复合合金材料浇铸而成。本发明采用耐高温抗腐蚀高温ODS合金制备艾萨炉冶炼喷枪，使枪体在高温条件下具备优异的抗腐蚀和抗蠕变性能。喷枪表面经过新型氧化调控处理，形成一层高致密性和高粘结性的氧化膜。克服了现有技术310S和316L不锈钢制备合金枪体不足。在合金的表面生成一层致密且粘结性能优良的氧化层，能进一步阻止熔炼金属扩散进入合金枪体，进一步提升了喷枪在腐蚀环境下的保护能力，从而延长枪体的使用寿命。本发明之喷枪可广泛应用于冶炼铜、铅、锗、锡等矿产品领域。

技术领域

本发明属于冶炼技术领域，尤其属于艾萨炉冶炼技术领域，具体涉及一种艾萨炉冶炼耐高温抗腐蚀长寿命合金喷枪及其制备方法。

背景技术

艾萨熔炼法是一种熔池熔炼法，通过喷枪把富氧空气强制鼓入熔池，使溶池产生强烈搅动加快化学反应的速度，充分利用精矿中的硫、铁氧化所放出的热量进行熔炼，同时产出高品位金属（如图1）。采用艾萨熔炼法可以熔炼铜精矿产出铜锍、直接熔炼硫化精铅矿生产粗铅、熔炼锡精矿生产锡，也可以处理冶炼厂的各种渣料及再生料等。艾萨法熔炼技术的广泛使用大大提高了生产效率。

艾萨炉采用衬有耐火砖的平顶圆形炉体，由炉壳、炉衬、炉底、炉墙、炉顶、喷枪、喷枪夹持架及升降装置、加料装置、上升烟道以及熔体排放出口等组成。喷枪由炉顶插入炉内，向炉中的熔融体内的渣和金属的混合物喷射气体、氧气和燃料，形成在熔池内的熔体-炉料-气体之间造成强烈的搅拌与混合，强化了热量传递、质量传递和化学反应速率，在燃料需求和生产能力方面产生较高的经济效益。炉内熔渣溅起时在喷枪上形成挂层，保护了喷枪露出熔融体部分不受强烈腐蚀环境的损坏。艾萨炉的产品金属和渣的混合物从炉底部带有冷却水套的熔体排放出口排出，进入沉淀炉，利用冰铜和渣的不同比重分离。

艾萨熔炼法的特点在于其独特的喷枪低压旋涡器设计。艾萨炉喷枪的作业压力为80千帕左右，采用单段吹风机即可提供燃烧气体，不必使用昂贵的压缩机。喷枪固定在一个滑架上，与管路连接。滑架的各种管接头分别用金属软管与车间供油、供风管道相接。喷枪头部插入渣层的深度，根据喷吹气体压力变化由计算机自动调节。浸没在渣中的喷枪往往会被铅渣腐蚀而失效，频繁的换枪操作会严重影响整个熔炼过程，进而影响经济效益。

艾萨炉喷枪的失效主要是因为晶间腐蚀。晶间腐蚀的原因可能是金属碳化物或金属间化合物在晶界上的析出；孔蚀的原因可能是喷枪中残余的α相与基体中的γ相构成两相区，形成微电池，最终导致点蚀。寻求解决这一缺陷的技术方案有助于延长艾萨炉喷枪的使用寿命，降低成本，提高经济效益。

发明内容

本发明目的在于提供一种耐高温，长寿命的一种艾萨炉冶炼耐高温抗腐蚀长寿命合金喷枪；本发明的另一目的在于提供一种艾萨炉冶炼耐高温抗腐蚀长寿命合金喷枪的制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的，所述熔炼喷枪具备高温抗腐蚀和抗蠕变性能，其由铁基ODS合金、镍基ODS合金或钴基ODS合金中的一种或一种以上复合合金材料浇铸而成。

本发明的另一目的是这样实现的，所述的耐高温抗腐蚀熔炼合金喷枪的制备方法，包括熔炼浇铸、抛光处理和氧化处理步骤，具体包括：

（1）熔炼浇铸：即利用真空感应炉熔炼，将工艺配方的合金投入熔炼炉中，控制真空度为1×10^-5Pa~1×10^-3Pa，物料充分熔融后，浇铸枪体；

（2）抛光处理：将浇铸成型的枪体进行打磨抛光处理；处理后的枪体粗糙度应控制在Ra1.6~Ra12.5。

（3）氧化处理：抛光处理后的喷枪体再进行氧化调控处理，在枪体表面形成一层厚度0-100μm氧化膜。