[发明专利]一种艾萨炉冶炼长寿命喷枪之高温合金涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种艾萨炉冶炼长寿命喷枪之高温合金涂层，所述合金涂层由镍基合金、钴基合金或铁基合金中的任意一种或一种以上组合，经喷涂工艺复合于基体表面制备而成；其制备方法包括喷砂除尘、离子喷涂、火焰喷涂和热处理四步骤。本发明根据等离子喷涂制备涂层高空隙率和超音速火焰喷涂制备的合金外层高致密度的特点，发挥两者技术优势，制备高温合金涂层。降低整个涂层的热导率，以此来降低喷枪在使用过程中热烧蚀现象的出现；并能有效降低熔体与合金涂层的反应，使整个喷枪的寿命得到进一步的提升。可有效的降低了成本。热喷涂的高沉积率，可快速枪体涂层修复，提高了艾萨炉冶炼的经济效益。广泛应用于冶炼铜、铅、锗、锡矿等矿产的冶炼。

技术领域

本发明属于冶金领域，尤其属于艾萨炉冶炼技术领域。具体涉及一种艾萨炉冶炼长寿命喷枪之高温合金涂层及其制备方法。

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。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。因此，寻求一种合金涂层材料能够降低艾萨炉喷枪在使用过程中的烧蚀和氧化是解决这一问题的有效途径。

发明内容

本发明第一目的在于提供一种艾萨炉冶炼长寿命喷枪之高温合金涂层，利用其优异抗氧化性能的合金涂层，降低艾萨炉喷枪在使用过程中的烧蚀和氧化，从而提升喷枪的整体使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种艾萨炉冶炼长寿命喷枪之高温合金涂层的制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的，所述艾萨炉冶炼长寿命喷枪之高温合金涂层，所述合金涂层由镍基合金、钴基合金或铁基合金中的任意一种或一种以上组合，经喷涂工艺复合于基体表面制备而成。

本发明的另一目的是这样实现的，所述艾萨炉冶炼长寿命喷枪之高温合金涂层的制备方法，包括喷砂除尘、离子喷涂、火焰喷涂和热处理步骤，具体包括：

（1）喷砂除尘：对不锈钢质艾萨炉喷枪用喷砂磨料进行喷砂与除尘处理；

（2）离子喷涂：对除尘后的喷枪用选定的合金粉末进行等离子喷涂；

（3）火焰喷涂：在等离子制备的合金涂层上面，再采用超音速火焰喷涂再制备一层合金涂层；

（4）热处理：对制备好涂层的枪体进行高温热处理，热处理温度为1000~1300℃，保温1.5~3h，随炉升降温。