[发明专利]吹氧管的渗铝涂层工艺

说明书

一种炼钢用吹氧管的热处理工艺，特别是对吹氧管除常规除油、酸洗、水洗、助镀、烘干、热浸外，还要进行特殊的扩散退火，以达到一定厚度的渗铝层，然后试气、车丝、磷酸洗，再进行涂层和瓷化，该工艺可提高吹氧管的耐高温耐腐蚀性能。

目前国内外炼钢吹氧管普遍采用光管和涂泥管。光管吹氧效率低，换管频繁，吹氧管的消耗为3.2～3.4公斤/吨钢。涂泥管是在光管上涂上一层10～15毫米的耐火水泥，使吹氧管的消耗降到1.8～2.6公斤/吨钢，但因吹氧管重量增加，加大了工人的劳动强度，而且影响特殊钢的冶炼质量。

通过详细检索国内外的专利文献，仅发现荷兰专利NL7607944（相同专利JP53012736），该专利介绍了铁金属的铝扩散层，与本发明的渗铝涂层工艺及该工艺的应用均不同。

本发明的目的是为了克服国内外目前应用的炼钢吹氧管采用光管和涂泥管的缺点，在吹氧管的表面施行渗铝涂层，提高吹氧管金属的耐高温耐腐蚀性能，从而提高吹氧管的利用率，降低钢材消耗。

本发明的炼钢用吹氧管使用符合GB3092-82或YB242-63标准的低压流体输送焊接钢管或电焊钢管。准备好的原料钢管往往表面有油泥，需装炉加热除油，加热温度为300°±50℃，保温半小时出炉。然后在室温下酸洗，酸洗时间一般为15分钟，要注意酸洗质量，防止欠酸或过酸洗。酸洗后用8～10公斤/厘米²压力的水冲洗钢管，要洗净并控干，保持洗件清洁，以免表面发黄生锈。酸洗后的钢管在氯化锌溶液中进行助镀，溶液配制为在每吨33%的盐酸中加入4～5公斤锌，助镀时间为4～6分钟。助镀后烘干，烘干炉温度控制在250℃，不得烤焦表面助镀层，烘干后的钢管放入92～94%的工业纯铝熔化液中热浸，铁芯工频感应电炉中的铝液温度控制在770°±20℃范围。然后进行渗铝扩散退火，将在铝液中热浸后的钢管放入扩散退火炉，从室温缓慢均匀升温至910°±50℃，保温4～6小时，然后随炉冷却至600℃以下时，再出炉空冷。经渗铝扩散退火后。钢管的渗铝层厚度应≥0.2毫米。这些管子在车丝前逐根进行通气试验，通气气压为6公斤/厘米²，然后车丝。在涂层前要进行磷酸洗，磷酸浓度为10%，酸洗时间15～20分钟。磷酸洗后的管子要涂层，涂层工艺为将高温耐火材料和粘接剂配制成涂料，用涂层机或毛刷在管子外表面涂刷均匀，在内表面用内喷机均匀喷涂，涂层厚度为0.3～0.5毫米。涂料料浆的配方为SiO₂65～90克，TiO₂15～25克，PAC混合溶剂50～60毫升，其中PAC混合溶剂的成分为Al（H₂PO₄）20～24%，CrO₃2～3%，H₂O73～78%。将涂层后的渗铝管放入烘烤炉内瓷化，瓷化温度为420°±20℃，瓷化时间为6～9小时，待涂料达到瓷化状态即可出炉。

本发明所述的吹氧管渗铝涂层工艺使经处理的钢管大大提高了耐高温、耐腐蚀性能，相对国内外目前使用的光管和涂泥管而言，其损耗速度慢，重量较涂泥管轻，涂层牢固，不易脱落，有效地提高了吹氧管的使用寿命，节约了钢材。渗铝涂层吹氧管比光管可提高寿命7～10倍，比涂泥管可提高寿命4～6倍，因此在炼钢时可节省换管时间，提高吹氧效率，减轻工人劳动强度。

图1是该工艺的渗铝扩散退火曲线图。

实施例：

将电焊钢管按下述工艺进行处理：

原料准备→除油→酸洗（室温、28～33%HCl）→水洗→助镀（4～5公斤锌/33%HCl一吨、镀4～6分钟）→烘干（250℃）→热浸（770℃±20℃）→渗铝扩散退火→试气（气压6公斤/厘米²）→车丝→磷酸洗（10%磷酸、洗15～20分钟）→涂层→瓷化（400℃）→检验→包装→入库。

其中渗铝扩散退火曲线如图1所示。

按上述工艺处理的吹氧管用于电炉炼钢生产时，其耐高温、耐腐蚀性能大大提高，相对光管、涂泥管的吨钢消耗量大大下降，其比较可见下表：

光管    3.2～3.4公斤/吨钢

涂泥管    1.8～2.6公斤/吨钢

渗铝管    0.8～1.2公斤/吨钢

渗铝涂层管    0.29～0.285公斤/吨钢