復(fù)合結(jié)構(gòu)氧槍噴頭的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼頂部吹氧用氧槍領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合結(jié)構(gòu)氧槍噴頭，包括紫銅頭冠，其特征在于，在紫銅頭冠的前端面釬焊一層4～5mm的H62黃銅金屬層，釬焊黃銅金屬前，先用機(jī)床切削氧槍噴頭前端面，使之比車(chē)成尺寸薄4～5mm，噴頭機(jī)加完成后，在其前端面用黃銅焊絲以釬焊方式焊接一層不少于6mm厚的H62黃銅，應(yīng)保證在溫度400～℃550℃的范圍內(nèi)連續(xù)焊接，焊后噴頭冷卻至室溫，再將噴頭外表面車(chē)削加工光滑至設(shè)計(jì)尺寸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：既保持了紫銅的高熱導(dǎo)率，又提高了噴頭表面的強(qiáng)度和硬度，可使氧槍噴頭在生產(chǎn)過(guò)程中減少鋼渣對(duì)噴頭的吸附，成為不粘鋼渣的噴頭，從而提高噴頭的使用壽命0.5倍。
【專(zhuān)利說(shuō)明】復(fù)合結(jié)構(gòu)氧槍噴頭【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼頂部吹氧用氧槍領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合結(jié)構(gòu)氧槍噴頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼鐵冶煉過(guò)程中，氧槍吹氧是必不可少的環(huán)節(jié)，氧槍最前端的部件即為氧槍噴頭。噴頭的質(zhì)量一定程度上決定了氧槍性能的優(yōu)劣，由于它直接插入到2500多。C煉鋼爐內(nèi)，在吹氧時(shí)高速氧氣流從噴頭出氧孔射向爐內(nèi)溶液，對(duì)鋼水進(jìn)行攪拌用以增加熔池吸氧程度，對(duì)鋼水進(jìn)行脫碳、脫磷、脫硫，同時(shí)也引起鋼液和爐渣的大量飛濺。
[0003]高達(dá)1700多。C的鋼液和爐渣會(huì)噴濺吸附到噴頭表面，目前氧槍噴頭都是由純紫銅鑄造或鍛造的，主要是利用紫銅熱導(dǎo)率高(銅熱導(dǎo)率359.2，而鐵熱導(dǎo)率66.7)，導(dǎo)熱快的特性，將噴頭表面溫度迅速傳導(dǎo)給噴頭內(nèi)循環(huán)冷卻水，借此降低噴頭整體溫度，理論上講在吹氧過(guò)程中，爐中飛濺的鋼水不易粘在內(nèi)部有冷卻水的氧槍噴頭表面，但在實(shí)際生產(chǎn)中，噴頭的損壞都是因?yàn)閲婎^表面被高溫鋼水吸附和侵蝕造成的，形成這種現(xiàn)象的主要原因是紫銅與鐵在高溫時(shí)的可焊性較好，鐵與銅在高溫時(shí)的原子半徑、晶體晶格類(lèi)型同為面心立方晶格、原子序數(shù)、以及原子的外層電子數(shù)等比較接近，所以高溫的鋼水能在瞬間與低溫的紫銅噴頭表面形成原子間擴(kuò)散，使鋼水熔合在紫銅表面上。
[0004]氧槍噴頭粘附的高溫鐵中所含的碳原子，遇高速氧氣流就會(huì)燃燒C + O2 = CO2，并釋放能量產(chǎn)生高溫，把噴頭的銅壁熔蝕掉，如果爐內(nèi)的鋼液吸附不到噴頭頭冠上，材質(zhì)為純銅的氧槍噴頭與高速射出的氧氣就不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是目前氧槍噴頭結(jié)構(gòu)無(wú)法做到這一點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合結(jié)構(gòu)氧槍噴頭，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用復(fù)合式結(jié)構(gòu)，在鑄造噴頭表面焊接一層高強(qiáng)度，又不粘鋼渣的金屬，借此抵擋轉(zhuǎn)爐內(nèi)飛濺的鋼水和鋼洛的撞擊，從而提高噴頭的使用壽命。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]復(fù)合結(jié)構(gòu)氧槍噴頭，包括紫銅頭冠，在紫銅頭冠的前端面釬焊一層4~5mm的H62黃銅金屬層，釬焊黃銅金屬前，先用機(jī)床切削氧槍噴頭的前端面，使之比車(chē)成尺寸薄4~5mm，噴頭機(jī)加完成后進(jìn)行噴頭組焊；
[0008]釬焊前先將施焊部位氧化膜清除掉，在表面撒上固體焊劑，然后頭冠沖上放入電爐中預(yù)熱至400~。C 550，°C保溫20分鐘后，在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上進(jìn)行釬焊，焊接材料為黃銅焊絲，焊接順序是由噴頭端面最外邊逐步向內(nèi)螺旋階梯焊接，焊炬槍嘴與噴頭表面成45 °角，在保證熔透的條件下連續(xù)快速焊接，填充金屬層的高度為5_~6_，焊后噴頭放入保溫箱冷卻至室溫，再將噴頭外表面加工光滑至設(shè)計(jì)尺寸。
[0009]所述黃銅焊絲的牌號(hào)為HS221。
[0010]所述固體焊劑是由下述幾種原料組分按重量百分比制成的混合物:硼砂60%、硼酸30%、磷酸氫鈉10%。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:在純銅的氧槍噴頭表面釬焊一層黃銅來(lái)抵御吹氧時(shí)鋼渣的撞擊，使得飛濺的鋼水粘不到噴頭表面覆蓋著的黃銅上，即使粘上也不會(huì)熔合在一起，消除方便，這樣既利用了紫銅的高熱導(dǎo)率，使得噴頭始終處于一種低溫狀態(tài)，又提高了噴頭表面的強(qiáng)度和硬度，使氧槍噴頭在生產(chǎn)過(guò)程中減少鋼渣對(duì)噴頭的吸附，成為不粘鋼渣的噴頭，由于噴頭內(nèi)部是純銅，表面為黃銅(H62)，二者合一在惡劣工作環(huán)境中各自發(fā)揮金屬自身特性，從而提高噴頭的使用壽命0.5倍以上。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1-紫銅頭冠2-黃銅金屬層
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0015]見(jiàn)圖1，是本發(fā)明復(fù)合結(jié)構(gòu)氧槍噴頭實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，在紫銅頭冠I的前端面釬焊一層4~5mm的HS221黃銅焊絲金屬層2，釬焊黃銅金屬前，先用機(jī)床切削氧槍噴頭前端面，使之比車(chē)成尺寸薄4~5mm，其它部分正常加工，噴頭機(jī)加完成后進(jìn)行噴頭組焊；
[0016]釬焊前首先將頭冠施焊部位用電動(dòng)鋼絲刷徹底清除掉氧化膜，在頭冠表面均勻撒上由硼砂60%、硼酸30%、磷酸氫鈉10%組分配制而成的固體焊劑；
[0017]然后按頭冠前端面沖上的方向?qū)婎^放入電爐中預(yù)熱，其中對(duì)于直徑以下的噴頭產(chǎn)品預(yù)熱溫度為400°C，對(duì)直徑245mm以上的噴頭產(chǎn)品預(yù)熱至550°C ；
[0018]在保溫20分鐘后，將噴頭放到旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)進(jìn)行焊接，焊接工具為手持式中號(hào)HO 1-20型氧丙烷焰焊炬，焊接材料為黃銅焊絲，其牌號(hào)為HS221，其主要化學(xué)成分按重量百分比為:銅(:1160%、硅510.5%、余量為鋅211。
[0019]焊接的工藝過(guò)程如下:焊接火焰采用輕微氧化焰，焊接順序由噴頭端面最外邊逐步向內(nèi)螺旋階梯焊接，焊炬搶嘴與噴頭表面成45°角，操作者持焊炬手保持姿勢(shì)不變，旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)自動(dòng)沿軸向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)被焊噴頭由左向右旋轉(zhuǎn)，用氧丙烷氧化焰中層焰火舌接觸而溶化噴頭本體純銅，另一只手把蘸有固體焊劑的黃銅焊絲由底部送絲法送入熔池邊緣，焊炬有節(jié)奏上下擺動(dòng)，在保證熔透的條件下必須連續(xù)快速焊接，填充金屬高度5mm~6mm,焊后噴頭放入保溫箱，待冷卻至室溫再用車(chē)床將噴頭外表面加工光滑至設(shè)計(jì)尺寸。
[0020]黃銅是由銅和鋅組成的二元合金，黃銅比紫銅具有高得多的強(qiáng)度、硬度和耐腐蝕性，黃銅與鋼進(jìn)行焊接時(shí)，由于熔化溫度相差大，黃銅熔點(diǎn)為(HS221黃銅焊絲880度)，鋼的熔點(diǎn)為1540度，所以只能使用釬焊，無(wú)法進(jìn)行熔焊，釬焊時(shí)必須使用焊劑，焊劑主要作用是使熔化過(guò)程中氧化金屬還原，清除焊縫中的氣體及雜質(zhì)，并在熔化金屬表面形成一種保護(hù)膜，增加熔化金屬的流動(dòng)性、潤(rùn)濕性、可焊性；如不使用焊劑，熔化的黃銅與鋼互相排斥，不能產(chǎn)生互熔，熔合焊在一起，根據(jù)黃銅的這一焊接特點(diǎn)，在純銅的氧槍噴頭表面釬焊一層黃銅來(lái)抵御吹氧時(shí)鋼渣的撞擊，使得飛濺的鋼水粘不到噴頭表面覆蓋著的黃銅上，即使粘上也不會(huì)熔合在一起，消除方便，這樣既保持了紫銅的高熱導(dǎo)率將噴頭工作時(shí)所受熱輻射傳導(dǎo)給內(nèi)部冷卻水，又提高了噴頭表面的強(qiáng)度和硬度，減少生產(chǎn)過(guò)程中鋼渣對(duì)噴頭的吸附，成為不粘鋼渣的噴頭，從而提 高噴頭的使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.復(fù)合結(jié)構(gòu)氧槍噴頭，包括紫銅頭冠，其特征在于，在紫銅頭冠的前端面釬焊一層4~5mm的H62黃銅金屬層，釬焊黃銅金屬前，先用機(jī)床切削氧槍噴頭的前端面，使之比車(chē)成尺寸薄4~5mm，噴頭機(jī)加完成后進(jìn)行噴頭組焊； 釬焊前先將施焊部位氧化膜清除掉，在表面撒上固體焊劑，然后頭冠沖上放入電爐中預(yù)熱至400~。C 550，°C保溫20分鐘后，在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上進(jìn)行釬焊，焊接材料為黃銅焊絲，焊接順序是由噴頭端面最外邊逐步向內(nèi)螺旋階梯焊接，焊炬槍嘴與噴頭表面成45°角，在保證熔透的條件下連續(xù)快速焊接，填充金屬層的高度為5_~6_，焊后噴頭放入保溫箱冷卻至室溫，再將噴頭外表面加工光滑至設(shè)計(jì)尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)氧槍噴頭，其特征在于，所述黃銅焊絲的牌號(hào)為HS221。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)氧槍噴頭，其特征在于，所述固體焊劑是由下述幾種原料組分按重量百分比 制成的混合物:硼砂60%、硼酸30%、磷酸氫鈉10%。
【文檔編號(hào)】F27D3/16GK103614511SQ201310636505
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】付臨冬, 薛存剛, 王麗麗 申請(qǐng)人:中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司