НАКОНЕЧНИК КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТОРНОЙ ФУРМЫ

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в кислородно-конвекторном производстве стали.
Известен наконечник кислородно-конвекторной фурмы, включающий водоохлаждаемую изнутри головку с отверстиями донной части, в которых размещены водоохлаждаемые снаружи полые сопла для подачи кислорода в конвектор, связанные по торцам верхним фланцем и теплозащитное покрытие (ТПЗ), расположенное на наружной поверхности головки и на примыкающих к ней кромкам сопел (патент РФ №2239661, Кл. С 21 С 5/48, заявл. 13.02.2003 г.).
Тяжелые условия работы наконечника при воздействии высоких температур и давлений, а так же больших колебаний температур приводят к тому, что из-за недостаточной адгезии ТЗП к металлу наконечника происходит его отслаивание с образованием потенциально возможных очагов прожога.
Наиболее качественное покрытие, наносимое методом плазменного напыления, дорогостоящее, а процесс его нанесения трудоемок и сложен (особенно на изделия имеющие сложную конфигурацию).
Использование наиболее эффективного метода нанесения покрытия - микроплавленного оксидированияв электролите невозможно, т.к. на меди такое покрытие не получается из-за образования окислов меди, которые непрочны, имеют низкую температуру плавления и плохую адгезию.
Задача, решаемая заявленным изобретением, заключается в устранении отмеченных недостатков.
Поставленная цель достигается тем, что наконечник кислородно-конвекторной фурмы, включающий водоохлаждаемую изнутри головку с отверстиями в донной части, в которых размещены водоохлаждаемые снаружи сопла для подачи кислорода в конвектор, связанные по торцам верхним фланцем, теплозащитное покрытие (ТПЗ), расположенное на наружной поверхности головки и на примыкающих к ней кромках сопел, под теплозащитным покрытием расположен дополнительно введенный алитированный подслой, а покрытие выполнено из электроплавленных окислов, образованных в электролите в режиме микроплазменного оксидирования.
Предлагаемое техническое решение позволяет применить для нанесения на наконечник ТЗП наиболее эффективным методом - микроплазменным оксидированием в электролите. Это становится возможным благодаря дополнительно введенному алитированному подслою, содержащему около 38% алюминия, на котором наилучшим образом происходит процесс микроплазменного оксидирования в электролите.
2
3
Благодаря наличию на наконечнике ТЗП, образованного из электроплавленных окислов, например из АlО, сплавленных с алитированным подслоем, удается устранить отслоение ТПЗ в процессе работы наконечника, повысить его стойкость и упростить процесс нанесения ТЗП.
На фиг.1 представлен чертеж представленного наконечника.
2
3
Цельнолитой медный наконечник включает головку 1, примыкающие к ней сопла 2 и связывающей их по торцам верхний фланец 3. На наружной поверхности головки 1 и на примыкающих к ней кромках сопел 2 выполнено теплозащитное покрытие 4 из электроплавленных окислов АlО, образованное методом микроплазменного оксидирования в электролите на дополнительно введенном алитированном подслое 5.
Наконечник работает следующим образом.
В составе фурмы наконечник устанавливается на определенной высоте над уровнем чугуна в конверторе (на чертеже не показано). На внутреннюю поверхность головки 1 и наружную поверхность сопел 2 подается вода для охлаждения, а через отверстия сопел 2 подается кислород в конвертор.
Тепло от расплава металла поступает на головку 1 и кромки сопел 2, встречает термосопротивление - ТЗП 4, поток тепла «тормозится» и создаются условия улучшения теплоотвода от головки 1 и сопел 2, понижения температуры их нагрева, что увеличивает сопротивляемость наконечника износу.
Алитированный подслой 5, представляющей собой α-твердый раствор алюминия в меди (до 30% Аl), прочно связывает металл головки 1 и сопел 2 с неметаллом - ТЗП 4 (толщина ТЗП~200 микрон), которое приплавлено микродугами равномерно по всей сложнопрофильной поверхности и хорошо противостоит температурным воздействиям и их изменениям в процессе работы, предотвращая отслоение, что повышает срок службы наконечника.
Использование изобретения позволяет повысить стойкость наконечников кислородно-конверторных фурм и снизить затраты производства.