CS265723B1

CS265723B1 - A method for producing metallurgical burner nozzles

Info

Publication number: CS265723B1
Application number: CS8710273A
Authority: CS
Inventors: Evzen Ing Csc Smrkovsky; Jan Ing Csc Vacek; Josef Ing Tesar; Lubomir Rndr Chladek; Zdenek Ing Jasinsky
Original assignee: Smrkovsky Evzen; Vacek Jan; Tesar Josef; Chladek Lubomir; Jasinsky Zdenek
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1987-12-30
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS1027387A1

Abstract

Trysky hořáků hutnických agregátů se zvýšenou odolností vůči erozi, korozi a vyšší teplotě se vyrábí tak, že na tyč z měkké uhlíkové oceli se navaří ochranná vrstva z otěruvzdorné slitiny o tlouštce 0,1 až 0,8 mm, na kterou se naplátuje v jedné nebo více operacích vrstva mědi. Vnitřní tyč se potom odvrtá. V jiné variantě postupu se místo tyče použije trubka z uhlíkové oceli, která se před plátováním mědi vyplní nízkotající slitinou, která se po neplátování vytaví.Nozzles for metallurgical aggregate burners with increased resistance to erosion, corrosion and higher temperatures are manufactured by welding a protective layer of wear-resistant alloy 0.1 to 0.8 mm thick onto a soft carbon steel rod, onto which a layer of copper is plated in one or more operations. The inner rod is then drilled out. In another variant of the procedure, a carbon steel tube is used instead of the rod, which is filled with a low-melting alloy before copper plating, which melts after unplating.

Description

Vynález se týká způsobu výroby trysek hořáků hutnických agregátů, zvláště pro ocelářské pece se zvýšenou odolností vůči erozi, korozi a vyšší teplotě.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing burner nozzles of metallurgical aggregates, particularly for steel furnaces with increased resistance to erosion, corrosion and higher temperatures.

Při výrobě oceli ve speciálních tandémových pecích se v posledních letech za účelem zvýšení výkonu dopravují do zpracovávané taveniny prachové složky, přičemž nosným a zkujňova í tu m,'·<| i cm je kyslík. Vý z 11 ll mu,, ii součástí /.,7 17.0111, dopravujících pracovní médium, jsou trysky, které se vytál,ějí z mědi. Přednosti použití mědi je její vysoká tepelná vodivost, vysoká odolnost, proti tepelné únavě a vysoká odolnost proti korozi, její nevýhodou je nízká životnost vyplývající z její nízké odolnosti proti erozívnímu opotřebení. Po řadě pokusů o zvýšení odolnosti vnitřního povrchu trysek proti erozívnímu opotřebení různými způsoby povrchových úprav, např. chromováním, smaltováním, iontovou nitridací, vložkováním apod. se do provozu zavedlo chromováni vnitřního povrchu trysek, které poněkud zvýšilo jejich životnost. Všechny uvedené dosud zkoušené způsoby zvýšení životnosti trysek proti opotřebení však mají některé podstatné nevýhody, např. vykazují vysokou zmetkovitost při výrobě, nesplňují všechny požadavky současně, např. odolnost proti erozívnímu opotřebení prachovými složkami při současné odolnosti vůči teplotám apod., nebo jejich výroba je velice pracná a nákladná. Provedení trysek, zvláště pak jejich rozměry neumožňují použít pro ochranu vnitřního povrchu trysek efektivní metody pancéřování, neboř vnitřní průměr trysek je příliš malý. Z Λ0 č. 265 643 je znám způsob výroby trysek se zvýšenou odolnosti vůči erozi, korozi a vyšší teplotě, při němž se obvyklým způsobem vyrobená tryska podélně rozdělí na nejméně dvě části, vnitřní povrch trysky se opatří povlakem keramiky a/nebo kovu a rozdělené části se znovu plynotěsně spojí svarem. Přes nesporné výhody tohoto způsobu, spočívající v možnosti vytvořit ochrannou vrstvu i v tryskách poměrně malého průřezu, jeho značnou nevýhodou je vysoká náročnost na pracovní postup a obtížné zajištování ochranné vrstvy v původní dělící mezeře.In the production of steel in special tandem furnaces, in recent years, dust components have been conveyed to the melt to be processed to increase the throughput, while carrying and refining them, i cm is oxygen. Of the 11,111 parts of the conveying medium, the nozzles which have been welled are made of copper. Advantages of copper use are its high thermal conductivity, high resistance to heat fatigue and high resistance to corrosion, its disadvantage is low durability resulting from its low resistance to erosive wear. After a series of attempts to increase the resistance of the inner surface of the nozzles to erosive wear by various surface treatments such as chrome plating, enamelling, ion nitriding, lining, etc., chrome plating of the inner surface of the nozzles has been put into operation. However, all of the above-described methods of increasing the life of wear nozzles against wear have some significant disadvantages, eg they exhibit high reject rates in production, do not meet all requirements at the same time, eg resistance to erosive wear by dust components with simultaneous temperature resistance etc. laborious and costly. Nozzle designs, especially their dimensions, do not allow effective armor methods to protect the inner surface of the nozzles since the inner diameter of the nozzles is too small. No. 265 643 discloses a process for producing nozzles with increased resistance to erosion, corrosion and higher temperature, in which a customarily manufactured nozzle is longitudinally divided into at least two parts, the inner surface of the nozzle is coated with ceramic and / or metal and the divided parts are welded together again in a gas-tight manner. Despite the indisputable advantages of this method, consisting in the possibility of providing a protective layer even in nozzles of relatively small cross-section, its considerable disadvantage is the high labor intensity and the difficult securing of the protective layer in the original separating gap.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby trysek hořáků hutnických agregátů zvláště pro ocelářské pece podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se na tyč nebo trubku z měkké uhlíkové oceli o vnějším průměru přibližně rovném požadovanému vnitřnímu průměru trysky + 2 mm nejprve navaří ochranná vrstva z otěruvzdorné slitiny o tlouštce 0,1 až 0,8 mm, na kterou se naplátuje výbuchovým navalováním vrstva mědí. Potom se tyč z měkké uhlíkové oceli odvrtá. Je výhodné, provádi-li se plátování ve dvou operacích.The aforementioned drawbacks are eliminated by the method for producing the burner nozzles of metallurgical aggregates, especially for the steel furnaces according to the invention. SUMMARY OF THE INVENTION The first step is to first coat a mild carbon steel rod or pipe having an outer diameter approximately equal to the required nozzle inner diameter of + 2 mm to a wear resistant alloy layer of 0.1 to 0.8 mm thickness to which it is clad. explosive coating of copper layer. The mild carbon steel rod is then drilled. Preferably, the cladding is carried out in two operations.

V případě použití trubky se tato před plátováním vyplní nízkotající slitinou, která se po naplátování odstraní ohřevem.If a tube is used, it is filled with a low-melting alloy prior to cladding, which is removed by heating after plating.

Při odvrtávání vnitřní tyče nebo trubky z měkké uhlíkové ocele je výhodné použít vrtáku o průměru asi o 1 mm menším, než činil původní vnější průměr tyče. Zamezí se tím nadměrné Otupení vrtáku i eventuální narušení ochranné vrstvy. Potřebný pracovní průměr trysky se pak rychle ustaví během provozu trysky vyšleháním měkké uhlíkové oceli pracovním médiem.When drilling an inner carbon steel rod or pipe, it is advantageous to use a drill bit about 1 mm smaller than the original outer diameter of the rod. This prevents excessive blunting of the drill bit and potential damage to the protective layer. The required nozzle working diameter is then quickly established during the nozzle operation by beating mild carbon steel with the working medium.

Výhoda postupu podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje nanášet otěruvzdornou slitinu i na taková místa, kam to jiným způsobem není možné. Tím např. umožňuje výrobu trysek s otěruvzdornou vsrtvou na vnitřním povrchu trysky a v důsledku toho i s mnohonásobně prodlouženou životností.The advantage of the process according to the invention is that it makes it possible to apply a wear-resistant alloy even in places where this is otherwise not possible. This makes it possible, for example, to produce wear-resistant nozzles on the inner surface of the nozzle and, as a result, to extend the service life many times over.

Způsob výroby trysek hořáků hutnických agregátů podle vynálezu je blíže osvětlen v následujících příkladech, které jsou pro názornost doprovázeny vyobrazeními na obr. 1 ažThe method for producing the burner nozzles of metallurgical aggregates according to the invention is explained in more detail in the following examples, which are illustrated by the figures in Figs.

3. Na obr. 1 je znázorněna tyč 2 z měkké uhlíkové oceli, na níž nanesená ochranná otěruvzdor ná vrstva 2, ^na které je nanesena vrstva 2 navařené mědi. Na obr. 2 je tyč 2 z měkké uhlíkové oceli s nanesenou ochrannou otěruvzdornou vrstvou 2, na níž jsou ve dvou operacích naneseny dvě vrstvy 3 mědi, přičemž celková tloušĚka vrstvy mědi je stejná jako na obr. 1. Na obr. 3 je pak na trubce la z měkké uhlíkové oceli nanesena ochranná otěruvzdorná vrstva 2 a na ní vrstva 2 mědi. Trubka la je vyplněna nízkotavitelnou slitinou Změny průměru po jednotlivých operacích jsou na obr. 1 až 3 vyznačeny kótami.Fig. 1 shows a mild carbon steel bar 2 on which a protective abrasion-resistant layer 2 is applied ^on which a layer 2 of welded copper is applied. In Fig. 2 there is a mild carbon steel rod 2 with a wear-resistant protective layer 2 on which two copper layers 3 are deposited in two operations, the total thickness of the copper layer being the same as in Fig. 1. a protective abrasion-resistant layer 2 and a copper layer 2 are applied to the mild carbon steel tube 1a. The pipe 1a is filled with a low-melting alloy. The diameter changes after the individual operations are indicated by the dimensions in FIGS.

PřikladlHe did

Při výrobě trysky znázorněné v řezu na obr. 1 byla na tyč 2 ° průměru 19,2 mm z oceli o obsahu uhlíku 0,22 %, zbytek železo navařena ochranná vrstva 2 slitiny kobaltu o směrném chemickém složení 1,6 % uhlíku, 4 % wolframu, 27 % chrómu, zbytek kobalt. Po navaření byl vně j .-h I pí íiiiiči |,, > I < il ov.i i u |d clu iniši-ii nn 111 1'iiiiň i 211 mm . Nu lenili povirli by 1 n explozivně navařena vrstva 3 mědi o tlouštce 6 mm. Po navaření byl původní materiál uhlíková ocel odvrtán vrtákem o průměru 18,5 mm.In the manufacture of the nozzle shown in FIG. 1, a 2.2-inch 19.2 mm diameter steel bar with a carbon content of 0.22%, the remainder iron was welded with a protective layer 2 of a cobalt alloy with a guide chemical composition of 1.6% carbon, 4% tungsten, 27% chromium, the rest cobalt. After welding, the outside of the condenser was 11 mm and was at least 211 mm. In this case, an explosively welded layer of 3 mm copper with a thickness of 6 mm would be welded. After welding, the original carbon steel was drilled with an 18.5 mm diameter drill.

Příklad 2Example 2

Při výrobě trysky znázorněné v řezu na obr. 2 byla na tyč 2 ° průměru 19,4 mm z uhlíkové ocelí o bsahu uhlíku 0,22 i, zbytek železo navařena ochranná vrstva materiálu na bázi NiCrSiB o složení. 0,5 Ϊ uhlíku, 10 % chrómu, 2,5 % bóru 2,8 % křemíku, zbytek nikl s přídavkem 40 % karbidu wolframu. Po navaření ochranné vrstvy 2 byl vnější průměr přebroušen na průměr 20 mm. Explozivně byly na tento povrch dále navařeny dvě vrstvy 2 mědi, každá o tlouštce 3 mm. Po navaření mědi byl. původní materiál tyče 2 odvrtán vrtákem o průměru 18,5 mm.In the manufacture of the nozzle shown in FIG. 2, a carbon steel containing 0.22% carbon steel was deposited on a 2 ° 19.4 mm diameter rod, the remainder of the iron being welded with a protective layer of NiCrSiB-based material of composition. 0.5% of carbon, 10% of chromium, 2.5% of boron, 2.8% of silicon, the rest of the nickel with the addition of 40% of tungsten carbide. After welding the protective layer 2, the outer diameter was ground to a diameter of 20 mm. Explosively, two copper layers of 3 mm each were welded to this surface. After the brewing of copper was. the original material of bar 2 was drilled with a drill with a diameter of 18.5 mm.

Příklad 3Example 3

Tryska znázorněná na obr. 3 byla vyrobena tak, že na trubku la z oceli s obsahem uhlíku 0,22 i, zbytek železo a o vnitřním průměru 13 mm byla navařena vrstva 2 slitiny na bázi NiCrSiB o složení 0,9 % uhlíku, 15 % chrómu, 3 % bóru, 3,5 % křemíku, 1 % wolframu, zbytek nikl. Po navaření byl návar přebroušen na průměr 20 mm, vnitřek trubky la byl vylit Woodovým kovem. Na tento polotovar byla explozivně naplátována vrstva 3 mědi o tlouštce 6 mm. Po navaření mědi polotovar byl zahřát. Woodův kov byl vytaven a vnitřní otvor byl převrtán na průměr 18,6 mm.The nozzle shown in FIG. 3 was manufactured by welding a 0.9% carbon, 15% chromium NiCrSiB-based alloy layer 2 onto a steel pipe of 0.22 i carbon steel, iron remainder and 13 mm internal diameter. 3% boron, 3.5% silicon, 1% tungsten, the rest nickel. After welding, the weld deposit was ground to a diameter of 20 mm, the inside of tube 1a was poured with Wood metal. A layer of copper 6 mm thick was explosively clad on this blank. After welding the copper blank was heated. The wood metal was melted and the inner hole was bored to a diameter of 18.6 mm.

Příklad 4Example 4

Tryska o požadovaném konečném vnitřním průměru 20 mm byla vyrobena tak, že na trubku la z oceli s obsahem uhlíku 0,22 % hmot. o vnějším průměru 20 mm a vnitřním průměru 13 mm byla navařena vrstva 2 slitiny na bázi kobaltu o složení 1,8 % uhlíku, 4 % wolframu, 27 % chrómu, 58 % kobaltu, zbytek železo. Po navaření byl návar opracován, přebroušen tak, že tlouštka návaru byla 0,8 mm a vnitřek trubky byl vylit Woodovým kovem. Na tento polotovar byla explosivně naplátována vrstva 2_ mědi o tlouštce 6 mm. Poté byl Woodův kov odstraněn a vnitřní otvor byl převrtán na průměr 19,5 mm.The nozzle with the required final internal diameter of 20 mm was made by placing a steel pipe with a carbon content of 0.22% by weight. With an outer diameter of 20 mm and an inner diameter of 13 mm, a cobalt-based alloy layer 2 of 1.8% carbon, 4% tungsten, 27% chromium, 58% cobalt, the remainder iron was welded. After surfacing, the surfacing was machined, ground to a thickness of 0.8 mm and the inside of the tube was poured with Wood Metal. A copper layer 2 with a thickness of 6 mm was explosively clad on this blank. Then the Wood metal was removed and the inner hole was drilled to a diameter of 19.5 mm.

Claims

Method for producing burner nozzles of metallurgical aggregates, particularly for steel furnaces, with increased resistance to erosion, corrosion and higher temperature, characterized in that a mild carbon steel rod (1) or pipe (1a) having an outer diameter equal to the required inner diameter The + 2 mm nozzle is first welded on a wear-resistant alloy layer (2) having a thickness of 0.1 to 0.8 mm, on which a copper layer (3) is plated by explosion welding, after which the mild carbon steel rod is drilled.

2. A process for producing metallurgical burner nozzles according to claim 1, characterized in that the copper cladding is carried out in two operations.

Method for producing the burner nozzles of metallurgical aggregates according to Claims 1 and 2, characterized in that the pipe (1a) is filled with a low-melting alloy before cladding, which is removed by heating after cladding.