本发明涉及高炉风口小套实体防护领域，尤其涉及高炉风口小套表面防护层制备。
背景技术：
高炉风口是高炉的重要部位之一，通常是用紫铜铸造而成。高炉风口的工作环境十分恶劣，一方面风口的内表面要经受1000-1200℃热风的作用，同时，在高炉的操作过程中，大量煤粉也要通过风口内孔吹入炉内，煤粉对风口表面造成严重磨损；另一方面，风口外表面伸入高炉内部，要经受2000-2300℃高温的辐射，同时高炉内自上而下滴落的液态渣铁以及红热的焦炭对风口有一定的侵蚀和磨损。据不完全统计，近年来我国高炉仅因频繁更换、风口休风就导致生铁每年少产上百万吨，减少产值近十亿元。由此可知，提高风口使用寿命对钢铁行业乃至国民经济将产生巨大的效益。为了进一步提高风口内、外表面的耐热、耐磨蚀性能，进而提高高炉风口的使用寿命和风口本体多次使用的可能性，在一个设计结构合理，材料选择和制作工艺精良的风口表面增设防护层，进一步强化风口表面成为了一个亟需解决的课题。
高炉风口小套的磨损主要集中在风口小套内壁及前端，熔损主要集中在风口小套外壁前半部分。针对高炉风口小套的失效形式及部位，拟通过等离子熔覆工艺制备防护层的方法在风口小套不同部位制备防护层，以提高高炉风口小套的使用寿命。所述装置一方面针对高炉风口小套的内部结构为非轴对称结构，在制备防护层时需要使用专用的固定装置以保证风口小套在熔覆时的旋转为同心转动。一方面针对高炉风口小套的材质主要为紫铜，铜具有极好的导热性，在熔覆过程中难以熔化，所以必须进行预热，且风口小套预热温度要达到400－600℃，而且铜质风口质量与体积较大，在加热时即使采用大功率加热设备的情况下，加热效率也比较缓慢，而且热量也很容易通过风口小套进而传递给其他固定及夹持设备。这样不仅影响风口小套的加热效率，而且也增加了在风口小套表面制备防护层的困难度。
技术实现要素：
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种高炉风口小套在制备防护层前进行加热时对除需进行等离子熔覆制备防护层部分的专用夹持装置，旨在解决现有的等离子熔覆工艺制备风口小套防护层前预热过程中，风口小套导热过快从而导致加热效率较低以及实际熔覆过程中对非轴对称结构的风口小套的夹持固定问题。
为实现上述目的，本发明在第一方面提供了一种高炉风口小套的夹持装置，包括可与高炉风口小套内壁相配合的前端轴向套筒，可与高炉风口小套大端相配合的圆环槽以及可与卡盘配合的后端轴向套筒，前端轴向套筒外和圆环槽内壁及槽底部设置有隔热层，圆环槽底设置有与高炉风口小套大端斜度相同的斜面。
进一步地，圆环槽外设置有锁紧螺丝。
进一步地，圆环槽内设置有冷却水的螺旋水道。
进一步地，在圆环槽的外壁上设置有温度传感器。
进一步地，螺旋水道的进水口和出水口通过进水管和出水管与激光水冷箱相连。
进一步地，其中，隔热层为20-30mm的石棉层。
本发明在第二方面提供了7、一种用于高炉风口小套等离子熔覆制备防护层的夹持方法，其特征在于，包括步骤：
(1)提供一种高炉风口小套的夹持装置，包括可与高炉风口小套内壁相配合的前端轴向套筒，可与高炉风口小套大端相配合的圆环槽以及可与卡盘配合的后端轴向套筒，前端轴向套筒外和圆环槽内壁及槽底部设置有隔热层，圆环槽底设置有与高炉风口小套大端斜度相同的斜面，圆环槽内设置有冷却水的螺旋水道；
(2)将夹持装置通过后端轴向套筒固定在卡盘上，将高炉风口小套套入前端套筒，插入圆环槽中，用设置在圆环槽外的锁紧螺栓锁紧；
(3)通过螺旋水道通入循环冷却水。
进一步地，其中，所的述螺旋水道的进水口和出水口通过进水管和出水管与激光水冷箱相连。
进一步地，其中，在圆环槽的外壁上设置有温度传感器。
进一步地，其中，隔热层为20-30mm的石棉层。
本发明能够有效的防止风口小套加热过程中由于导热效率极好从而加热整个工装系统的情况，提高了高炉风口小套防护层制备的热处理效率。同时夹持装置的设计能够保证高炉风口小套固定位置的稳定性以及在旋转过程中的旋转精度。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例中的整体装置结构示意图；
图2是本发明的一个较佳实施例中的本发明装置的横向剖面示意图；
图3是本发明的一个较佳实施例中的螺旋水道的内部结构图；
图4是本发明的一个较佳实施例中的螺旋水道的内部结构图；
图5是高炉风口小套内部结构示意图
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
如图1-5所示，本发明提供一种用于高炉风口小套制备防护层的夹持装置8，夹持装置8内部有轴向套筒14用以保证风口小套10在熔覆过程中为同心转动，外部有圆环槽16进一步固定风口小套大端，圆环槽16外部设置有螺丝11锁紧风口小套。为防止风口小套导热过快加热工装系统，在夹持装置8内部以及轴向套筒14外部加一层20-30mm左右的石棉隔热层9。由于风口小套10为非轴对称结构，在该夹持装置8后端底部设计一个与风口小套10大端斜度基本一致的斜面17，以保证高炉风口小套10在不发生晃动的情况下确保熔覆过程中的旋转精度。为进一步防止传热，在固定装置圆环槽16内部设有冷却系统。
在应用时，将高炉风口小套10的夹持装置8的后端轴向套筒7固定于卡盘15上，将实体风口小套10沿夹持装置8前端的轴向套筒14插入该圆环槽16内并使用螺丝11卡紧。在等离子熔覆过程中，夹持装置8内部设计的轴向套筒14，使风口小套10轴向转动的同时能够保证风口小套10的旋转精度。在对风口小套10进行预热时，该夹持装置8的石棉隔热层9的存在有效的防止了高炉风口小套10向该夹持装置的传热。为了进一步防止风口小套10在预热时加热工装系统，在夹持装置8内设螺旋水道18。冷却水从专用固定装置的进水口3进入，经过进水腔流入前端的螺旋水道13，进入前端圆槽结构，然后再经过外螺旋水道13流入出水腔处，最后从出水口4处流出，该圆环槽16外壁上设置有温度传感器6，以随时监测风口小套夹持装置6的表面温度变化，专用固定装置外侧设有激光水冷箱1，用以冷却出水口流出的循环冷却水，并通过内置水泵将低温冷却水送入专用固定冷却装置内，从而构成水冷循环。预热完成后，关闭夹持装置8的冷却系统，抽出该夹持装置8上安装的进水管3和出水管2，开始进行高炉风口小套10的熔覆工作。
通过上述风口小套夹持装置能够有效的防止风口小套加热过程中由于导热效率极好从而加热整个工装系统的情况，提高了高炉风口小套防护层制备的热处理效率。同时夹持装置的设计能够保证高炉风口小套固定位置的稳定性以及在旋转过程中的旋转精度。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
1.一种高炉风口小套的夹持装置，其特征在于，包括可与高炉风口小套内壁相配合的前端轴向套筒，可与高炉风口小套大端相配合的圆环槽以及可与卡盘配合的后端轴向套筒，所述的前端轴向套筒外和所述的圆环槽内壁及槽底部设置有隔热层，所述的圆环槽底设置有与高炉风口小套大端斜度相同的斜面。
2.如权利要求1所述的高炉风口小套的夹持装置，其中，所述的圆环槽外设置有锁紧螺丝。
3.如权利要求2所述的高炉风口小套的夹持装置，其中，所述的圆环槽内设置有冷却水的螺旋水道。
4.如权利要求3所述的高炉风口小套的夹持装置，其中，在所述的圆环槽的外壁上设置有温度传感器。
5.如权利要求4所述的高炉风口小套的夹持装置，其中，所述螺旋水道的进水口和出水口通过进水管和出水管与激光水冷箱相连。
6.如权利要求5所述的高炉风口小套的夹持装置，其中，所述的隔热层为20-30mm的石棉层。
7.一种用于高炉风口小套等离子熔覆的夹持方法，其特征在于，包括步骤：
(1)提供一种高炉风口小套的夹持装置，包括可与高炉风口小套内壁相配合的前端轴向套筒，可与高炉风口小套大端相配合的圆环槽以及可与卡盘配合的后端轴向套筒，所述的前端轴向套筒外和所述的圆环槽内壁及槽底部设置有隔热层，所述的圆环槽底设置有与高炉风口小套大端斜度相同的斜面，所述的圆环槽内设置有冷却水的螺旋水道；
(2)将所述夹持装置通过所述的后端轴向套筒固定在卡盘上，将高炉风口小套套入所述的前端套筒，插入所述的圆环槽中，用设置在所述圆环槽外的锁紧螺栓锁紧；
(3)通过所述的螺旋水道通入循环冷却水。
8.如权利要求7所述的用于高炉风口小套等离子熔覆的夹持方法，其中，所的述螺旋水道的进水口和出水口通过进水管和出水管与激光水冷箱相连。
9.如权利要求8所述的用于高炉风口小套等离子熔覆的夹持方法，其中，在所述的圆环槽的外壁上设置有温度传感器。
10.如权利要求9所述的用于高炉风口小套等离子熔覆的夹持方法，其中，所述的隔热层为20-30mm的石棉层。
技术总结