CN101665364B

CN101665364B - 一种抗熔渣高温涂料

Info

Publication number: CN101665364B
Application number: CN2009100934388A
Authority: CN
Inventors: 李彩霞; 顾华志; 张伟
Original assignee: PRCO KILN ENGINEERING Co Ltd; Puyang Refractories Group Co Ltd
Current assignee: PRCO KILN ENGINEERING Co Ltd; Puyang Refractories Group Co Ltd
Priority date: 2009-10-09
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2029-10-09
Also published as: CN101665364A

Abstract

一种抗熔渣高温涂料，其由如下重量份的原料组成：氧化铬绿60～75份，石英砂粉20～40份，氧化硅粉0.2～10份，无机粘结剂10～20份。由上述原料所组成的抗熔渣高温涂料体积稳定性较好，其在高温环境下进行烧结可形成紧密堆积结构，从而保证了抗熔渣高温涂料层和耐火材料层不会因熔渣渗透进入涂料层而导致上述两层粘结，所以在对加热炉进行集中处理时，该抗熔渣高温涂料层很容易剥离，并在剥离的同时也能很好地保证耐火材料层的完整性。

Description

一种抗熔渣高温涂料

技术领域

本发明涉及一种抗熔渣高温涂料，特别是应用于加热炉的抗熔渣高温涂料。

背景技术

在轧钢领域内，钢材在轧制或者锻造前，首先需要对其在1300～1400℃下进行软化热处理；对于该处理工艺来说，加热炉常用的热工设备。

加热炉以工业液体(气体)燃料作为热源，热源在加热炉炉膛中燃烧，产生高温烟气并以它作为热载体，实现对进入加热炉中钢坯的升温热处理。在加热处理过程中，加热炉内的氧气会和钢坯发生作用，在钢坯表面反应生成氧化亚铁和氧化铁，当加热炉内的温度达到1360℃时，钢坯表面的氧化亚铁就会称为熔融态物质，从而脱离钢坯表面掉落到加热炉的炉壁、炉底和加载输送待处理钢坯的水冷管上。那么经过多次上述加热处理工艺后，加热炉内部炉壁、炉底、水冷管上就会附着大量的氧化亚铁的铁皮熔渣，上述熔渣在高温条件下熔融后会逐渐渗透入覆盖于炉壁、炉底和水冷管上的耐火材料层中，从而影响耐火材料层的耐火性能。为此，就需要定期地对上述熔渣进行清理，但是由于上述熔渣已经渗透进入耐火材料层且与其发生粘渣作用，从而加大了扒渣的难度，如果处理不当则很容易将耐火材料层扒去，导致耐火材料层破损；这样一方面可能会造成高温熔渣经破损的耐火材料层渗入烧穿炉底，另一方面因扒渣导致耐火材料层破损的维修费用总体造成了生产成本的提高。

为了解决上述问题，现有技术中需要在加热炉耐火材料层上覆盖设置一层抗熔渣高温涂料，从而利用该高温涂料层实现将熔渣和耐火材料层隔离，同时高温涂料层也可以抗熔渣侵蚀的目的。

现有技术中，专利文献CN101314679A公开了一种高温防腐涂料，该涂料包括涂料干粉和使用时外加的复合粘结剂；所述涂料干粉由碳化硅、白刚玉微粉、a-氧化铝微粉、氧化铬绿微粉、氧化铁和锂辉石组成，所述复合粘结剂由磷酸盐水溶液和氧化硅溶胶组成。该涂料可耐高温、防腐性能好。其中，白刚玉以氧化铝粉为原料，对其进行高温熔炼而成，其化学性质很稳定；加入a-氧化铝微粉是利用了其具有极强抗酸碱性的性质；氧化铬绿也是一种化学性质稳定可抗腐蚀、性质稳定；上述物质结合氧化铁和锂辉石实现了对金属内筒内壁的防腐处理。如果将上述防腐涂料应用于加热炉中，将其设置于加热炉耐火材料层之上，虽然其具有一定的热稳定性，可以将熔渣和耐火材料层隔离，但却无法实现抗熔渣侵蚀的目的，因为在前述高温处理过程中，上述高温防腐涂料中复合粘结剂的添加，在高温作用下会由于粘结剂的挥发和烧结导致防腐涂料层体积收缩，同时由于该高温防腐涂料中并没有添加可以在高温下将上述体积收缩现象进行中和的物质，从而很容易出现防腐涂料层开裂的情况，很容易导致熔渣进入耐火材料层，严重影响了生产安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的防腐涂料应用于加热炉中时，由于其原料组成的原因，在高温作用下因粘结剂的挥发容易导致防腐涂料层体积收缩、开裂，进而提供一种性质稳定、不会在高温下因粘结剂的挥发而出现涂料层开裂的抗熔渣高温涂料。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种抗熔渣高温涂料，其由如下重量份的原料组成：

氧化铬绿 60～75份

石英砂粉 20～40份

氧化硅粉 0.2～10份

无机粘结剂 10～20份。

所述抗熔渣高温涂料优选由如下重量份的原料组成：

氧化铬绿 70份

石英砂粉 25份

氧化硅粉 5份

无机粘结剂 15份。

其中，优选所述氧化铬绿的颗粒粒径为小于或等于0.044mm；优选所述石英砂粉的颗粒粒径为小于或等于0.088mm；优选所述氧化硅粉的颗粒粒径为小于或等于0.044mm。

同时优选所述氧化铬绿的颗粒粒径为小于或等于0.044mm，所述石英砂粉的颗粒粒径为小于或等于0.088mm，所述氧化硅粉的颗粒粒径为小于或等于0.044mm。

所述氧化铬绿中Cr₂O₃的含量大于或等于98.5wt％，所述石英砂粉中SiO₂的含量大于或等于98wt％，所述氧化硅粉中SiO₂的含量大于或等于92wt％。

此外，所述无机粘结剂为水玻璃。优选所述水玻璃的波美度为50。

所述抗熔渣高温涂料中氧化铬含量为57～72wt％，氧化硅含量为26～40wt％。

一种抗熔渣高温涂料，其中氧化铬含量为57～72wt％，氧化硅含量为26～40wt％。

本发明所述的抗熔渣高温涂料，选择氧化铬绿、石英砂粉、氧化硅粉和无机粘结剂作为原料组成。其中，氧化铬绿即氧化铬，熔点(2260℃±25℃)，其晶格系六方晶系，故其莫氏硬度可达8.5～9，接近刚玉(Al2O3)，仅次于金刚石，；其抗腐蚀性、热稳定性和耐候性极佳，氧化铬可与很多氧化物形成固溶体、高熔点化合物或熔化温度高的共熔物，以及能使渗入的熔渣黏度增大，属优质的耐火材料。石英砂粉特定的晶体形状和晶格变化规律赋予了其耐高温的特性，其在850℃会转变为a-磷石英，体积膨胀约16％；a-磷石英在1470℃转变为a-方石英，体积膨胀约4.7％。氧化硅粉则是常用的耐高温材料。

上述物质通过适量的重量份配比，以氧化铬绿结合石英砂粉作为本发明所述抗熔渣高温涂料的骨架原料，辅以常用的耐高温材料氧化硅粉，在无机粘结剂的作用下实现上述氧化硅粉在骨架内的填充，并通过加热炉中的高温环境实现上述物质的烧结(粘结剂的挥发)，从而形成本发明所述的抗熔渣高温涂料的紧密堆积结构，使高温涂料具有一定的粘结强度。在形成上述紧密堆积结构的过程中，抗熔渣高温涂料会产生体积收缩，但是由于本发明所述的抗熔渣高温涂料中还包含有石英砂粉，石英砂粉在上述原料中也充当了一定的膨胀剂的角色，其在高温下的体积膨胀特性，补充了前述的体积收缩；当然经过发明人的研究也只有在本发明所述重量份的原料相互作用下，才可以实现上述体积膨胀和体积收缩的中和，从而保证了本发明所述抗熔渣高温涂料在加热炉高温环境下的体积稳定性，避免由于涂料体积收缩出现开裂，熔渣侵蚀耐火材料层的问题。此外，当氧化亚铁熔融物低落到加热炉炉底、炉壁、水冷管上时，以氧化铬绿和石英砂作为骨料的抗熔渣高温涂料，其中氧化铬绿在高温条件下和氧化亚铁熔渣会发生反应生成尖晶石，该物质的生成也进一步保证了本发明所述的抗熔渣高温涂料的抗熔渣侵蚀性。最后，石英砂粉在高温环境下呈一定的熔融态，具有较大的液相粘度，更进一步地保证了抗熔渣高温涂料对熔渣的渗透抵制。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明所述的抗熔渣高温涂料，选择特定重量份的氧化铬绿、石英砂粉、氧化硅粉和无机粘结剂作为原料组成；在上述物质的前述相互作用下，形成了以氧化铬绿、石英砂粉为骨架的紧密堆积结构；其中，石英砂粉的适量添加中和了高温环境下由于形成紧密堆积结构所带来的抗熔渣高温涂料层的体积收缩，保证了本发明所述抗熔渣高温涂料层的体积稳定性，避免了由于体积收缩带来的高温涂料层开裂进而导致熔渣渗透进入耐火材料层对其进行侵蚀的问题；此外，本发明所述的抗熔渣高温涂料对于氧化亚铁熔渣可以在高温下和氧化铬绿生成尖晶石物质，一方面上述反应消耗一定量的熔渣，另一方面上述反应生成的尖晶石物质也具有较强的抗侵蚀性能，所以其总体上减少了氧化亚铁熔渣进入涂料层进而对其进行侵蚀的几率；加之本发明所述的抗熔渣高温涂料中石英砂在高温下具有的液相粘度，从而上述所有优点保证了本发明所述抗熔渣高温涂料具有优异的抵抗熔渣渗透侵蚀的性能。

(2)本发明所述的抗熔渣高温涂料具有紧密堆积结构，体现为其具有较大的粘结强度，且由于上述性质使得熔渣难以渗透进入抗熔渣高温涂料层，从而保证了抗熔渣高温涂料层和耐火材料层不会因熔渣渗透进入涂料层而导致上述两层粘结，所以在对加热炉进行集中处理时，该抗熔渣高温涂料层很容易剥离，并在剥离的同时也能很好地保证耐火材料层的完整性。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明进行详细阐述。

实施例1

称取颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化铬绿70份，颗粒粒径在0.088～0mm(不等于0)的石英砂粉25份，颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化硅粉5份，将上述原料混合并搅拌3～4分钟直至上述原料混合均匀，再向上述混合物中加入波美度为50的水玻璃15份，再次进行搅拌4～6分钟直至混合物的均匀程度适合施工要求即可。上述份数均为重量份数。

对上述得到的高温涂料进行测定，其中氧化铬含量为67.42wt％，氧化硅含量为29.60wt％。

实施例2

称取颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化铬绿65份，颗粒粒径在0.088～0mm(不等于0)的石英砂粉27份，颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化硅粉8份，将上述原料混合并搅拌3～4分钟直至上述原料混合均匀，再向上述混合物中加入波美度为50的水玻璃14份，再次进行搅拌4～6分钟直至混合物的均匀程度适合施工要求即可。上述份数均为重量份数。

对上述得到的高温涂料进行测定，其中氧化铬含量为62.52wt％，氧化硅含量为35.08wt％。

实施例3

称取颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化铬绿72份，颗粒粒径在0.088～0mm(不等于0)的石英砂粉27份，颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化硅粉1份，将上述原料混合并搅拌3～4分钟直至上述原料混合均匀，再向上述混合物中加入硅溶胶13份，再次进行搅拌4～6分钟直至混合物的均匀程度适合施工要求即可。上述份数均为重量份数。

对上述得到的高温涂料进行测定，其中氧化铬含量为68.86wt％，氧化硅含量为29.78wt％。

实施例4

称取颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化铬绿60份，颗粒粒径在0.088～0mm(不等于0)的石英砂粉38份，颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化硅粉2份，将上述原料混合并搅拌3～4分钟直至上述原料混合均匀，再向上述混合物中加入波美度为50的水玻璃14份，再次进行搅拌4～6分钟直至混合物的均匀程度适合施工要求即可。上述份数均为重量份数。

对上述得到的高温涂料进行测定，其中氧化铬含量为57.00wt％，氧化硅含量为40.00wt％。

实施例5

称取颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化铬绿75份，颗粒粒径在0.088～0mm(不等于0)的石英砂粉24.5份，颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化硅粉0.5份，将上述原料混合并搅拌3～4分钟直至上述原料混合均匀，再向上述混合物中加入波美度为50的水玻璃16份，再次进行搅拌4～6分钟直至混合物的均匀程度适合施工要求即可。上述份数均为重量份数。

对上述得到的高温涂料进行测定，其中氧化铬含量为72.00wt％，氧化硅含量为26.00wt％。

实施例6

称取颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化铬绿68份，颗粒粒径在0.088～0mm(不等于0)的石英砂粉28份，颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化硅粉4份，将上述原料混合并搅拌3～4分钟直至上述原料混合均匀，再向上述混合物中加入比重为1.48的液体磷酸二氢铝溶液16份，再次进行搅拌4～6分钟直至混合物的均匀程度适合施工要求即可。上述份数均为重量份数。

对上述得到的高温涂料进行测定，其中氧化铬含量为67.44wt％，氧化硅含量为30.02wt％。

实施例7

称取颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化铬绿70份，颗粒粒径在0.088～0mm(不等于0)的石英砂粉26份，颗粒粒径在0.044～0mm(不等于0)的氧化硅粉4份，将上述原料混合并搅拌3～4分钟直至上述原料混合均匀，再向上述混合物中加入质量百分比浓度为42.5％的磷酸溶液14份，再次进行搅拌4～6分钟直至混合物的均匀程度适合施工要求即可。上述份数均为重量份数。

对上述得到的高温涂料进行测定，其中氧化铬含量为66.68wt％，氧化硅含量为27.76wt％。

在上述实施例1～7中，提到了无机粘结剂水玻璃的波美度，其是指一种用浮式比重计来测定溶液的浓度。本发明所述的抗熔渣高温涂料优选水玻璃的波美度为50，只有选择该浓度的水玻璃，才能够更好地实现利用本发明所述的重量份原料将其中的骨架材料和其他材料紧密填充结合在一起，形成紧密堆积结构。

上述的氧化铬绿、石英砂粉和氧化硅粉可以是市售的任何规格的产品，但在本发明的上述实施例中作为最优选的实施方式氧化铬绿优选其中Cr₂O₃的含量大于或等于98.5wt％，石英砂粉优选其中SiO₂的含量大于或等于98wt％，氧化硅粉优选其中SiO₂的含量大于或等于92wt％。

粘结抗析强度测试

本发明对上述实施例中得到的抗熔渣高温涂料进行了如下粘结抗析强度测试，测试方法如下：

将加热炉用低水泥高铝浇注料40×40×160mm样块经1400℃×3h热处理后，制成40×40×80mm的样块B，将上述实施例1～5中制备得到的抗熔渣高温涂料涂到样块B的原砖面40×40mm上，将另一个样块B的40×40mm面压在抗熔渣高温涂料的上面，直到将涂料厚度压为1～2mm，之后放置24小时，经110℃×24h烘干，测110℃×24h、1300℃×3h、1400℃×3h烧后检测抗熔渣高温涂层的粘结强度。

测试结果见如下表1所示。

表1

从上表中的测试数据可以看出，本发明所述的抗熔渣高温涂料随着温度的升高，其粘结强度呈逐渐增大的趋势；粘结强度越大越容易抵抗熔渣侵蚀。

虽然本发明已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。

Claims

1.一种抗熔渣高温涂料，其特征在于，所述抗熔渣高温涂料由如下重量份的原料组成：

氧化铬绿 60～75份

石英砂粉 20～40份

氧化硅粉 0.2～10份

无机粘结剂 10～20份。

2.根据权利要求1所述的抗熔渣高温涂料，其特征在于，所述抗熔渣高温涂料由如下重量份的原料组成：

氧化铬绿 70份

石英砂粉 25份

氧化硅粉 5份

无机粘结剂 15份。

3.根据权利要求1或2所述的抗熔渣高温涂料，其特征在于，所述氧化铬绿的颗粒粒径为小于或等于0.044mm。

4.根据权利要求1或2所述的抗熔渣高温涂料，其特征在于，所述石英砂粉的颗粒粒径为小于或等于0.088mm。

5.根据权利要求1或2所述的抗熔渣高温涂料，其特征在于，所述氧化硅粉的颗粒粒径为小于或等于0.044mm。

6.根据权利要求1或2所述的抗熔渣高温涂料，其特征在于，所述氧化铬绿的颗粒粒径为小于或等于0.044mm，所述石英砂粉的颗粒粒径为小于或等于0.088mm，所述氧化硅粉的颗粒粒径为小于或等于0.044mm。

7.根据权利要求1或2所述的抗熔渣高温涂料，其特征在于，所述氧化铬绿中Cr₂O₃的含量大于或等于98.5wt％，所述石英砂粉中SiO₂的含量大于或等于98wt％，所述氧化硅粉中SiO₂的含量大于或等于92wt％。

8.根据权利要求1或2所述的抗熔渣高温涂料，其特征在于，所述无机粘结剂为水玻璃。

9.根据权利要求8所述的抗熔渣高温涂料，其特征在于，所述水玻璃的波美度为50。

10.根据权利要求1所述的抗熔渣高温涂料，其特征在于，所述抗熔渣高温涂料中氧化铬含量为57～72wt％，氧化硅含量为26～40wt％。