CN101948946B - 防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂及其制备方法。采用的技术方案是：按重量配比包括以下原料：SiC5～50份，SiO₂30～80份，Si 8～20份。还包括SiC、SiO₂和Si总重量0.1～3.5％的聚乙二醇、20～80％的水玻璃和40～80％的水。本发明可以在200-600℃的钢坯上直接喷涂，与钢坯的结合牢固，在钢坯搬运过程中不脱落，高温下，形成液态的玻璃膜，隔绝空气起到防氧化效果，降温水冷过程中，自然脱落。具有防氧化效果突出，不污染钢坯，容易操作等特点，而且所有原材料易得，价格低，不污染环境，不影响钢坯质量。

Description

防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防氧化剂，具体地涉及一种用于防止钢坯、钢锭在加热时，坯体表面与氧气接触氧化的防氧化剂。

背景技术

钢坯、钢锭在轧制前，都需要在含氧化性气氛中加热或均热，表面易高温氧化，从而生成大量的氧化皮，会造成0.5～2.5％的氧化烧损。国内外的研究进展表明，钢坯高温防氧化技术已经为国内外科研企业所重视，并取得了一定的进展。专利200710158427使用2～50％二氧化硅、10～60％粘土、0～40％硼砂、0～45％硼酸、1～30％脲、0.5～20％硫酸镁配制的防氧化剂在钢坯表面形成一层瓷性保护膜，起到抗氧化的效果；专利201010112111使用5～40％镁铬合成料，40～79％镁砂，3～20％高炉渣，1～2.95％三聚磷酸钠，0.01～0.5％甲基纤维素钠，25～40％的水配制；专利200780010634使用含镁矿物、层状硅酸盐、冶金固体废弃物、工业铝粉、有机增稠剂、无机粘结剂和水混合制成密度在1100～1500kg/m³的涂料。以上成果对防氧化都有一定的效果。

但是，以上成果防氧化温度范围在1000℃左右，不能满足钢铁企业大部分的低碳钢热轧前加热目标温度在1200～1300℃的要求；部分研究成果只能针对某一种特种钢材(如不锈钢、硅钢和一些航空用特种钢材等)，防氧化剂成本较高，对于低附加值的普碳钢没有普适性；还有的防氧化剂能在钢材表面形成有害的杂质，限制了实际推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂，可直接在钢坯从连铸机到加热炉前热送过程中对200～600℃热钢坯进行喷涂，形成保护涂层，在动态输送过程中涂层致密附着于钢坯基体上，不会脱落；钢坯在1200～1300℃加热过程中涂层在钢坯表面形成防氧液相膜，起到防氧化的目的；防氧化膜在冷却过程中，又极易从基体上剥离。

本发明的另一目的是提供一种生产工艺简单的防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂，按重量份配比包括以下原料：

SiC       5～50份，

SiO₂      30～80份，

Si        8～20份。

优选的，SiC、SiO₂和Si的粒度为小于1000目。

防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂，还包括聚乙二醇、水玻璃和水；聚乙二醇的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的0.1～3.5％；水玻璃的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的20～80％；水的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的40～80％。

上述的防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂的制备方法如下：

1)按重量份配比，取5～50份的SiC，30～80份的SiO₂和8～20份的Si，放入球磨机分散共磨20～40分钟；

2)然后加入SiC、SiO₂和Si总重量0.1～3.5％的聚乙二醇、20～80％的水玻璃和40～80％的水，再分散共磨20～40分钟，形成稳定的悬浮液。

使用时，将上述制备好的防氧化剂用涂刷或喷涂的方法，直接涂敷于温度为200-600℃的热钢坯上，即可在钢坯表面形成牢固的涂层；涂完涂层的钢坯在1200～1300℃高温烘烤的过程中，表面形成液态的玻璃相，隔绝空气，起到防氧化的作用。

本发明中，为了提高防氧化剂的活性，降低其产生液相的温度，使防氧化的温度范围加宽，使用了微米级(1000目筛下物)的活性原料。同时为考虑提高防氧化剂的分散性及稳定性，加入聚乙二醇使防氧化剂不沉淀。加入的水玻璃是为了保证防氧化剂在喷涂或涂刷的时候，快速脱水，快速硬化，在钢坯搬运过程中能紧密附着，不脱落。

本发明的有益效果是：本发明可以在200-600℃的钢坯上直接喷涂，与钢坯的结合牢固，在钢坯搬运过程中不脱落，1200～1300℃高温下，形成液态的玻璃膜，隔绝空气起到防氧化效果，降温水冷过程中，自然脱落。具有防氧化效果突出，不污染钢坯，容易操作等特点。而且所有原材料易得，价格低，不污染环境，不影响钢坯质量，使钢坯在加热时形成氧化铁皮的重量大幅度减少，防氧化效果明显。

具体实施方式

下面通过实施例和对比例进一步说明本发明。在以下实施例和对比例中，用45号钢制成的试样在喷涂防氧化剂后，于1200℃保温2小时，用单位面积增重率来衡量防氧化效果，增重率越低，防氧化性能越好。

实施例1一种防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂

(一)防氧化剂的组成

按重量份配比，将25kg的SiC，60kg的SiO₂和15kg的Si混合均匀后，加入SiC、SiO₂和Si总重量1.5％的聚乙二醇，SiC、SiO₂和Si总重量60％的水玻璃，SiC、SiO₂和Si总重量70％的水，混合均匀。

(二)制备方法如下：

1)将SiC、SiO₂和Si研磨成粒度小于1000目的原料，按上述的重量配比取料，放入球磨机分散共磨30分钟左右；

2)然后加入SiC、SiO₂和Si总重量1.5％的聚乙二醇、60％的水玻璃，70％的水，再分散共磨30分钟左右，形成稳定的悬浮液，即可。

(三)使用方法

将制好的防氧化剂用喷涂的方法，直接涂敷于温度为200℃，直径99.5mm，厚度15mm的45号圆形钢坯上，在钢坯表面形成牢固的涂层。涂完涂层的钢坯放入1200℃的氧化环境下加热2小时，测定单位面积增重率，结果见表1。

实施例2一种防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂

(一)防氧化剂的组成

SiC     50份，

SiO₂    30份，

Si      20份，

聚乙二醇的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的2.0％，

水玻璃的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的40％，

水的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的80％。

(二)制备方法如下：

1)将SiC、SiO₂和Si研磨成粒度小于1000目(13微米)的原料，按上述的重量配比取料，放入球磨机分散共磨30分钟左右；

2)然后加入SiC、SiO₂和Si总重量2.0％的聚乙二醇、40％的水玻璃，80％的水，再分散共磨30分钟左右，形成稳定的悬浮液，即可。

(三)使用方法

将制好的防氧化剂用喷涂的方法，直接涂敷于温度为200℃，直径99.5mm，厚度15mm的45号圆形钢坯上，在钢坯表面形成牢固的涂层。涂完涂层的钢坯放入1200℃的氧化环境下加热2小时，测定单位面积增重率，结果见表1。

实施例3一种防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂

(一)防氧化剂的组成

SiC     5份，

SiO₂    80份，

Si      15份，

聚乙二醇的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的3.5％，

水玻璃的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的80％，

水的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的50％。

(二)制备方法如下：

1)将SiC、SiO₂和Si研磨成粒度小于1000目的原料，按上述的重量配比取料，放入球磨机分散共磨30分钟左右；

2)然后加入SiC、SiO₂和Si总重量3.5％的聚乙二醇、80％的水玻璃，50％的水，再分散共磨30分钟左右，形成稳定的悬浮液，即可。

(三)使用方法

将制好的防氧化剂用喷涂的方法，直接涂敷于温度为200℃，直径99.5mm，厚度15mm的45号圆形钢坯上，在钢坯表面形成牢固的涂层。涂完涂层的钢坯放入1200℃的氧化环境下加热2小时，测定单位面积增重率，结果见表1。

实施例4一种防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂

(一)防氧化剂的组成

SiC     40份，

SiO₂    52份，

Si      8份，

聚乙二醇的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的0.1％，

水玻璃的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的20％，

水的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的40％。

(二)制备方法如下：

1)将SiC、SiO₂和Si研磨成粒度小于1000目的原料，按上述的重量配比取料，放入球磨机分散共磨30分钟左右；

2)然后加入SiC、SiO₂和Si总重量0.1％的聚乙二醇、20％的水玻璃，40％的水，再分散共磨30分钟左右，形成稳定的悬浮液，即可。

(三)使用方法

将制好的防氧化剂用喷涂的方法，直接涂敷于温度为200℃，直径99.5mm，厚度15mm的45号圆形钢坯上，在钢坯表面形成牢固的涂层。涂完涂层的钢坯放入1200℃的氧化环境下加热2小时，测定单位面积增重率，结果见表1。

对比例1

把45号钢坯的样品直接置于实施方案1-4同样的环境中氧化，计算单位表面积的增重率，结果见表1。

对比例2

取背景技术中的一种防氧化剂，其组成如下：

SiO₂            30％，

粘土            40％，

硼砂            10％，

硼酸            10％，

脲              5％，

硫酸镁          5％，

将上述的防氧化剂用喷涂的方法，直接涂敷于温度为200℃，直径99.5mm，厚度15mm的45号圆形钢坯上，涂完涂层的钢坯放入实施方案1-4同样的环境中氧化，结果见表1。

表1

产品性能	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1	对比例2
							增重率(％)	1.17	1.20	1.76	1.67	3.48	2.63

由表1可见，本发明的防氧化剂的增重率低于对比样的增重率，因此本发明的防氧化剂防氧化性能好。

Claims (2)

1.一种防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂，其特征在于按重量比，由以下原料制成：

SiC    5～50份，

SiO₂   30～80份，

Si     8～20份；

聚乙二醇的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的0.1～3.5％；

水玻璃的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的20～80％；

水的加入量为SiC、SiO₂和Si总重量的40～80％；

其中，SiC、SiO₂和Si的粒度为小于1000目。

2.权利要求1所述的防止钢坯在加热时表面氧化的防氧化剂的制备方法，其特征在于制备方法如下：

1)按重量份配比，取5～50份的SiC，30～80份的SiO₂和8～20份的Si，放入球磨机分散共磨20～40分钟；

2)加入SiC、SiO₂和Si总重量0.1～3.5％的聚乙二醇、20～80％的水玻璃和40～80％的水，再分散共磨20～40分钟，形成稳定的悬浮液。