CN102532963B - 轴承钢高温加热保护涂料及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴承钢高温加热保护涂料及其使用方法。该保护涂料的各组分的重量百分比含量为：MgO：55～75％，CaO：6～25％，TiO₂：10～30％，P₂O₅：4～10％，Na₂O：2.5～7.5％，该保护涂料能有效防止轴承钢在推钢式加热炉内粘钢及氧化烧损问题。同时该保护涂料的使用方法简单，容易操作，效果好。

Description

轴承钢高温加热保护涂料及其使用方法

技术领域

本发明属于钢铁生产技术领域，具体是指一种轴承钢高温加热保护涂料及其使用方法。

背景技术

轧钢厂在热轧生产轴承钢之前，铸坯需要进行长时间高温加热，加热温度甚至达到1200～1260℃。在采用推钢式加热炉加热轴承钢时容易产生粘钢问题，导致铸坯在加热炉内粘结而不能被顺利推出，将会扰乱整个轧钢厂的生产秩序，极大地降低钢厂生产效率。同时，轴承钢长时间高温加热，表面氧化严重，生成的氧化铁皮较厚，氧化烧损明显，造成了钢材的损耗。采用涂层技术可以有效解决上述轴承钢高温加热过程中发生的粘钢和表面氧化问题。涂层技术的基本原理是，将涂料涂覆于钢坯表面，在逐步加热过程中，形成一层紧附于钢坯表面且强度较高的致密烧结层，该烧结层对钢坯表面氧化物呈惰性，从而防止轴承钢坯因直接接触而产生的粘钢问题，同时，致密烧结层隔绝了氧化性气氛，有效降低了铸坯氧化烧损。

文献资料显示，世界各国企业以及研究机构在轧钢领域为了提高钢铁产品质量以及生产效率，都在开发研究新型涂料，大多数涂料的作用都侧重于防止钢材(坯)加热氧化和脱碳。申请号为200910077128.7的中国专利，公开了一种降低不锈钢在加热炉内氧化烧损的高温防氧化涂料，该涂料的物料组成是由含46～92％的基本填料和8～54％的复合粘结剂的固体物料与相当于固体物料重量0.5～20倍的水组成，其中，基本填料的化学成分为：二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化硼中的几种，复合粘结剂由硅酸钠、硅酸锂、硅酸钾、磷酸铝中的几种组成。此涂料既可常温涂覆，又可喷涂于室温至1000℃的不锈钢钢坯表面。涂料在高温时形成保护涂层，可减少不锈钢在1400℃下的高温氧化烧损，单位面积氧化烧损降低90％以上，出炉后氧化铁皮在降温或高压水作用下可剥离完全，产生的氧化铁皮量亦明显减少，不锈钢表面质量显著提高。但是采用该专利涂料处理后的钢坯在加热炉内仍然出现粘钢问题。在俄罗斯，已经开发了防止滚动轴承钢在加热过程中脱碳的防护涂料，对低硫磷含量(重量百分比含量为0.006％的S和0.012％的P)ShKh15钢在500～1140℃适宜使用的涂层种类进行了研究，但是不能解决轴承钢在推钢式加热炉内粘钢问题，该涂料对钢坯的氧化烧损问题解决效果也不明显。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种能有效防止轴承钢在推钢式加热炉内粘钢及氧化烧损问题的轴承钢高温加热保护涂料及其使用方法。

为实现上述目的，本发明的轴承钢高温加热保护涂料中，各组分的重量百分比含量为：MgO：55～75％，CaO：6～25％，TiO₂：10～30％，P₂O₅：4～10％，Na₂O：2.5～7.5％。

优选的，该保护涂料中，各组分的重量百分比含量为：MgO：55～65％，CaO：8～15％，TiO₂：15～25％，P₂O₅：5～8％，Na₂O：3～6％。

本发明轴承钢高温加热保护涂料的使用方法，依次包括以下步骤：

1)先按所述重量百分比配置各固体组分；

2)再将所述固体组分与相当于该固体组分重量25～45％的水调和均匀制成浆料；

3)然后将所述浆料直接涂覆在轴承钢铸坯表面，铸坯送入加热炉内加热即可，而且在涂覆时，涂覆时轴承钢钢坯表面温度不宜高于600℃，否则，涂料会过快干燥造成涂刷困难，同时也不利于涂层粘附于钢坯表面，在加热炉内钢坯被推动前行过程中易造成涂层剥落，严重影响到涂料的高温保护作用。

本发明的轴承钢高温加热保护涂料各成分的设计原理如下：

该保护涂料中CaO和TiO₂为高熔点的惰性组分，在高温加热过程中不液化，有效的保证了涂料在高温状态下成固态，MgO能够与铸坯表面的氧化铁反应形成固溶体，从而使涂料粘附于钢坯表面不脱落，并促进涂层烧结，形成致密烧结体，这种烧结体在1500℃高温下灼烧仍然保持固体状态，从而防止钢坯之间粘接，同时，这种致密烧结体阻碍了氧气侵入钢中，起到防氧化抗烧损的作用，而涂料中所含有的P₂O₅和Na₂O是保护涂料高温粘结剂的有效成分。

使用本发明轴承钢高温加热保护涂料时，铸坯表面不需作任何处理即可进行刷涂或喷涂，在1000～1300℃高温作用下该保护涂料即形成致密烧结层，能有效防止轴承钢粘钢和减缓了铸坯的氧化，该涂料可降低氧化铁皮厚度30～50％，降低了铸坯氧化烧损，提高了轴承钢的生产效率，为生产高品质轴承钢提供有利条件。

本发明的保护涂料亦可广泛应用于其它普通碳素钢、优质碳素钢及合金钢等钢种的热轧生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的轴承钢高温加热保护涂料及其使用方法作进一步详细说明。

实施例1

将同一炉批号截面规格为200×200mm的连铸高碳铬轴承钢坯分开为两部分，一部分铸坯不采用保护涂料处理，另一部分铸坯采用本发明保护涂料直接喷涂在表面，把两部分钢坯一起送入推钢式加热炉内加热，加热时间3～5h，加热炉内最高温度为1260℃，1200℃以上高温段保温时间80min。具体操作方法为：

1)先按重量百分比含量为：MgO：55％，CaO：8％，TiO₂：30％，P₂O₅：4％，Na₂O：3％，配置固体组分；

2)再将所述固体组分与相当于该固体组分重量40％的水调和均匀制成浆料；

3)然后在待加热钢坯表面温度低于600℃条件下，将所述浆料直接喷涂的轴承钢铸坯表面，铸坯送入加热炉内加热即可。

测定覆涂了本实施例保护涂料后加热的铸坯粘钢以及降低氧化烧损的效果，并与未采用保护涂料处理的铸坯结果作比较，对比效果如表1。

实施例2

将同一炉批号截面规格为200×200mm的连铸高碳铬轴承钢坯分开为两部分，一部分铸坯不采用保护涂料处理，另一部分铸坯采用本发明保护涂料直接喷涂在表面，然后把两部分钢坯一起送入推钢式加热炉内加热，加热时间3～5h，加热炉内最高温度为1260℃，1200℃以上高温段保温时间80min。具体操作方法为：

1)先按重量百分比含量为：MgO：75％，CaO：6％，TiO₂：11.5％，P₂O₅：5％，Na₂O：2.5％配置固体组分；

2)再将所述固体组分与相当于该固体组分重量30％的水调和均匀制成浆料；

3)然后在待加热钢坯表面温度低于600℃条件下，将所述浆料直接喷涂的轴承钢铸坯表面，铸坯送入加热炉内加热即可。

测定覆涂了本实施例保护涂料后加热的铸坯粘钢以及降低氧化烧损的效果，并与未采用保护涂料处理的铸坯结果作比较，对比效果如表1。

实施例3

将同一炉批号截面规格为200×200mm的连铸高碳铬轴承钢坯分开为两部分，一部分铸坯不采用保护涂料处理，另一部分铸坯采用本发明保护涂料直接喷涂在表面，然后把两部分钢坯一起送入推钢式加热炉内加热，加热时间3～5h，加热炉内最高温度为1260℃，1200℃以上高温段保温时间80min。具体操作方法为：

1)先按重量百分比含量为：MgO：63％，CaO：9％，TiO₂：18％，P₂O₅：5％，Na₂O：5％，配置固体组分；

2)再将所述固体组分与相当于该固体组分重量25％的水调和均匀制成浆料；

3)然后在待加热钢坯表面温度低于600℃条件下，将所述浆料直接喷涂的轴承钢铸坯表面，铸坯送入加热炉内加热即可。

测定覆涂了本实施例保护涂料后加热的铸坯粘钢以及降低氧化烧损的效果，并与未采用保护涂料处理的铸坯结果作比较，对比效果如表1。

实施例4

将同一炉批号截面规格为200×200mm的连铸高碳铬轴承钢坯分开为两部分，一部分铸坯不采用保护涂料处理，另一部分铸坯采用本发明保护涂料直接喷涂在表面，然后把两部分钢坯一起送入推钢式加热炉内加热，加热时间3～5h，加热炉内最高温度为1260℃，1200℃以上高温段保温时间80min。具体操作方法为：

1)先按重量百分比含量为：MgO：58％，CaO：15％，TiO₂：19％，P₂O₅：5％，Na₂O：3％配置固体组分；

2)再将所述固体组分与相当于该固体组分重量40％的水调和均匀制成浆料；

3)然后在待加热钢坯表面温度低于600℃条件下，将所述浆料直接喷涂的轴承钢铸坯表面，铸坯送入加热炉内加热即可。

测定覆涂了本发明保护涂料后加热的铸坯粘钢以及降低氧化烧损的效果，并与未采用保护涂料处理铸坯的结果作比较，对比效果如表1。

实施例5

将同一炉批号截面规格为200×200mm的连铸高碳铬轴承钢坯分开为两部分，一部分铸坯不采用保护涂料处理，另一部分铸坯采用本发明保护涂料直接喷涂在表面，然后把两部分钢坯一起送入推钢式加热炉内加热，加热时间3～5h，加热炉内最高温度为1260℃，1200℃以上高温段保温时间80min。具体操作方法为：

1)先按各组分的重量百分比含量为：MgO：55％，CaO：10％，TiO₂：25％，P₂O₅：6％，Na₂O：4％配置固体组分；

2)再将所述固体组分与相当于该固体组分重量35％的水调和均匀制成浆料；

3)然后在待加热钢坯表面温度低于600℃条件下，将所述浆料直接喷涂的轴承钢铸坯表面，铸坯送入加热炉内加热即可。

测定覆涂了本发明保护涂料后加热的铸坯粘钢以及降低氧化烧损的效果，并与未采用保护涂料处理的铸坯结果作比较，对比效果如表1。

实施例6

将同一炉批号截面规格为200×200mm的连铸高碳铬轴承钢坯分开为两部分，一部分铸坯不采用保护涂料处理，另一部分铸坯采用本发明保护涂料直接喷涂在表面，然后把两部分钢坯一起送入推钢式加热炉内加热，加热时间3～5h，加热炉内最高温度为1260℃，1200℃以上高温段保温时间80min。具体操作方法为：

1)先按各组分的重量百分比含量为：MgO：65％，CaO：8％，TiO₂：15％，P₂O₅：6％，Na₂O：6％配置固体组分；

2)再将所述固体组分与相当于该固体组分重量35％的水调和均匀制成浆料；

3)然后在待加热钢坯表面温度低于600℃条件下，将所述浆料直接喷涂的轴承钢铸坯表面，铸坯送入加热炉内加热即可。

测定覆涂了本发明保护涂料后加热的铸坯粘钢以及降低氧化烧损的效果，并与未采用保护涂料处理的铸坯结果作比较，对比效果如表1。

表1 涂料防止铸坯粘钢及降低氧化烧损的效果：

表1结果显示，采用本发明提供的保护涂料，可以解决轴承钢铸坯推钢式加热炉内粘钢问题，同时有效将铸坯烧损的降低率控制在40％以上，从而有效的提高了钢厂的生产效率，为推钢式加热炉生产高品质轴承钢提供有利条件。

Claims (3)

1.一种轴承钢高温加热保护涂料，其特征在于：它的各组分按重量百分比含量计为：MgO：55～75%，CaO：6～25%，TiO₂：10～30%，P₂O₅：4～10%，Na₂O：2.5～7.5%；它的使用方法，依次包括以下步骤:

1）先按所述重量百分比配置各固体组分；

2）再将所述固体组分与相当于该固体组分重量25～45%的水调和均匀制成浆料；

3）然后在待加热钢坯表面温度低于600℃条件下，将所述浆料直接涂覆在铸坯表面，铸坯送入加热炉内加热即可。

2.根据权利要求1所述的轴承钢高温加热保护涂料，其特征在于：它的各组分按重量百分比含量计为：MgO：55～65%，CaO：8～15%，TiO₂：15～25%，P₂O₅：5～8%，Na₂O：3～6%。

3.一种权利要求1所述轴承钢高温加热保护涂料的使用方法，依次包括以下步骤:

1）先按所述重量百分比配置各固体组分；

2）再将所述固体组分与相当于该固体组分重量25～45%的水调和均匀制成浆料；

3）然后在待加热钢坯表面温度低于600℃条件下，将所述浆料直接涂覆在铸坯表面，铸坯送入加热炉内加热即可。