CN102584258B - 一种降低钢坯加热氧化烧损的涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低钢坯加热氧化烧损的涂料的制造及其使用方法，属于化工材料及其生产工艺技术领域。助剂的化学配方范围按重量百分比计为：硅溶胶粘结剂10～15％、偏聚磷酸铝固化剂20～30％、氧化锆12～18％、碳化硅20～30％、氧化铝15～22％、聚羧酸减水剂1～5％；制备方法为：将含量适合、粒度适合的上述化学药剂混匀，碾磨过筛至600目，液体的硅溶胶粘结剂10～15％和聚羧酸减水剂1～5％分别单独存放，即可。本发明提供了一种配方简单、效果显著、成本较低，使用方法简单，适用于降低钢坯加热氧化烧损的化学助剂的配制及其使用方法，采用该助剂可以有效的降低降低钢坯加热氧化烧损率80％以上。

Description

一种降低钢坯加热氧化烧损的涂料

技术领域

本发明涉及一种降低钢坯加热氧化烧损的涂料，属于钢铁冶金化工技术领域。

背景技术

钢坯、钢锭在轧制前，一般都要在一定温度(1250～1300℃)氧化性气氛的加热炉中加热或均热2～3h，甚至更长时间。因此，钢铁表面会与气氛中的氧发生强烈的氧化反应，从而生成大量的氧化烧损，使钢的成材率显著降低。钢件因各种热作用造成的氧化烧损，相当于世界粗钢产量的4％～6％。仅加热过程中钢坯的表面高温氧化就致使烧损率高达2.5％，平均烧损率也达1.0％以上。另外，钢制件的高温氧化还造成原料、能源和劳动力的较大浪费。如果能开发出相应的防氧化烧损新技术，将钢坯的氧化烧损率降低到0.5％以下，其产生的社会经济效益将非常巨大。

为了防止钢坯氧化，人们从上个世纪五六十年代开始就进行了大量的研究工作，并且取得了一定的进展，防氧化涂料方案即是其中之一。

CN101462859本发明涉及一种降低不锈钢在加热炉内氧化烧损的高温防氧化涂料，其特征在于其由含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。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，可大大减少不锈钢在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。

CN101760599A公开了一种用于钢坯防氧化的涂料。其组分及重量百分比为：镁铬合成料：5～40％，镁砂：40～79％，高炉渣：3～20％，三聚磷酸钠：1～2.95％，甲基纤维素钠：0.01～0.5％，加入的水为前述总重量的：25～40％。由于采用镁铬合成料为熟料，避免了涂料在使用过程中因体积变化造成的涂料开裂.

CN101100579公开了一种用于钢铁抗高温氧化的涂料，其原料组分及重量份为：粘土20-52份，添加剂8-10份，还包含有聚氨酯≤50份、酚醛树脂0-25份、聚乙烯醇缩丁醛0-11份、缩甲醛树脂0-18份中的一种或一种以上，铝、锌、镍、钛、钴、锰、硅其中的四种以上，占12-22份；添加剂由冰醋酸、三氯化磷、净水组成。产品生产方法是：1)将金属粉、粘土、添加剂配入搅拌机中搅拌氧化成还原粉料；2)将聚氨酯或酚醛树脂、聚乙烯醇缩丁醛、缩甲醛树脂在常温下逐渐加入反应釜中，搅拌混合转化成高粘度强吸附型混合溶液；3)将混合溶液配入反应釜中，将还原粉料加入，搅拌均匀，反应终点为粘绸棕黄色乳膏状涂料时得成品，然后包装。本产品在1200℃～1500℃环境下钢铁抗高温氧化，可提高成材率3％，降低钢烧损耗2％，降低能耗3％，降低水资源消耗30％，无三废排放，无毒无污染，产品用途广

但是以上专利的技术方案存在以下不足：只用于不锈钢应用范围较窄，成分中含有钾、钠盐类在高温下对钢材有腐蚀作用，防氧化效率比较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种降低钢坯加热氧化烧损的涂料。

发明概述

本发明主要针对钢坯在加热过程中烧损的问题，能有效的降低钢坯在加热过程中的烧损。提供了一种超细粉防烧损的涂料。

本发明所采用的技术方案为：

一种降低钢坯钢坯加热氧化烧损的涂料，涂料组成按重量百分比为：

上述各固体化学成分的粒度为600～800目以下。所述固体化学成分为固化剂、氧化锆、碳化硅和氧化铝。

优选的，所述粘结剂为硅溶胶粘结剂；所述固化剂为偏聚磷酸铝固化剂；所述减水剂为聚羧酸减水剂、HSB脂肪族高效减水剂，聚羧酸系高性能减水剂是羧酸类接枝多元共聚物与其它有效助剂的复配产品，掺量低、减水率高，减水率可高达45％；HSB(HighStrence Bing)是高分子磺化合成的羰基焦醛，憎水基主链为脂肪族烃类。

优选的，所述降低钢坯加热氧化烧损的涂料，化学成分及重量百分比含量为：

降低钢坯加热氧化烧损涂料的作用机理是：常温的钢坯或热送的钢坯，在钢坯进加热炉之前，在线喷涂制备好的降低钢坯加热氧化烧损涂料，涂料喷涂到钢坯后迅速固化，在钢坯表面形成致密的保护层，保护层隔绝空气与钢坯坯体接触，减少了钢坯在加热过程中的烧损。

所述降低钢坯加热氧化烧损涂料的制备方法为：将固体的组分偏聚磷酸铝固化剂20～30％、氧化锆12～18％、碳化硅20～30％、氧化铝15～22％混匀，碾磨过筛至600～800目即可，液体的硅溶胶粘结剂10～15％和聚羧酸减水剂1～5％分别单独存放，即可。

运输和使用过程中要严格预防吸潮及淋雨情况发生。

所述降低钢坯加热氧化烧损涂料的使用方法：将偏聚磷酸铝固化剂20～30％、氧化锆12～18％、碳化硅20～30％、氧化铝15～22％混匀、碾磨、过筛至600～800目后，放入转速为600～800转/min搅拌器重加入1～5％聚羧酸减水剂，在80～100转/min转速下搅拌10～15分钟，加入10～15％的硅溶胶粘结剂在转速600～800转/min转速下搅拌20～30分钟，进行喷涂。

优选的，喷涂方式上是在线喷涂。

优选的，喷涂采用气动的方式进行喷涂。

所述的降低钢坯加热氧化烧损的涂料的应用，其特征是，适用于各温度段的钢坯喷涂，包括常温钢坯和热送的钢坯。

本发明技术方案的特点：

1、适应各温度段钢坯，从常温到热送的钢坯都可以喷涂；

2、使用效果显著，可以有效地降低钢坯在加热炉中烧损80％以上；

3、适应的钢坯加热温度高，可以适应钢坯在加热炉中1250℃到1500℃温度段的加热；

4、适应钢坯加热时间长，可以适应钢坯在加热炉中2小时到7小时的加热时间；

5、在线喷涂，适应工业化生产。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明并不局限于此。

实施例1：

降低钢坯加热氧化烧损的涂料，化学成分及重量百分比含量为：硅溶胶粘结剂15％、偏聚磷酸铝固化剂20％、氧化锆15％、碳化硅28％、氧化铝21％、聚羧酸减水剂1％。

实施例2：

降低钢坯加热氧化烧损的涂料，化学成分及重量百分比含量为：硅溶胶粘结剂10％、偏聚磷酸铝固化剂24％、氧化锆12％、碳化硅30％、氧化铝22％、聚羧酸减水剂2％。

实施例3

降低钢坯加热氧化烧损的涂料，化学成分及重量百分比含量为：硅溶胶粘结剂12％、偏聚磷酸铝固化剂22％、氧化锆16％、碳化硅29％、氧化铝18％、聚羧酸减水剂3％。

实施例4

降低钢坯加热氧化烧损的涂料，化学成分及重量百分比含量为：硅溶胶粘结剂14％、偏聚磷酸铝固化剂23％、氧化锆18％、碳化硅25％、氧化铝16％、聚羧酸减水剂4％。

将本发明实施例1～4的助剂，按确定的配方含量进行称量后，先将偏聚磷酸铝固化剂、氧化锆、碳化硅、氧化铝混匀、碾磨、过筛至600目后，放入搅拌器重加入聚羧酸减水剂，在80～100转/min转速下搅拌10分钟，加入硅溶胶粘结剂在转速600～800转/min转速下搅拌20分钟，即可喷涂，喷涂采用气动的方式进行喷涂。钢坯在加热炉内加热2.5小时，最高加热温度1250℃，以钢坯重量差来计钢坯烧损率，实验结果见下表1：

钢坯烧损率＝(钢坯加热前重量-钢坯加热后质量)/钢坯加热前重量×100％

表1

	未喷涂	实例1	实例2	实例3	实例4
						常温钢坯	烧损2.4％	烧损0.36％	烧损0.60％	烧损0.54％	烧损0.82％
650℃热送钢坯	烧损2.1％	烧损0.25％	烧损0.45％	烧损0.47％	烧损0.68％

从表1可以看出，使用本发明所述的降低钢坯加热氧化烧损的涂料，可显著降低钢坯烧损，可以有效的降低降低钢坯加热氧化烧损率80％以上。

Claims (1)

1.一种降低钢坯加热氧化烧损的涂料，化学成分及重量百分比含量为：

粘结剂                   10～18%

固化剂                   18～30%

氧化锆                   12～18%

碳化硅                   20～30%

氧化铝                   15～24%

减水剂                  0.5～5%

上述各固体化学成分的粒度为 600~800目；所述固体化学成分为固化剂、氧化锆、碳化硅和氧化铝；

所述粘结剂为硅溶胶粘结剂；所述固化剂为偏聚磷酸铝固化剂；所述减水剂为聚羧酸减水剂或HSB脂肪族高效减水剂。

2.如权利要求1所述的降低钢坯加热氧化烧损的涂料，其特征是，所述降低钢坯加热氧化烧损的涂料，化学成分及重量百分比含量为：

硅溶胶粘结剂             12~18%

偏聚磷酸铝固化剂         18~22%

氧化锆                   12~18%

碳化硅                   25~30%

氧化铝                   18~23%

聚羧酸减水剂            0.5~1.5%  。

3.如权利要求1所述的降低钢坯加热氧化烧损的涂料的制备方法，其特征是：将固体的组分混匀，碾磨过筛至600~800目即可，液体组分硅溶胶粘结剂10～15%和聚羧酸减水剂1～5%分别单独存放，即可；

所述固体的组分为偏聚磷酸铝固化剂20～30%、氧化锆12～18%、碳化硅20～30%、氧化铝15～22%。

4.如权利要求3所述的降低钢坯加热氧化烧损的涂料的制备方法，其特征是，其化学成分及重量百分比含量为：

硅溶胶粘结剂             12~18%

偏聚磷酸铝固化剂         18~22%

氧化锆                   12~18%

碳化硅                   25~30%

氧化铝                   18~23%

聚羧酸减水剂            0.5~1.5% 。

5.如权利要求1所述降低钢坯加热氧化烧损的涂料的使用方法，其特征是，将偏聚磷酸铝固化剂20～30%、氧化锆12～18%、碳化硅20～30%、氧化铝15～22%混匀、碾磨、过筛至600~800目后，放入转速为600~800转/min搅拌器中加入1～5%聚羧酸减水剂，在80~100转/min转速下搅拌10~15分钟，加入10～15%的硅溶胶粘结剂在转速600~800转/min转速下搅拌20~30分钟，进行喷涂。

6.如权利要求5所述的降低钢坯加热氧化烧损的涂料的使用方法，其特征是，喷涂方式上是在线喷涂。

7.如权利要求5或6所述的降低钢坯加热氧化烧损的涂料的使用方法，其特征是，喷涂采用气动的方式进行喷涂。

8.如权利要求1～2任一项所述的降低钢坯加热氧化烧损的涂料的应用，其特征是，适用于各温度段的钢坯喷涂。