CN102660162A

CN102660162A - 炼钢连铸设备中滑动水口用滑板保护涂料

Info

Publication number: CN102660162A
Application number: CN2012101436220A
Authority: CN
Inventors: 李飞; 韩亮
Original assignee: ZHANGJIAGANG TUOPU NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: ZHANGJIAGANG TUOPU NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2032-05-10
Also published as: CN102660162B

Abstract

本发明公开了一种炼钢连铸设备中滑动水口用滑板保护涂料，其组份比例按照重量份数计，包括以下组份：鳞片石墨微粉5～25份、二硫化钼微粉5～25份、硅酸锆微粉1～2份、高温α氧化铝微粉0.5～1.5份、羧甲基纤维素钠0.5～1.5份、碱性硅溶胶1～2份、聚丙烯酸铵水溶液0.1～2份、苯甲酸钠0.5～1.5份、碳化硼微粉0.3～1.2份、硅粉0.3～1.2份、乙二醇0.5～1.5份、纯净水60.5～61.5份。本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种储存时间长、干燥速度快，且对滑板板面能够提供高温抗氧化防护的滑动水口滑板保护涂料。

Description

炼钢连铸设备中滑动水口用滑板保护涂料

技术领域

本发明涉及一种炼钢连铸设备中滑动水口用滑板保护涂料材料，尤其是一种可改善滑板表面润滑及高温抗氧化性能的润滑剂材料，属于高温润滑领域。

背景技术

在炼钢连铸设备中，滑动水口是最关键的部件之一，其作用是控制钢水在连铸过程中的流量，对连铸坯的质量及对钢水污染及漏钢的有效控制具有重要的影响。随着国内外对钢铁冶金质量要求的提高，对滑动水口的性能也提出了更高的技术要求。滑板是滑动水口的重要组件之一，其形状为椭圆形，板面上有一贯通圆孔，当两块滑板的圆孔对齐，则钢水可以从孔中流出，当圆孔错开，则钢水可封闭在钢包中，可见滑板是控制钢水流量的最主要的组件。

在使用过程中，滑板所承受的工况条件极其苛刻。首先滑板需要长时间与高温钢水保持接触，因此不可避免地受到钢水的化学和物理侵蚀；而滑板的开合过程，也必然会带来上下滑板接触面的机械磨损，造成滑板表面拉伤、起毛和舌形区粘附钢水的不良后果，大大地增加了滑板间的摩擦，破坏了滑板板面的致密层，降低了滑板的滑动灵活性，直接导致钢水流量控制不准。

日本大新株式会社和光化学工业株式会社是国际上较早开展滑板保护涂料研制的企业，并于上世纪90年代即出口到国内，产品在各大钢厂均有使用。而国内的某些企业和科研院所，也相继开展了这类产品的研发，但是直至目前为止，还没有专业的滑板保护涂料厂家出现。目前国内研制的滑板保护涂料，多采用石墨、炭黑、水玻璃以及有机粘结剂与水混合而成，制备技术较简单，与滑板的粘结性以及本身的贮存性都较差，还无法完全替代国外进口产品。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种储存时间长、干燥速度快，且对滑板板面能够提供高温抗氧化防护的滑动水口滑板保护涂料。

为达到上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种炼钢连铸设备中滑动水口用滑板保护涂料，其组份比例按照重量份数计，包括以下组份：鳞片石墨微粉5～25份、二硫化钼微粉5～25份、硅酸锆微粉1～2份、高温α氧化铝微粉0.5～1.5份、羧甲基纤维素钠0.5～1.5份、碱性硅溶胶1～2份、聚丙烯酸铵水溶液0.1～2份、苯甲酸钠0.5～1.5份、碳化硼微粉0.3～1.2份、硅粉0.3～1.2份、乙二醇0.5～1.5份、纯净水60.5～61.5份。

优选地，滑板保护涂料，其组份比例按照重量份数计，包括以下组份：鳞片石墨微粉10～20份、二硫化钼微粉10～20份、硅酸锆微粉1.2～1.7份、高温α氧化铝微粉0.8～1.3份、羧甲基纤维素钠0.5～1.5份、碱性硅溶胶1.5～2份、聚丙烯酸铵水溶液0.1～2份、苯甲酸钠0.5～1.5份、碳化硼微粉0.5～1份、硅粉0.5～1份、乙二醇0.5～1.5份、纯净水60.5～61份。

进一步地，滑板保护涂料的主要原料是纯度为99%以上的鳞片石墨微粉和二硫化钼微粉复合粉体，鳞片石墨微粉和二硫化钼微粉的粒度为均2～5微米。石墨是一种价格较低廉的固体润滑剂，同时钢水对其不浸润，因此成为本发明的滑动水口滑板保护涂料的主要原料之一。二硫化钼是另外一种重要的固体润滑剂，特别适用于高温高压下；二硫化钼具有类似石墨的层状结构，有金属光泽，触之有滑腻感，不溶于水，但在水中分散性远优于石墨，其主要功能是减摩抗磨，在空气中的烧失量比石墨优良，因此在石墨发生氧化损耗的时候，为滑板表面的润滑涂层提供高温减摩的性能，因此被作为滑板保护涂料另一种重要的原料。

更进一步地，所添加的辅料包括粒度30-50微米的硅酸锆微粉和高温α氧化铝微粉，硅酸锆微粉和高温α氧化铝微粉的粒度均为30～50微米。硅酸锆微粉和高温α氧化铝微粉能够提高保护涂料在滑板表面形成的润滑涂层的高温机械强度和耐磨性，减缓因摩擦力造成的涂层的脱落。

进一步地，所采用的粘结剂为羧甲基纤维素钠和碱性硅溶胶，羧甲基纤维素钠为一种具有增稠、悬浮、粘结性能的有机物，易溶于冷水中且具有自消泡的特性，能够增加石墨、二硫化钼颗粒在水中的悬浮性能，同时提高低温下的涂层与滑板的结合强度。碱性硅溶胶为一种高温无机粘结剂，当温度上升到一定程度时，硅溶胶中的二氧化硅胶体粒子会交联成网状结构，为涂层提供一定的内结合强度。

更进一步地，所采用的分散剂为浓度10wt.%的聚丙烯酸铵水溶液。聚丙烯酸铵是一种碱性分散剂，能够提高石墨、二硫化钼、硅酸锆以及氧化铝粉在水中的分散性能，进一步增强其悬浮稳定性。

进一步地，所采用的防氧化剂为碳化硼微粉与硅粉，二者粒度为均2～5微米。碳化硼和硅粉均为耐火材料行业常用的抗氧化剂，这两种材料可以优先于碳与空气中的氧发生氧化反应，形成新相封闭气孔，提高涂层的致密度，同时也防止渣铁的渗透，延缓了涂层中石墨与二硫化钼的氧化。

更进一步地，所采用的防腐剂为苯甲酸钠。苯甲酸钠为一种食品中常用的防腐剂，可以保证滑板保护涂料中添加的有机物在自然存放条件下不发生变质，保持涂料的基本性能。

进一步地，所采用的流变改性剂为乙二醇。乙二醇是水基涂料中常用的流变改性剂，可以提高涂料在滑板表面的流平性。

更进一步地，所采用的分散介质为纯净水。纯净水为分散介质，作为滑板保护涂料的载体。

本发明所得的滑动水口滑板保护涂料，具有如下的效果：

（1）润滑效果：高强度的保护膜和石墨的堆积层能使C/N型滑板（即由上下两块滑板组成的摩擦副）的摩擦系数下降，实现平稳地滑动。如果使用在金属部分，不但可以降低金属的磨损，还能使金属在高温下长时间使用。

（2）粘附效果：依靠特殊的作用，C/N滑板滑动时，石墨保护膜不会脱落，从而滑板能长时间稳定地滑动。另外，能在高温下保护副枪、电极、钢包口内侧表面，防止粘冷钢，实现连续使用。

（3）抗氧化效果：依靠在C/N滑板表面形成一层牢固的保护膜来减缓滑板内焦油过早地渗出，防止滑板氧化。另外，由于提高了C/N滑板之间的密封性，所以可以防止空气的吸入，起到防止钢水氧化的效果。

（4）脱模效果：涂在钢包座砖和各个接口部位上后，可防止火泥过度烧积，使火泥清除作业变得方便，而且可减少冷钢、钢渣粘附在副枪、钢包上，使清除作业变得容易，实现连续使用。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

将聚丙烯酸铵水溶液、羧甲基纤维素钠和碱性硅溶胶按照比例加入到一定量的纯净水中，通过搅拌，使其溶解分散在纯净水中；然后再加入一定量的鳞片石墨、二硫化钼微粉，继续搅拌一段时间后，再添加一定比例的苯甲酸钠、硅酸锆微粉、高温α氧化铝微粉、碳化硼微粉、硅粉和乙二醇，继续搅拌，获得滑动水口滑板保护涂料。

比较例如下（重量比%）：

原料	配方1	配方2	配方3	配方4	配方5	配方6	配方7
								石墨粉	30	25	20	15	10	5	-
二硫化钼粉	-	5	10	15	20	25	30
								聚丙烯酸铵水溶液	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
羧甲基纤维素钠	1	1	1	1	1	1	1
								碱性硅溶胶	-	1	1.5	2.0	1.5	1	-
硅酸锆微粉	2.5	2.0	1.7	1.5	1.2	1	-
								高温α氧化铝微粉	-	0.5	0.8	1	1.3	1.5	2.5
碳化硼微粉	1.5	1.2	1	0.8	0.5	0.3	-
								硅粉	-	0.3	0.5	0.7	1	1.2	1.5
乙二醇	1	1	1	1	1	1	1
								苯甲酸钠	1	1	1	1	1	1	1
水	62.5	61.5	61	60.5	61	61.5	62.5

试用结果比较：

	高温润滑效果	粘附效果	抗氧化效果	耐磨效果	干燥性能
						配方1	较差	差	差	较差	较差
配方2	良好	较差	差	良好	较差
						配方3	良好	良好	良好	好	良好
配方4	好	好	好	好	好
						配方5	良好	好	好	好	好
配方6	较差	较差	良好	良好	较差
						配方7	较差	差	较差	较差	差

注：1）滑动水口滑板保护涂料施涂方法：辊涂。

）性能分类方式：差、较差、良好、好。

）实施例分析：从上面实施例中可见，配方4的滑动水口滑板保护涂料具有最佳的使用效果。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种炼钢连铸设备中滑动水口用滑板保护涂料，其特征在于：其组份比例按照重量份数计，包括以下组份：鳞片石墨微粉5～25份、二硫化钼微粉5～25份、硅酸锆微粉1～2份、高温α氧化铝微粉0.5～1.5份、羧甲基纤维素钠0.5～1.5份、碱性硅溶胶1～2份、聚丙烯酸铵水溶液0.1～2份、苯甲酸钠0.5～1.5份、碳化硼微粉0.3～1.2份、硅粉0.3～1.2份、乙二醇0.5～1.5份、纯净水60.5～61.5份。

2.根据权利要求1所述的滑板保护涂料，其特征在于：其组份比例按照重量份数计，包括以下组份：鳞片石墨微粉10～20份、二硫化钼微粉10～20份、硅酸锆微粉1.2～1.7份、高温α氧化铝微粉0.8～1.3份、羧甲基纤维素钠0.5～1.5份、碱性硅溶胶1.5～2份、聚丙烯酸铵水溶液0.1～2份、苯甲酸钠0.5～1.5份、碳化硼微粉0.5～1份、硅粉0.5～1份、乙二醇0.5～1.5份、纯净水60.5～61份。

3.根据权利要求1所述的滑板保护涂料，其特征在于：所述的鳞片石墨微粉的纯度大于99%。

4.根据权利要求1所述的滑板保护涂料，其特征在于：所述的鳞片石墨微粉和二硫化钼微粉的粒度为均2～5微米。

5.根据权利要求1所述的滑板保护涂料，其特征在于：所述的硅酸锆微粉和高温α氧化铝微粉的粒度为30～50微米。

6.根据权利要求1所述的滑板保护涂料，其特征在于：所述的聚丙烯酸铵水溶液的浓度为10wt.%。

7.根据权利要求1所述的滑板保护涂料，其特征在于：所述的碳化硼微粉和硅粉的粒度为均2～5微米。