CN102815952A

CN102815952A - 用于高温钢坯上的抗氧化涂料

Info

Publication number: CN102815952A
Application number: CN2012102728921A
Authority: CN
Inventors: 易贵科; 叶永菁
Original assignee: Benxi Steel Group No3 Steel Rolling Mill
Current assignee: Benxi Steel Group No3 Steel Rolling Mill
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2012-12-12

Abstract

本发明涉及一种用于高温钢坯上的抗氧化涂料，该涂料由骨料和质量百分比是骨料的 35-60% 的玻璃水构成，其中的骨料包括镁砖粉、电熔镁砂、石英砂和高铝粉。该抗氧化涂料中的骨料均具有很理想的耐高温和抗水性，即便在高温下，原料的分子间也不会膨胀，而玻璃水具有极好的粘附性，所以，该种涂料在高温下也不会粉化、开裂和脱落，适合于对所有钢种的表面涂膜，以防碍其被氧化。

Description

用于高温钢坯上的抗氧化涂料

技术领域

本发明涉及一种用于高温钢坯上的抗氧化涂料。

背景技术

在轧制钢材过程中，首先利用推钢的方式将钢坯输送到加热炉内对其进行加热，对于轧制普通钢坯而言，加热炉的温度通常被设置在1100-1180℃之间。当钢坯被加热到预定温度后，再将其输送到轧机中进行轧制。由于钢坯在此温度下，能够激发出其内铁离子的活性，使其从内部向外部扩散，而加热炉内的氧原子在铁离子的吸服下会向钢坯表面扩散，这两种元素后相遇后所发生的化学反应会生成铁的氧化物，该氧化物包括三氧化二铁和四氧化三铁，以及氧化铁，其化学式为：Fe ₂ O ₃ +Fe ₃ O ₄ +FeO,其所形成的氧化铁皮含量越大，对钢材的损失也越大，即便加热炉内氧气的浓度很低，钢坯表面所产生的氧化铁皮也具有一定的厚度，特别是加热炉所使用燃料大多采用重油或混合煤气，其空燃比为7：3，而重油或混合煤气中均含有多种不同的气体，如CO ₂ 、H ₂ O、CO、H ₂ 、CH ₄ 和H ₂ S等，其中的H ₂ S燃烧后会生成SO ₂ ，而SO ₂ 与铁反应生成FeS，FeS能降低氧化铁皮的溶点（最低为1190℃），从而加剧氧化铁皮溶化，促使钢坯快速氧化。

为了防止钢坯在加热炉中更多的氧化，在推钢前采用向钢坯表面喷涂涂料的方式来解决氧化问题。现有技术中的涂料，大多是以铬镁合成料为主料，并辅以粘土、硅酸盐熔块料或高炉渣，再加上悬浮剂、分散剂、粘合剂等。其中的悬浮剂、分散剂、粘合剂分别由三聚磷酸钠、甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠构成。在该种涂料中，由于粘土和硅酸盐熔块需预先烧结后才能作为辅料使用，且铬镁合成料中含有高价格的三氧化二铬，所以，该种涂料的制作工艺相对复杂，成本较高；同时，即便采用价格低的高炉渣作辅料，但因高炉渣中含有大量的不耐高温的氧化钙，而起到悬浮和分散作用的三聚磷酸钠、甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠的熔点相对较低，所以，该种涂料在加热炉的高温侵蚀下会脱离钢坯表面，从而造成钢坯在此温度下被氧化。

中国专利1036396A号公开的名称为“硅钢板坯加热防氧化涂料”给出一种解决方案。该种涂料以普通镁砂或废镁砖粉和电容镁砂为主料，轻粘土硅酸盐熔块和工业三氧化二铬为辅料，以三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠为添加剂制成，从中可以看出，该涂料采用的也是镁铬质涂料，虽然具有一定的抗液态硅钢侵蚀的能力，但其粘结性能较差，致使该涂料被加热后极易开裂和脱落，且三氧化二铬的价格很高，从而提高涂料的制作成本；另外，三聚磷酸钠和聚丙烯酸钠在高温下的化学稳定性能也相对较差，致使该涂料防氧化效果不很理想。

最主要的问题是，在轧制中碳钢、高碳钢、合金钢和轴承钢等特钢时，加热炉的温度通常在1230－1270℃之间，而采用上述的现有技术的涂料，其防氧化性能非常差。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用提高粘结性和耐高温性的方式解决化学稳定性差和开裂脱落等问题的用于高温钢坯上的抗氧化涂料。

本发明所提出的用于高温钢坯上的抗氧化涂料由骨料和质量百分比是骨料的35-60%的玻璃水构成，其中的骨料包括以下质量百分比的物料：镁砖粉20-60%，电熔镁砂10-30%，石英砂10-30%，高铝粉10-30%。其中的镁砖粉是钢铁企业的废弃物，而且具有相当好的抗水性，即吸水性能差，致使涂料在高温下分子间也不会膨胀，同时电熔镁砂、石英砂和高铝粉也均具有很好的抗水性和耐高温性，特别是镁砖粉和电熔镁砂的耐高温性和抗水性均优于氧化镁粉，而玻璃水具有非常好的粘结性和耐高温性，且能延长液态涂料的使用时间，利用上述物料制成的涂料即便在1270℃左右时，其化学性能也很稳定，具有相当理想的抗氧化性能。

所述涂料中骨料质量百分比为：镁砖粉30-60%，电熔镁砂15-25%，石英砂10-25%，高铝粉10-20%。

所述涂料中骨料质量百分比为：镁砖粉40-60%，电熔镁砂20-25%，石英砂20-25%，高铝粉15-20%。

所述玻璃水的质量百分比是骨料的50-60%。

本发明所提出的用于高温钢坯上的抗氧化涂料中的镁砖粉、电熔镁砂、石英砂、高铝粉均具有很理想的耐高温和抗水性，即便在高温下，原料的分子间也不会膨胀，而玻璃水具有极好的粘附性，所以，该种涂料在高温下也不会粉化、开裂和脱落，适合于对所有钢种的表面涂膜，以防碍其被氧化；另外，该涂料所使用的骨料成本均较低，特别是镁砖粉是废弃物，所以，其制作成本和原料成本均较低。

利用本发明所提出涂料作过以下试验，将涂有涂料的钢坯和没涂有涂料的同钢种的钢坯放入同一炉中进行加热，其加热温度在1250℃，加热时间为7小时，将两块钢坯从加热炉中取出后，对两块钢坯分别测量氧化铁皮厚度和金属损失。参见表1：

钢坯（g/cm ³）	氧化铁皮厚度（mm）5点	平均厚度	氧化铁皮比重
				有涂料	1.34,2.34,,2.22,1.53,1.81	1.8	3.48
无涂料	2.74,2.7,2.56,3.30,2.68	2.8	4.69

从表1中可以推算出，有涂料钢坯与没有涂料钢坯相比较，氧化铁皮薄1.0mm左右，比重轻1.21g/cm3，成才率提高5.63%。

具体实施方式

实施例1

取镁砖粉60Kg，电熔镁砂10Kg，石英砂10Kg，高铝粉20Kg, 玻璃水35Kg。在制作涂料时，首先将镁砖粉、电熔镁砂、石英砂、高铝粉研磨成或分别研磨成180目以上的细颗粒，将分别研磨的骨料颗粒混合后，再向其内添加玻璃水，即制成本发明所提出的涂料。

实施例2

取镁砖粉20Kg，电熔镁砂30Kg，石英砂30Kg，高铝粉20Kg, 玻璃水60Kg，按照实施例1的方法制取涂料。

实施例3

取镁砖粉30Kg，电熔镁砂30Kg，石英砂30Kg，高铝粉10Kg, 玻璃水50Kg，按照实施例1的方法制取涂料。

实施例4

取镁砖粉40Kg，电熔镁砂20Kg，石英砂10Kg，高铝粉30Kg, 玻璃水40Kg，按照实施例1的方法制取涂料。

实施例5

取镁砖粉50Kg，电熔镁砂20Kg，石英砂15Kg，高铝粉15Kg, 玻璃水55Kg，按照实施例1的方法制取涂料。

实施例6

取镁砖粉50Kg，电熔镁砂20Kg，石英砂15Kg，高铝粉15Kg, 玻璃水45Kg，按照实施例1的方法制取涂料。

实施例7

取镁砖粉40Kg，电熔镁砂25Kg，石英砂20Kg，高铝粉15Kg, 玻璃水50Kg，按照实施例1的方法制取涂料。

实施例8

取镁砖粉45Kg，电熔镁砂20Kg，石英砂15Kg，高铝粉20Kg, 玻璃水55Kg，按照实施例1的方法制取涂料。

实施例9

取镁砖粉50Kg，电熔镁砂15Kg，石英砂15Kg，高铝粉20Kg, 玻璃水58Kg，按照实施例1的方法制取涂料。

在上述实施例1－9中，玻璃水为硅酸钠水溶液，涂料中玻璃水的最佳质量百分比是骨料的50-60%。在利用该涂料往钢坯上喷涂前，先用水对该涂料进行稀释，稀释的最佳方案是往涂料液中添加质量是其10－40%的水，涂层厚度在 1.3－1.8mm。

Claims

1.用于高温钢坯上的抗氧化涂料，其特征在于：该涂料由骨料和质量百分比是骨料的35-60%的玻璃水构成，其中的骨料包括以下质量百分比的物料：镁砖粉20-60%，电熔镁砂10-30%，石英砂10-30%，高铝粉10-30%。

2.根据权利要求1所述的抗氧化涂料，其特征在于：所述涂料中骨料质量百分比为：镁砖粉30-60%，电熔镁砂15-25%，石英砂10-25%，高铝粉10-20%。

3.根据权利要求1所述的抗氧化涂料，其特征在于：所述涂料中骨料质量百分比为：镁砖粉40-60%，电熔镁砂20-25%，石英砂20-25%，高铝粉15-20%。

4.根据权利要求2或3所述的抗氧化涂料，其特征在于：所述玻璃水的质量百分比是骨料的50-60%。