CN108821785A - 一种用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料，包括以下重量百分比的原料：40～55％的镁橄榄石、15～25％的烧结镁砂、1～4％的生矾土细粉、8～15％的活性α‑Al2O3微粉、10～25％的硅溶胶、3～6％的碳化硅微粉和1～3％的鳞片石墨。本发明所述的防粘渣涂料适用于高比例氧化铁含量钢渣工况条件，其隔离了水梁及立柱耐火保温衬与氧化铁熔渣的直接接触，可以阻止氧化铁熔渣的渗透与侵蚀，降低涂层界面处氧化铁渣的凝固点，利于熔渣的顺利流淌，有效抑制了耐火保温衬的粘渣挂渣，便于清理维护，延长耐火保温衬的使用寿命，利于生产效率和钢坯质量的提高。

Description

一种用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料。
背景技术
连铸坯在加热炉内进行热处理时，由于钢坯存在较大的氧化烧损，氧化形成的各种低共熔金属氧化物液态炉渣会向炉内不断流淌。在炉渣沿加热炉水梁及立柱向下流淌的过程中，氧化物炉渣会与水梁及立柱外包扎的高铝质耐火浇注料保温衬发生接触、渗透和化学反应，致使炉渣粘连凝固并不断长大，甚至形成挂渣幕帘，阻挡了下部烧嘴火焰气流，恶化钢坯加热温度均匀性，同时容易导致相邻水梁之间的擦碰接触及出钢机无法动作。因此，加热炉在生产一段时间后，必须停炉进行人工清渣，严重限制了钢铁产能及生产效率的提升，同时清渣作业时，会导致耐火保温衬的大量剥落，增加了维修工作量与成本。
针对加热炉内水梁及立柱粘渣挂渣的问题，一种方法是对粘渣挂渣采用机械拆除，但大多会损坏耐火保温衬，降低生产效率；另一种方法是在耐火衬表面涂抹或喷涂一层涂料，以隔绝熔渣与耐火材料衬的接触，从而防止粘渣。
中国发明专利(申请日2013.08.07，公告号CN103396140B)公开了一种高温步进式加热炉炉梁与立柱隔热衬防粘渣涂抹料，以高铝矾土熟料、镁铝尖晶石、煅烧无烟煤、鳞片石墨、碳化硅为主要原料，以α-Al2O3微粉、硅微粉和铝酸钙水泥为结合剂，以金属硅粉和防爆纤维为添加剂、以六偏磷酸钠和FS20有机溶剂为分散剂和减水剂，有效减少了水梁及立柱粘渣挂渣，延长了耐火保温衬的服役寿命，但是涂料仍以刚玉、莫来石为主要成分，在高温下会向界面处的氧化铁皮熔渣渗透溶解，提高了渣的凝固温度，不利于炉底的液态排渣。
中国发明专利(申请日2013.07.19，公告号CN103332964B)公开了一种用于铸坯加热炉内耐火材料的防粘渣涂料，以叶蜡石粉和熔融石英为主要原料，以硅酸钠和三聚磷酸钠为结合剂和分散剂，以鳞片石墨为添加剂，通过SiO2与氧化铁皮低共熔物的形成，降低渣的凝固温度，提高渣的流动性，但是原料中较高的钠离子降低了石英的熔融温度，致使石英流失过快，限制了涂料的使用寿命。
中国发明专利(申请日：1991-07-05，公开号CN1068282A)公开了一种防沾钢沾渣高温涂料，它是由Al2O3、Cr2O3、SiC、石墨、磷酸铝溶液及木质磺酸钠溶液配置而成，具有耐熔渣侵蚀和钢水浸泡、不粘渣，但是这种涂料主要针对多氧化物钢渣而非高比例氧化铁含量的渣，与热轧加热炉的工况条件不适应，并不适用于热轧加热炉。
因此，针对上述防粘渣涂料在热轧加热炉高比例氧化铁含量炉渣工况条件下使用存在的不足，有必要进一步开展热轧加热炉水梁及立柱耐火保温衬防粘渣耐火涂料的研究，遏制水梁及立柱的粘渣挂渣，达到减少加热炉维护成本、提高加热炉生产效率、延长加热炉水梁及立柱耐火保温衬使用寿命的目的。
发明内容
基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料，解决热轧加热炉水梁及立柱耐火保温衬因粘渣挂渣而影响加热炉生产效率和成本的问题，该用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料适用于高比例氧化铁含量钢渣工况条件，能防止加热炉水梁及立柱粘渣挂渣，以减少加热炉维护成本、提高加热炉生产效率、延长加热炉水梁及立柱耐火保温衬使用寿命。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料，包括以下重量百分比的原料：40～55％的镁橄榄石、15～25％的烧结镁砂、1～4％的生矾土细粉、8～15％的活性α-Al2O3微粉、10～25％的硅溶胶、3～6％的碳化硅微粉和1～3％的鳞片石墨。
作为上述技术方案的优选，本发明提供的用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料进一步包括下列技术特征的部分或全部：
作为上述技术方案的改进，所述镁橄榄石的纯度>95％，粒度≤0.5mm，其中，0.075<粒度≤0.5mm的颗粒的重量百分比为0～40％，粒度≤0.075mm的颗粒的重量百分比为60～100％。
作为上述技术方案的改进，所述烧结镁砂是由轻烧镁砂和重烧镁砂按照质量比1：2.2～2.5配制而成，粒度≤0.125mm，MgO含量>95％。
作为上述技术方案的改进，所述生矾土细粉粒度≤0.075mm，鳞片石墨粒度≤0.045mm。
作为上述技术方案的改进，碳化硅粒度≤0.045mm，SiC含量≥97％。
作为上述技术方案的改进，所述硅溶胶中SiO2含量为40～41％。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)选用对熔融氧化铁渣具有良好抵抗能力的高纯度镁橄榄石为主要原料，直接强化了涂料的抗氧化铁侵蚀作用；通过镁砂、α-Al2O3微粉和SiO2之间高温原位反应形成的细小尖晶石、莫来石和镁橄榄石，提高涂料的抗熔渣渗透性能、抗热震性能及高温性能；通过碳化硅及鳞片石墨的加入，增大涂层与氧化铁熔渣的接触角、利于熔渣的流淌，提高自洁净抗粘渣能力。
(2)通过生矾土细粉和硅溶胶的胶凝作用以及轻烧镁砂的水化作用，增强原料之间的界面结合以及耐火保温衬与涂料间的界面结合，提高涂料的结合强度。
(3)在高氧分压环境下，SiC氧化可生成粘流态的SiO2；抑制氧化铁渣的渗透，同时SiO2可以与氧化铁渣发生低共熔反应，降低熔渣的凝固温度，利于熔渣的流淌与排出。
(4)高活性原料之间发生原位反应，具有体积膨胀效应，提高涂层的结构致密性，有效限制了熔渣的渗透。
(5)涂层可吸收氧化铁渣形成连续固溶体，长时间使用后会与基体自动剥离，可大幅减少清渣作用。
与现有技术相比，本发明的防粘渣涂料隔离了水梁及立柱耐火保温衬与氧化铁熔渣的直接接触，可以阻止氧化铁熔渣的渗透与侵蚀，降低涂层界面处氧化铁渣的凝固点，利于熔渣的顺利流淌，有效抑制了耐火保温衬的粘渣挂渣，便于清理维护，延长耐火保温衬的使用寿命，利于生产效率和钢坯质量的提高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。
实施例1
一种可用于热轧加热炉水梁和立柱的保温衬的防粘渣涂料，其原料组成及重量百分比含量为：
40％的镁橄榄石、25％的烧结镁砂、1％的生矾土细粉、10％的活性α-Al2O3微粉、20％的硅溶胶、3％的碳化硅粉和1％的鳞片石墨。
其中，所述镁橄榄石中2MgO·SiO2含量>95％，0.075<粒度≤0.5mm的颗粒的重量百分比为20％，粒度≤0.075mm的颗粒的重量百分比为80％；所述烧结镁砂是由轻烧镁砂和重烧镁砂按照质量比1：2.2～2.5配制而成，其粒度≤0.125mm，MgO含量>95％。
所述生矾土细粉粒度≤0.075mm；碳化硅粒度≤0.045mm，SiC含量≥97％；鳞片石墨粒度≤0.045mm。所述硅溶胶中SiO2含量为40～41％。
实施例2
一种可用于热轧加热炉水梁和立柱的保温衬的防粘渣涂料，它的原料组成及重量百分比含量为：
45％的镁橄榄石、15％的烧结镁砂、1％的生矾土细粉、10％的活性α-Al2O3微粉、25％的硅溶胶、3％的碳化硅粉和1％的鳞片石墨。
其中，所述镁橄榄石中2MgO·SiO2含量>95％，0.075<粒度≤0.5mm的颗粒的重量百分比为20％，粒度≤0.075mm的颗粒的重量百分比为80％；所述烧结镁砂是由轻烧镁砂和重烧镁砂按照质量比1：2.2～2.5配制而成，其粒度≤0.125mm，MgO含量>95％。
所述生矾土细粉粒度≤0.075mm；碳化硅粒度≤0.045mm，SiC含量≥97％；鳞片石墨粒度≤0.045mm。所述硅溶胶中SiO2含量为40～41％。
实施例3
一种可用于热轧加热炉水梁和立柱的保温衬的防粘渣涂料，它的原料组成及重量百分比含量为：
50％的镁橄榄石、15％的烧结镁砂、1％的生矾土细粉、15％的活性α-Al2O3微粉、10％的硅溶胶、3％的碳化硅粉和1％的鳞片石墨。
其中，所述镁橄榄石中2MgO·SiO2含量>95％，0.075<粒度≤0.5mm的颗粒的重量百分比为20％，粒度≤0.075mm的颗粒的重量百分比为80％；所述烧结镁砂是由轻烧镁砂和重烧镁砂按照质量比1：2.2～2.5配制而成，其粒度≤0.125mm，MgO含量>95％。
所述生矾土细粉粒度≤0.075mm；碳化硅粒度≤0.045mm，SiC含量≥97％；鳞片石墨粒度≤0.045mm。所述硅溶胶中SiO2含量为40～41％。
实施例4
一种可用于热轧加热炉水梁和立柱的保温衬的防粘渣涂料，它的原料组成及重量百分比含量为：
50％的镁橄榄石、18％的烧结镁砂、4％的生矾土细粉、9％的活性α-Al2O3微粉、10％的硅溶胶、6％的碳化硅粉和3％的鳞片石墨。
其中，所述镁橄榄石中2MgO·SiO2含量>95％，0.075<粒度≤0.5mm的颗粒的重量百分比为20％，粒度≤0.075mm的颗粒的重量百分比为80％；所述烧结镁砂是由轻烧镁砂和重烧镁砂按照质量比1：2.2～2.5配制而成，其粒度≤0.125mm，MgO含量>95％。
所述生矾土细粉粒度≤0.075mm；碳化硅粒度≤0.045mm，SiC含量≥97％；鳞片石墨粒度≤0.045mm。所述硅溶胶中SiO2含量为40～41％。
实施例5
一种可用于热轧加热炉水梁和立柱的保温衬的防粘渣涂料，它的原料组成及重量百分比含量为：
55％的镁橄榄石、18％的烧结镁砂、2％的生矾土细粉、8％的活性α-Al2O3微粉、10％的硅溶胶、5％的碳化硅粉和2％的鳞片石墨。
其中，所述镁橄榄石中2MgO·SiO2含量>95％，0.075<粒度≤0.5mm的颗粒的重量百分比为20％，粒度≤0.075mm的颗粒的重量百分比为80％；所述烧结镁砂是由轻烧镁砂和重烧镁砂按照质量比1：2.2～2.5配制而成，其粒度≤0.125mm，MgO含量>95％。
所述生矾土细粉粒度≤0.075mm；碳化硅粒度≤0.045mm，SiC含量≥97％；鳞片石墨粒度≤0.045mm。所述硅溶胶中SiO2含量为40～41％。
按照实施例1～5所述的原料组成及重量百分比，分别制备了防粘渣涂料，在高铝质耐火浇注料试块表面涂抹施工，施工性能优良，经24小时养护后再进行1450℃×3h热处理，涂层与试块结合紧密，界面剪切强度>5MPa；经抗渣化试验，涂层表面无粘渣现象。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料，其特征在于：包括以下重量百分比的原料：40～55％的镁橄榄石、15～25％的烧结镁砂、1～4％的生矾土细粉、8～15％的活性α-Al2O3微粉、10～25％的硅溶胶、3～6％的碳化硅微粉和1～3％的鳞片石墨。
2.如权利要求1所述的用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料，其特征在于：所述镁橄榄石的粒度≤0.5mm，其中，0.075<粒度≤0.5mm的颗粒的重量百分比为0～40％，粒度≤0.075mm的颗粒的重量百分比为60～100％。
3.如权利要求1所述的用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料，其特征在于：所述烧结镁砂是由轻烧镁砂和重烧镁砂按照质量比1：2.2～2.5配制而成，粒度≤0.125mm，MgO含量>95％。
4.如权利要求1所述的用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料，其特征在于：所述生矾土细粉粒度≤0.075mm，鳞片石墨粒度≤0.045mm。
5.如权利要求1所述的用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料，其特征在于：碳化硅粒度≤0.045mm，SiC含量≥97％。
6.如权利要求1所述的用于热轧加热炉水梁保温衬的防粘渣涂料，其特征在于：所述硅溶胶中SiO2含量为40～41％。
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