CN111004025A - 一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，主要包括橄榄石55%‑65%、烧结镁砂25%‑30%、结合剂3%‑5%、SiO2微粉2%‑3%、减水剂1%‑5%和防爆纤维0.1%‑1%，该配方是针对抗挂渣涂料的制作方法，本发明以橄榄石和高纯镁砂为主要原料，根据所选原料的特性以及合理的粒度配比，使涂料在受到熔融态的渣附着时会发生较大膨胀，从而和附着的积渣从包衬工作衬上脱落进入铁水，进而漂浮在铁水表面，便于清理，还可以有效保护工作衬。

Description

一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法
技术领域
本发明涉及抗挂渣涂料领域，具体是一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法。
背景技术
铁水包衬处理技术的应用，对耐火材料提出了更高的要求，铁水包工作衬通常采用Al2O3-SiO系浇注料 , 辅加一些硅质耐火涂料，而Al2O3-SiO2系浇注料易产生非金属杂质, 铁水包衬在使用过程中普遍存在粘渣严重的现象，积渣不但能加速包衬耐火材料损毁，增加客户生产成本，而且使得铁水包的有效容积变小，严重降低了生产效率，使得铁水包内衬的这些耐火层抗热震、抗侵蚀以及抗渣粘性等方面适应不了生产工艺的需求，并且存在抗侵蚀性差、易结渣以及降低铁水纯净度等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，以解决抗侵蚀性差、易结渣以及降低铁水纯净度的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：由以下原料成分添加剂制成，主要包括橄榄石55%-65%、烧结镁砂25%-30%、结合剂3%-5%、SiO2微粉2%-3%、减水剂1%-5%和防爆纤维0.1%-1%。
优选的，所述橄榄石的成分及其百分比含量为氧化镁含量>42%，氧化硅含量<45%，且橄榄石的粒径为0-3mm。
优选的，所述烧结镁砂的成分及其百分比含量为氧化镁含量>97%，所述烧结镁砂的粒径为0-1mm。
优选的，所述SiO2微粉的成分及其百分比含量为氧化硅含量>90%，且SiO2微粉的粒径<7.5um。
优选的，所述减水剂的成分及其百分比含量为氧化铝>77%。
优选的，所述结合剂采用0.5%-1.0%的磷酸盐。
优选的，所述包括以下步骤：
（1）将烧结镁砂、结合剂以及SiO2微粉按照比例要求加入混料机预混5分钟，之后将预混好的物料与橄榄石、防爆纤维和减水剂按照一定的比例一并加入强制混料机中混合10分钟。
（2）将混匀的物料进行包装即为成品铁水包衬用抗渣涂料。
（3）检测 ：将成品按标准要求加水做成标准试块，进行检测抗折、抗压强度以及高温烧后线变化，110℃×24hrs抗折和抗压强度分别为为5.7Mpa和11.4Mpa， 1100℃×3hrs处理后抗折和抗压强度分别为10.1 Mpa和18.3 MPa，1100℃×3hrs烧后线变化为0.35%。
（4）使用时可将该抗挂渣涂料直接加水混合，并且加水量为耐火材料重量的16%-20%，搅拌混合均匀后直接涂抹在铁水包工作衬材料上，依据铁水包容积大小涂抹厚度为10mm-25mm，施工后自然养护1小时后用烧嘴加热至230℃至325℃并保温1-2小时，便可以投入使用
优选的，其中不同添加剂的优点如下：
橄榄石：具有较高的耐火度和抗金属氧化侵蚀能力，能有效的防止铸件产生化学粘砂，得到光洁的铸造表面和清晰的铸件轮廓，并且铸件不易产主夹砂缺陷。
烧结镁砂：具有纯度高、洁净大、结构致密、抗渣性强和热震稳定性好特点。
SiO2微粉：可以在氧化中形成多层保护层，具有良好的力学性能和抗高温抗氧化性能，能够提高了结构密度和强度、降低材料的磨损率以及增强抗侵蚀性。
减水剂：可以改善一系列物理化学性能，并提高了抗渗性、抗冻性和抗侵蚀性。
结合剂：可以将各种不同大小的颗粒胶结在一起，并使强度达到最大化。
防爆纤维：可以提高耐火材料的透气性，防止出现爆裂的现象。
本发明的有益效果是：该抗挂渣涂料以橄榄石和高纯镁砂为主要原料，辅以磷酸盐结合设计的抗渣涂料在高温使用过程中，根据所选原料的特性以及合理的粒度配比，使涂料在受到熔融态的渣附着时会发生较大膨胀，从而和附着的积渣从包衬工作衬上脱落进入铁水，进而漂浮在铁水表面，便于清理，还可以有效保护工作衬，阻碍渣对工作衬耐火材料的渗透和侵蚀，提高工作衬的使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：由以下原料成分添加剂制成，主要包括橄榄石40%-50%、烧结镁砂10%-20%、结合剂1%-3%、SiO2微粉1%-2%、减水剂0.1%-1%和防爆纤维0.05%-0.1%。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述橄榄石的成分及其百分比含量为氧化镁含量>42%，氧化硅含量<45%，且橄榄石的粒径为0-3mm。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述烧结镁砂的成分及其百分比含量为氧化镁含量>97%，所述烧结镁砂的粒径为0-1mm。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述SiO2微粉的成分及其百分比含量为氧化硅含量>90%，且SiO2微粉的粒径<7.5um。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述减水剂的成分及其百分比含量为氧化铝>77%。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述结合剂采用0.5%-1.0%的磷酸盐。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将烧结镁砂、结合剂以及SiO2微粉按照比例要求加入混料机预混5分钟，之后将预混好的物料与橄榄石、防爆纤维和减水剂按照一定的比例一并加入强制混料机中混合10分钟。
（2）将混匀的物料进行包装即为成品铁水包衬用抗渣涂料。
（3）检测 ：将成品按标准要求加水做成标准试块，进行检测抗折、抗压强度以及高温烧后线变化，110℃×24hrs抗折和抗压强度分别为为5.7Mpa和11.4Mpa， 1100℃×3hrs处理后抗折和抗压强度分别为10.1 Mpa和18.3 MPa，1100℃×3hrs烧后线变化为0.35%。
（4）使用时可将该抗挂渣涂料直接加水混合，并且加水量为耐火材料重量的16%-20%，搅拌混合均匀后直接涂抹在铁水包工作衬材料上，依据铁水包容积大小涂抹厚度为10mm-25mm，施工后自然养护1小时后用烧嘴加热至230℃至325℃并保温1-2小时，便可以投入使用
实施例2：
一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：由以下原料成分添加剂制成，主要包括橄榄石70%-80%、烧结镁砂35%-40%、结合剂6%-8%、SiO2微粉4%-6%、减水剂6%-8%和防爆纤维2%-4%。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述橄榄石的成分及其百分比含量为氧化镁含量>42%，氧化硅含量<45%，且橄榄石的粒径为0-3mm。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述烧结镁砂的成分及其百分比含量为氧化镁含量>97%，所述烧结镁砂的粒径为0-1mm。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述SiO2微粉的成分及其百分比含量为氧化硅含量>90%，且SiO2微粉的粒径<7.5um。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述减水剂的成分及其百分比含量为氧化铝>77%。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述结合剂采用0.5%-1.0%的磷酸盐。
根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将烧结镁砂、结合剂以及SiO2微粉按照比例要求加入混料机预混5分钟，之后将预混好的物料与橄榄石、防爆纤维和减水剂按照一定的比例一并加入强制混料机中混合10分钟。
（2）将混匀的物料进行包装即为成品铁水包衬用抗渣涂料。
（3）检测 ：将成品按标准要求加水做成标准试块，进行检测抗折、抗压强度以及高温烧后线变化，110℃×24hrs抗折和抗压强度分别为为5.7Mpa和11.4Mpa， 1100℃×3hrs处理后抗折和抗压强度分别为10.1 Mpa和18.3 MPa，1100℃×3hrs烧后线变化为0.35%。
（4）使用时可将该抗挂渣涂料直接加水混合，并且加水量为耐火材料重量的16%-20%，搅拌混合均匀后直接涂抹在铁水包工作衬材料上，依据铁水包容积大小涂抹厚度为10mm-25mm，施工后自然养护1小时后用烧嘴加热至230℃至325℃并保温1-2小时，便可以投入使用
实验案例：
实验对象：利用相同的步骤采用上述发明内容以及对比例1-2的步骤进行抗渣涂料加工，制备过程中采用相同的机械进行加工，将加工后的抗渣涂料分为3组：对照组一、对照组二和实验组。
实验方法：对照组一采用对比例1中的方式（橄榄石40%-50%、烧结镁砂10%-20%、结合剂1%-3%、SiO2微粉1%-2%、减水剂0.1%-1%和防爆纤维0.05%-0.1%），对照组二采用对比例2中的方式（橄榄石70%-80%、烧结镁砂35%-40%、结合剂6%-8%、SiO2微粉4%-6%、减水剂6%-8%和防爆纤维2%-4%），实验组则采用发明内容中的方式（橄榄石55%-65%、烧结镁砂25%-30%、结合剂3%-5%、SiO2微粉2%-3%、减水剂1%-5%和防爆纤维0.1%-1%）。
根据铁水包衬用抗挂渣涂料性质，对抗侵蚀性强弱、是否容易结渣以及能否提高铁水纯净度进行比较。
3组不同的抗挂渣涂料效果比较，结果见下表
组别 添加剂成分的含量 抗侵蚀性 结渣情况 铁水纯净度
对照组1 橄榄石40%-50%、烧结镁10%-20%、结合剂1%-3%、SiO2微粉1%-2%、减水剂0.1%-1%和防爆纤维0.05%-0.1% 较弱，容易腐蚀 不容易结渣 能提高铁水纯净度
对照组2 橄榄石70%-80%、烧结镁35%-40%、结合剂6%-8%、SiO2微粉4%-6%、减水剂6%-8%和防爆纤维2%-4% 抗腐蚀性一般 容易结渣 不能提高纯净度
实验组 橄榄石55%-65%、烧结镁25%-30%、结合剂3%-5%、SiO2微粉2%-3%、减水剂1%-5%和防爆纤维0.1%-1% 较强 不容易结渣 可以提高纯净度
抗挂渣涂料具有防挂渣、有效提高包衬衬材料使用寿命、节能降耗、提升铸件品质、施工及烘烤简单灵活等诸多特点，并且抗性涂料还具有高温膨胀大、易清渣，洁净铁水等优点
案例：
某铸造厂5吨球化铁水包，将成品材料倒入搅拌机并加水混合。加水量为材料重量比的17%，开动搅拌机混合10分钟。 将混合均匀后的材料均匀涂抹于烘烤后的包衬材料外表，涂抹厚度为10mm。施工完1小时后用烧嘴加热至265℃并保温1小时后投入生产应用。使用结果证实，使用抗挂渣涂料的包次为759包，之前相同包衬材料未使用抗挂渣涂料包次为582包，此外，根据现场反馈，使用抗挂渣涂料后铁水的洁净度较之前有所改善。可见，抗挂渣涂料在提高包衬材料使用寿命及提升铸件品质方面效果明显。
以上实施案例仅用以说明发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述案例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员而言，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (7)

1.一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：由以下原料成分添加剂制成，主要包括橄榄石55%-65%、烧结镁砂25%-30%、结合剂3%-5%、SiO2微粉2%-3%、减水剂1%-5%和防爆纤维0.1%-1%。
2.根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述橄榄石的成分及其百分比含量为氧化镁含量>42%，氧化硅含量<45%，且橄榄石的粒径为0-3mm。
3.根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述烧结镁砂的成分及其百分比含量为氧化镁含量>97%，所述烧结镁砂的粒径为0-1mm。
4.根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述SiO2微粉的成分及其百分比含量为氧化硅含量>90%，且SiO2微粉的粒径<7.5um。
5.根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述减水剂的成分及其百分比含量为氧化铝>77%。
6.根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：所述结合剂采用0.5%-1.0%的磷酸盐。
7.根据权利要求1所述的一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将烧结镁砂、结合剂以及SiO2微粉按照比例要求加入混料机预混5分钟，之后将预混好的物料与橄榄石、防爆纤维和减水剂按照一定的比例一并加入强制混料机中混合10分钟；
（2）将混匀的物料进行包装即为成品铁水包衬用抗渣涂料；
（3）检测 ：将成品按标准要求加水做成标准试块，进行检测抗折、抗压强度以及高温烧后线变化，110℃×24hrs抗折和抗压强度分别为为5.7Mpa和11.4Mpa， 1100℃×3hrs处理后抗折和抗压强度分别为10.1 Mpa和18.3 MPa，1100℃×3hrs烧后线变化为0.35%；
（4）使用时可将该抗挂渣涂料直接加水混合，并且加水量为耐火材料重量的16%-20%，搅拌混合均匀后直接涂抹在铁水包工作衬材料上，依据铁水包容积大小涂抹厚度为10mm-25mm，施工后自然养护1小时后用烧嘴加热至230℃至325℃并保温1-2小时，便可以投入使用。
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