CN112898050A

CN112898050A - 一种镁碳砖表面新型防滑涂料及其应用方法

Info

Publication number: CN112898050A
Application number: CN202110205747.0A
Authority: CN
Inventors: 聂波华; 戴晨晨; 付金永; 王笑; 陶春兰; 侯文生; 薛万阳
Original assignee: LIAONING FUCHENG REFRACTORIES GROUP CO Ltd
Current assignee: LIAONING FUCHENG REFRACTORIES GROUP CO Ltd; Yingkou Institute of Technology
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2021-02-24
Publication date: 2021-06-04
Anticipated expiration: 2041-02-24
Also published as: CN112898050B

Abstract

本发明涉及一种镁碳砖表面新型防滑涂料，属于耐火材料表面处理技术领域。镁碳砖表面新型防滑涂料由以下原料按重量份配比制成：白乳胶：35~38份、书法墨汁：50~56份、碳化铬：4~15份、聚丙烯酸钠溶液：0~2份。该防滑涂料生产成本低，并且选用的粘结剂固化温度低，不必在镁碳砖出干燥窑后立即涂覆施工，给镁碳砖的生产组织带来便利，另外该防滑涂料中含有部分高效添加剂，涂覆后可快速在镁碳砖表面形成粘附牢固的防滑涂层，使得防滑与耐磨功效贯穿于镁碳砖的包装、砌筑、应用等每个环节中。

Description

一种镁碳砖表面新型防滑涂料及其应用方法

技术领域

本发明涉及一种镁碳砖表面新型防滑涂料及其应用方法，属于耐火材料表面处理技术领域。

背景技术

由于石墨的引入，经过高压成型的镁碳砖砖坯具有亮黑的金属光泽，呈现出光滑的表面质感。尤其对于中高碳镁碳砖而言，其表面犹如镜面般光滑。表面光滑度越高，镁碳砖的包装与施工难度越大。这是因为镁碳砖表面静摩擦系数小，与其接触的其他砖坯容易发生滑移，包装时具有散包风险；另外，砌筑时，在具有一定角度的砌筑面上也容易发生耐火砖的滑移，造成砌体坍陷事故；再者，工作人员在施工时，容易滑倒摔伤，严重时造成人员伤亡。

针对上述中高碳镁碳砖表面光滑问题，目前行业内通常在砖坯表面涂敷防滑涂料来解决，但传统的防滑涂料采用酚醛树脂和乙二醇为主要原料并添加少量外加剂配制而成，不仅生产成本高昂，而且酚醛树脂在高于150℃以上温度方能发生固化反应，这就要求镁碳砖砖坯表面温度不可低于150℃，否则将影响防滑涂料与砖坯表面的粘附强度。因此，在组织镁碳砖生产时，为了保证防滑涂料涂覆所需的表面温度，往往在干燥窑热处理结束后就应迅速进行防滑涂料的涂覆施工，而当出窑量较大情况下，将对生产组织带来巨大压力。另外，作业温度高带来的另一个不可忽视的问题是工人涂敷难度大、工作强度高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种镁碳砖表面新型防滑涂料及其应用方法，该防滑涂料生产成本低，并且选用的粘结剂固化温度低，不必在镁碳砖出干燥窑后立即涂覆施工，给镁碳砖的生产组织带来便利，另外该防滑涂料中含有部分高效添加剂，涂覆后可快速在镁碳砖表面形成粘附牢固的防滑涂层，使得防滑与耐磨功效贯穿于镁碳砖的包装、砌筑、应用等每个环节中。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种镁碳砖表面新型防滑涂料，由以下原料按重量份配比制成：

白乳胶：35～38份、

书法墨汁：50～56份、

碳化铬：4～15份、

聚丙烯酸钠溶液：0～2份。

所述的白乳胶要求粘度为500～600cP，PH值4～7，固含量为40～50%。

所述的碳化铬要求Cr₃C₂≥98 wt%，其中按重量百分比，粒度为0.1～0.2mm的碳化铬占40%～60%，粒度为0～0.075mm的碳化铬占25～35%，粒度为0.075～0.1mm的碳化铬占15～25%。

所述的聚丙烯酸钠溶液25℃时粘度为200～300mPa·s，浓度为40～50%。

所述的防滑涂料在镁碳砖表面喷涂中的应用。

采用防滑涂料在镁碳砖表面喷涂中的应用，对镁碳砖表面喷涂的方法包括以下步骤：

1）备料：

1.1）将白乳胶倒入容器内，匀速搅拌下，分三次向容器内加入碳化铬，每次间隔2～4 min；

1.2）向步骤1.1）所得混合物中一次性快速加入聚丙烯酸钠溶液，并持续搅拌2～4min；

1.3）向步骤1.2）所得混合物中倒入书法墨汁，继续搅拌10min，得防滑涂料初液；

1.4）将所得防滑涂料初液在容器中静置30min以上，得防滑涂料；

2）镁碳砖待喷面准备：

2.1）将成型工序获得的镁碳砖砖坯送入干燥窑中进行热处理，热处理结束后，迅速将所有砖坯推出窑外，送至待喷区；

2.2）待镁碳砖砖坯表面温度自然冷却至100℃时，采用抹布或压缩空气吹扫的方式对镁碳砖砖坯待喷面进行清理；

3）喷涂：将制备完成的防滑涂料再次搅拌1～2分钟，并迅速装入涂料喷枪的料壶中，接入压缩空气后对镁碳砖待喷面进行均匀喷涂，涂层厚度为0.3～0.5mm；

4）自然晾干：喷涂施工结束后，镁碳砖码放在晾干区，在自然状态下晾干。

所述的步骤2.1）中的热处理工艺的温度为200～300℃，时间为10～20小时。

所述的步骤3）中连接喷枪的压缩空气压力为0.5～1MPa，且喷嘴到待喷面的距离控制在100～200mm之间；

所述的步骤4）中镁碳砖采取立码或侧码方式进行码放，且砖与砖之间距离保持在50～60mm。

本申请的镁碳砖表面新型防滑涂料采用白乳胶和书法墨汁为主要成分，白乳胶在室温下便可固化，对温度要求低，同时它在镁碳砖表面可均匀铺展和润湿，涂覆后可快速将其他组分粘附在镁碳砖表面上，形成稳定的防滑涂层。

书法墨汁是一种以炭烟、胶料、添加剂为主要成分的炭黑颗粒悬浮液。书法墨汁作为本防滑涂料的主要原料，主要是为了发挥如下功能：(1)染色作用。书法墨汁呈黑色，防滑涂层固化干燥后，镁碳砖表面不会出现较大色差；(2)由于书法墨汁中均匀分散着炭黑颗粒，可有效增加涂层的颗粒摩擦感，提高镁碳砖表面防滑效果；(3)起到调节白乳胶粘稠度的作用，由于书法墨汁中含有一定水份，可通过调整书法墨汁加入量而巧妙地获得最适宜粘稠度的防滑涂料。

碳化铬细颗粒具有优良的耐磨性、抗氧化性、抗渣渗透性等优势，可使得防滑涂层具备如下优点：(1)可有效防止在搬运、砌筑等移动触碰过程中发生磨损；(2)可显著改善镁碳砖表面在烘烤过程中的氧化脱碳问题；(3)可提高镁碳砖砖间缝隙处的抵抗钢渣渗透的能力，从而解决了砖缝侵蚀过快的问题，杜绝了“馒头状”现象的发生。

本发明采用聚丙烯酸钠溶液作外加剂是充分利用其分散剂和增强剂的性能，使得防滑涂料在镁碳砖表面铺展得更均匀，粘附得更牢固。

具体实施方式

本发明提供的新型防滑涂料及其应用方法，可针对不同镁碳砖表面制备出既可防滑又可提升砖缝抗渣蚀能力的双功效涂层。为获得最佳应用效果，以下将通过具体实施例来设计出用于不同碳含量的镁碳砖的防滑涂料技术方案，从而对本发明进行详细阐述。但值得注意的是，这些实施例只是对某一特定应用场合的最佳实施方案，并不对本发明的范围进行限制。

实施例1

一种用于MT-16A镁碳砖表面的新型防滑涂料及其应用方法

MT-16A镁碳砖中C≥16wt%，是一种典型的中碳镁碳砖，在炼钢炉衬领域较为常见。为最大程度发挥出本发明的有益效果，一种适合该类型镁碳砖的表面防滑涂料应按照如下原料按重量份配比制成：

白乳胶：36份、

书法墨汁：51份、

碳化铬：12份、

聚丙烯酸钠溶液：1份。

其中，本实施例选用的白乳胶粘度为550cP，PH值为5，固含量为45%；选用的书法墨汁浓度为50%；选用碳化铬的Cr₃C₂含量为98 wt%，且粒度在0～0.2mm之间，其中0.1～0.2mm部分占50%、0～0.075mm占30%、0.075～1mm占20%，；选用的聚丙烯酸钠溶液25℃时粘度约为250mPa·s，比重约1.25，浓度为42%。

本实施例采用喷涂方式将上述涂料应用于MT-16A镁碳砖上，具体步骤如下：

1）备料：

1.1）将白乳胶倒入容器内，并采用电动涂料搅拌器对白乳胶进行搅拌；

1.2）在搅拌的过程中分三次向容器内加入等量碳化铬，每次倒入后应持续搅拌2min，并保证整个过程保持电动搅拌器转速平稳；

1.3）一次性快速加入聚丙烯酸钠溶液，并持续搅拌3min；

1.4）倒入书法墨汁，最后搅拌10min，得防滑涂料初液；

1.5）混合搅拌所得的防滑涂料初液在容器中静置35min，使其白乳胶中的聚合物大分子与其他组分充分吸附、混合，静止结束，得防滑涂料；

2）镁碳砖待喷面准备：

2.1）为获得足够的初始强度，经成型工序获得的镁碳砖砖坯需进入干燥窑中进行250℃×12h的热处理，热处理结束后，迅速将所有砖坯推出窑外待喷区，使其在自然条件下冷却；

2.2）由于表面温度高于100℃时，涂料挥发、固化迅速，导致涂层厚度不均，而低于70℃时，水分挥发及粘结剂固化过于缓慢，影响作业效率，严重时将打乱生产组织计划；当出窑后的镁碳砖砖坯表面温度冷却至100℃时，采用压缩空气吹扫方式对其清理，防止喷涂时异物粘附于涂层底部。吹扫后温度会有所下降，但不可低于70℃；

3）喷涂：将制备完成的防滑涂料再次搅拌1～2分钟，并迅速装入涂料喷枪的料壶中，接入压缩空气后对镁碳砖待喷面进行均匀喷涂，压缩空气压力选为0.6MPa，且喷嘴到待喷面的距离控制在100～150mm之间，涂层厚度为0.3mm；

4）自然晾干：喷涂施工结束后，镁碳砖码放在晾干区，在自然状态下晾干，并采取立码或侧码方式进行码放，且砖与砖之间距离保持在50mm左右，增加喷涂面的通风效率；等待砖坯表面温度降至35℃以下时，方可进行包装入库。

采用本实施例对MT-16A镁碳砖构建防滑涂层后，涂层厚度均匀且与基体粘接牢固，在运输与砌筑过程中镁碳砖表面未出现任何磨损和涂层脱、崩离现象，防滑效果较传统防滑涂料提升近30%以上，另外将该镁碳砖砌筑在某钢厂150吨钢包渣线上，砖缝间涂层起到了抵抗高温钢渣渗透的作用，杜绝了馒头状现象的发生，钢包渣线使用寿命提高近30%，相较于传统防滑涂料而言，吨砖涂料成本降低了20%左右，优势非常明显。

实施例2

一种用于碳含量为45%的超高碳镁碳砖表面的新型防滑涂料及其应用方法

由于超高碳镁碳砖中碳含量远高于传统镁碳砖，属一种特种耐火材料，通常被用在一些与钢水接触时间短、超高温、热冲击大等非常恶劣的环境中。但因碳含量超高，超高碳镁碳砖表面异常光滑，传统的防滑涂层与其结合力差，经常出现涂层脱、崩现象，失去防滑效果。针对上述问题，本实施例以某钢厂超高功率电弧炉热点用碳含量为45%的超高碳镁碳砖为例，为其配制的新型防滑涂料应执行如下原料重量配比：

白乳胶：38份、

书法墨汁：46.5份、

碳化铬：14份、

聚丙烯酸钠溶液：1.5份。

其中，选用的白乳胶粘度为600cP，PH值为6，固含量为48%；选用的书法墨汁浓度为50%；选用的碳化铬中Cr₃C₂含量为99 wt%，且粒度在0～0.2mm之间，其中0.1～0.2mm部分占55%、0～0.075mm占30%、0.075～1mm占15%；选用的聚丙烯酸钠溶液25℃时粘度约为280mPa·s，比重约为1.27，浓度为44%。

本实施例上述涂料应用于该超高碳镁碳砖，具体喷涂步骤如下：

1）备料：

1.2）在搅拌的过程中分三次向容器内加入等量碳化铬，每次倒入后应持续搅拌3min，并保证整个过程保持电动搅拌器转速平稳；

1.3）一次性快速加入聚丙烯酸钠溶液，并持续搅拌4min；

1.4）倒入书法墨汁，最后搅拌10min，得防滑涂料初液；

1.5）混合搅拌所得的防滑涂料初液在容器中静置40min，使其白乳胶中的聚合物大分子与其他组分充分吸附、混合，静止结束，得防滑涂料；

2）镁碳砖待喷面准备：

2.1）为获得足够的初始强度，经成型工序获得的镁碳砖砖坯需进入干燥窑中进行250℃×15h的热处理，热处理结束后，迅速将所有砖坯推出窑外待喷区，使其在自然条件下冷却；

2.2）由于表面温度高于100℃时，涂料挥发、固化迅速，导致涂层厚度不均，而低于70℃时，水分挥发及粘结剂固化过于缓慢，影响作业效率，严重时将打乱生产组织计划；当出窑后的镁碳砖砖坯表面温度冷却至100℃时，采用抹布对其清理，防止喷涂时异物粘附于涂层底部，在清理过程中镁碳砖表面温度会有所下降，但不可低于70℃；

3）喷涂：将制备完成的防滑涂料再次搅拌1～2分钟，并迅速装入涂料喷枪的料壶中，接入压缩空气后对镁碳砖待喷面进行均匀喷涂，压缩空气压力选为0.8MPa，且喷嘴到待喷面的距离控制在150～180mm之间，涂层厚度为0.4mm；

采用本实施例对该电炉热点用超高碳镁碳砖构建防滑涂层后，涂层厚度均匀且与粘接牢固，解决了采用传统防滑涂料而经常出现的涂层脱、崩的问题。经用户对比，防滑效果较传统防滑涂料提升近40%以上，杜绝了砖缝渗钢及馒头状现象，将超高功率电弧炉热点砖寿命至400次以上。

本发明采用上述技术方案，与现有防滑涂料相比具有以下有益效果：

1、本发明不仅可增加镁碳砖表面静摩擦系数，具备防滑功能外，还因引入碳化铬增强剂而具有提高镁碳砖砖缝的抵抗钢渣侵蚀和渗透能力的功效，可有效解决业内常见的“馒头状”蚀损问题，大幅提高了镁碳砖使用寿命；

2、提高了镁碳砖生产组织的便利性。采用本发明对镁碳砖进行喷涂时，表面温度维持在70～100℃即可，可见，从砖坯出窑到喷涂可具有较长的缓冲时间，有利于镁碳砖的生产组织工作；

3、原料易得，生产成本较低。由于本发明主要以白乳胶、书法墨汁等为主要原料，取代了传统防滑涂料常用的酚醛树脂、乙二醇等价格较高的原料，因此本发明生产原料较为常见易得，且生产成本低廉；

4、本发明是一款环保型防滑涂料，其内不含苯酚、甲醛等传统防滑涂料中常见的成分，改善了喷涂施工环境。

Claims

1.一种镁碳砖表面新型防滑涂料，其特征在于由以下原料按重量份配比制成：

白乳胶：35～38份、

书法墨汁：50～56份、

碳化铬：4～15份、

聚丙烯酸钠溶液：0～2份。

2.如权利要求1所述的镁碳砖表面新型防滑涂料，其特征在于：所述的白乳胶要求粘度为500～600cP，PH值4～7，固含量为40～50%。

3.如权利要求1所述的镁碳砖表面新型防滑涂料，其特征在于：所述的碳化铬要求Cr₃C₂≥98 wt%，其中按重量百分比，粒度为0.1～0.2mm的碳化铬占40%～60%，粒度为0～0.075mm的碳化铬占25～35%，粒度为0.075～0.1mm的碳化铬占15～25%。

4.如权利要求1所述的镁碳砖表面新型防滑涂料，其特征在于：所述的聚丙烯酸钠溶液25℃时粘度为200～300mPa·s，浓度为40～50%。

5.权利要求1所述的防滑涂料在镁碳砖表面喷涂中的应用。

6.采用权利要求5所述的应用，对镁碳砖表面喷涂的方法包括以下步骤：

1）备料：

1.1）将白乳胶倒入容器内，匀速搅拌下，分三次向容器内加入碳化铬，每次间隔2～4min；

2）镁碳砖待喷面准备：

7.如权利要求6所述的镁碳砖表面喷涂的方法，其特征在于：所述的步骤2.1）中的热处理工艺的温度为200～300℃，时间为10～20小时。

8.如权利要求6所述的镁碳砖表面喷涂的方法，其特征在于：所述的步骤3）中连接喷枪的压缩空气压力为0.5～1MPa，且喷嘴到待喷面的距离控制在100～200mm之间。

9.如权利要求6所述的镁碳砖表面喷涂的方法，其特征在于：所述的步骤4）中镁碳砖采取立码或侧码方式进行码放，且砖与砖之间距离保持在50～60mm。