CN114989646A - 一种蓄热体高辐射覆层涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金加工和涂料的技术领域，特别是涉及一种蓄热体高辐射覆层涂料及制备方法，其能够使覆层涂料组分结构更加均匀，涂层不易脱落，使覆层涂料的辐射性能更加稳定，有效提高热风炉蓄热能力；包括以下重量份数的组分组成：三氧化二铬0～100份、氧化镧1～10份、膨润土1～30份、羧甲基纤维素10～50份、耐火粘土1～100份、氧化锆1～150份、绿碳化硅100～500份、二氧化硅0～700份和铝溶胶200～500份。
Description
技术领域
本发明涉及冶金加工和涂料的技术领域，特别是涉及一种蓄热体高辐射覆层涂料及制备方法。
背景技术
在冶金行业中，高炉热风炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一，其作用是为高炉持续不断的提供1000℃以上的高温热风，使铁矿石中的焦炭充分燃烧，把铁矿石还原成铁水，目前蓄热式格子砖热风炉是现代高炉，尤其是大高炉最常用的热风炉形式。
现有的蓄热式格子砖热风炉，一般采用“两烧两送”或是“两烧一送”的送风机制，在烧炉过程中，格子砖先吸收燃烧室高温烟气的辐射热量，用来提高热风炉蓄热室的温度，当送风时，通入的冷风经格子砖加热到1150-1300℃，然后送至高炉，因此怎样提高送风温度，是高炉冶炼的关键性技术。
随着材料制备技术和高温红外辐射机理研究的发展，经过大量的研究表明，通过在炉窑的内壁喷涂上高辐射覆层涂料，能够有效提高炉窑内壁的黑度，使炉内热交换得以改善，提高了物料与辐射波的匹配程度，降低热损失，从而有效提高了炉窑的热效率。
目前市场上主要采用的高辐射覆层涂料，主要是以辐射率较高的过渡金属氧化物、氮化物和硼化物的多元体通过高温烧结的方式制成的覆层涂料，这种覆层涂料，只是将原材料经过简单的机械混合，在使用过程中发现，覆层涂料组分结构不均匀，炉窑内壁涂层容易出现脱落的情况，使得涂层辐射性能不稳定，使得热风炉蓄热能力差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种能够使覆层涂料组分结构更加均匀，涂层不易脱落，使覆层涂料的辐射性能更加稳定，有效提高热风炉蓄热能力的蓄热体高辐射覆层涂料及制备方法。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料及制备方法，包括以下重量份数的组分组成：三氧化二铬0～100份、氧化镧1～10份、膨润土1～30份、羧甲基纤维素10～50份、耐火粘土1～100份、氧化锆1～150份、绿碳化硅100～500份、二氧化硅0～700份和铝溶胶200～500份。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料，所述三氧化二铬、氧化镧、膨润土、耐火粘土、氧化锆、绿碳化硅和二氧化硅的粒度均为500目以上。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料，所述铝溶胶为固含量为30-50％的铝溶胶。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料，所述覆层涂料施工工艺包括以下步骤：
①、使用压缩空气对炉窑内的蓄热体表面进行吹扫；
②、在蓄热体表面喷涂稀释后的铝溶胶；
③、在蓄热体表面浸蘸蓄热体高辐射覆层涂料。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料，所述高辐射覆层涂料厚度应控制在100-200μm。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料混合：分别称取三氧化二铬、氧化镧、膨润土、耐火粘土、氧化锆、绿碳化硅和二氧化硅并放入混合机中，使原料充分混合均匀；
S2、原料研磨：将混合后的原料加入研磨机，并将原料研磨至800目以上，制成粉料；
S3、稀释加工：将铝溶胶加热水稀释处理；
S4、涂料混合：将经研磨后的粉料与稀释后的铝溶胶以及羧甲基纤维素依次放入分散机中进行搅拌，然后再经过纳米研磨机研磨，制成粘稠状悬浮流体，即可得到蓄热体高辐射覆层涂料。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料的制备方法，稀释后的铝溶胶温度应控制在35℃±5℃。
与现有技术相比本发明的有益效果为：制成的蓄热体高辐射覆层涂料，其组分结构更加均匀，能够渗透蓄热体表面的开口气孔中，成钉扎状，与蓄热体形成渗态结合，提高耐热震稳定性，使炉窑内壁涂层不易脱落，覆层涂料的辐射性能更加稳定，提高蓄热能力。
附图说明
图1是本发明的成分含量表；
图2是本发明的具体实施时蓄热量提高率的测试表；
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料，包括以下重量份数的组分组成：三氧化二铬0～100份、氧化镧1～10份、膨润土1～30份、羧甲基纤维素10～50份、耐火粘土1～100份、氧化锆1～150份、绿碳化硅100～500份、二氧化硅0～700份和铝溶胶200～500份。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料，所述三氧化二铬、氧化镧、膨润土、耐火粘土、氧化锆、绿碳化硅和二氧化硅的粒度均为500目以上；通过将材料的粒度制成500目以上，能够使材料粒度更加细腻，制成的覆层涂料就更加平滑。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料，所述铝溶胶为固含量为30-50％的铝溶胶；通过采用30-50％的铝溶胶，能够使铝溶胶胶溶更加彻底，提高铝溶胶溶液的黏度。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料，所述覆层涂料施工工艺包括以下步骤：
①、使用压缩空气对炉窑内的蓄热体表面进行吹扫；
②、在蓄热体表面喷涂稀释后的铝溶胶；
③、在蓄热体表面浸蘸蓄热体高辐射覆层涂料。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料，所述高辐射覆层涂料厚度应控制在100-200μm；通过将厚度控制在100-200μm，在此厚度范围内，覆层涂料在高温状态下，稳定性更强，更加不易脱落。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料混合：分别称取三氧化二铬、氧化镧、膨润土、耐火粘土、氧化锆、绿碳化硅和二氧化硅并放入混合机中，使原料充分混合均匀；
S2、原料研磨：将混合后的原料加入研磨机，并将原料研磨至800目以上，制成粉料；
S3、稀释加工：将铝溶胶加热水稀释处理，并将稀释后的铝溶胶温度控制在35℃±5℃；
S4、涂料混合：将经研磨后的粉料与稀释后的铝溶胶以及羧甲基纤维素依次放入分散机中进行搅拌，然后再经过纳米研磨机研磨，制成粘稠状悬浮流体，即可得到蓄热体高辐射覆层涂料。
本发明的一种蓄热体高辐射覆层涂料的制备方法，稀释后的铝溶胶温度应控制在35℃±5℃；通过将温度控制在35℃±5℃，能够增强铝溶胶在基体的渗透力。
具体实施例如下：
实施例1：分别称取粒度在500目以上的氧化锆100份、三氧化二铬80份、膨润土15份、耐火粘土20份、氧化镧10份、绿碳化硅500份和二氧化硅100份放入混料机中混合均匀，将混合后的原料加入球磨机中进行研磨，将原料研磨至800目以上，得到粉料，将500份固含量为30-50％的铝溶胶加水稀释，并控制铝溶胶和水的温度均为50℃±5℃，将研磨后得到的粉料与稀释后的铝溶胶和50份羧甲基纤维素依次放入分散机中进行搅拌后，再经过纳米砂磨机研磨制成粘稠状悬浮流体，得到蓄热体高辐射覆层涂料；
使用压缩空气对蓄热体表面进行吹扫，并在蓄热体表面稀释后的喷涂铝溶胶，铝溶胶温度控制在35℃±5℃，最后在蓄热体表面浸蘸蓄热体高辐射覆层涂料，蓄热体为热风炉蓄热室高铝质格子砖或蓄热球，并且蓄热体表面浸蘸蓄热体高辐射覆层涂料的厚度为100-200μm；
用双波段发射率测试仪对得到的蓄热体高辐射覆层涂料的红外发射率进行测试，室温状态下红外发射率为0.94。用格子砖试样进行蓄热量测试，蓄热速率提高25％；用蓄热球试样进行蓄热量测试，蓄热速率提高29％；热震稳定性：1300℃，水冷，循环20次，无裂纹、无剥落。
实施例2：
分别称取粒度在320目以上的氧化锆80份、三氧化二铬60份、膨润土10份、耐火粘土15份、氧化镧7份、绿碳化硅300份和二氧化硅580份放入混料机中混合均匀，将混合后的原料加入球磨机中进行研磨，将原料研磨至800目以上，得到粉料，将300份固含量为30-50％的铝溶胶加水稀释，并控制铝溶胶和水的温度均为35℃±5℃，将研磨后得到的粉料与稀释后的铝溶胶和30份羧甲基纤维素依次放入分散机中进行搅拌，经过纳米砂磨机研磨制成粘稠状悬浮流体，得到蓄热体高辐射覆层涂料；
使用压缩空气对蓄热体表面进行吹扫，并在蓄热体表面喷涂稀释后铝溶胶，铝溶胶温度控制在35℃±5℃，最后在蓄热体表面浸蘸蓄热体高辐射覆层涂料，蓄热体为热风炉蓄热室硅质格子砖或蓄热球，并且蓄热体表面浸蘸蓄热体高辐射覆层涂料的厚度为100-200μm；
用双波段发射率测试仪对得到的蓄热体高辐射覆层涂料的红外发射率进行测试，室温状态下红外发射率为0.91。用格子砖试样进行蓄热量测试，蓄热速率提高19％；用蓄热球试样进行蓄热量测试，蓄热速率提高23％；热震稳定性：1300℃，水冷，循环20次，无裂纹、无剥落。
实施例3：
分别称取粒度在500目以上的氧化锆45份、三氧化二铬30份、膨润土6份、耐火粘土8份、氧化镧3份、绿碳化硅150份和二氧化硅420份放入混料机中混合均匀，将混合后的原料加入球磨机中进行研磨，将原料研磨至800目以上，得到粉料，将200份固含量为30-50％的铝溶胶加水稀释，将研磨后得到的粉料与稀释后的铝溶胶和15份羧甲基纤维素依次放入分散机中进行搅拌，经过纳米砂磨机研磨制成粘稠状悬浮流体，得到蓄热体高辐射覆层涂料；
使用压缩空气对蓄热体表面进行吹扫，并在蓄热体表面喷涂稀释后铝溶胶，铝溶胶温度控制在35℃±5℃，最后在蓄热体表面浸蘸蓄热体高辐射覆层涂料，蓄热体为热风炉蓄热室格子砖或蓄热球，并且蓄热体表面浸蘸蓄热体高辐射覆层涂料的厚度为100-200μm；
用双波段发射率测试仪对得到的蓄热体高辐射覆层涂料的红外发射率进行测试，室温状态下红外发射率为0.89。用格子砖试样进行蓄热量测试，蓄热速率提高15％；用蓄热球试样进行蓄热量测试，蓄热速率提高21％；热震稳定性：1300℃，水冷，循环20次，无裂纹、无剥落。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种蓄热体高辐射覆层涂料及制备方法，其特征在于，包括以下重量份数的组分组成：三氧化二铬0～100份、氧化镧1～10份、膨润土1～30份、羧甲基纤维素10～50份、耐火粘土1～100份、氧化锆1～150份、绿碳化硅100～500份、二氧化硅0～700份和铝溶胶200～500份。
2.如权利要求1所述的一种蓄热体高辐射覆层涂料，其特征在于，所述三氧化二铬、氧化镧、膨润土、耐火粘土、氧化锆、绿碳化硅和二氧化硅的粒度均为500目以上。
3.如权利要求2所述的一种蓄热体高辐射覆层涂料，其特征在于，所述铝溶胶为固含量为30-50％的铝溶胶。
4.如权利要求3所述的一种蓄热体高辐射覆层涂料，其施工工艺包括以下步骤：
①、使用压缩空气对炉窑内的蓄热体表面进行吹扫；
②、在蓄热体表面喷涂稀释后的铝溶胶；
③、在蓄热体表面浸蘸蓄热体高辐射覆层涂料。
5.如权利要求4所述的一种蓄热体高辐射覆层涂料，其特征在于，所述高辐射覆层涂料的厚度应控制在100-200μm。
6.如权利要求1-5中所述的一种蓄热体高辐射覆层涂料，其制备方法包括以下步骤：
S1、原料混合：分别称取三氧化二铬、氧化镧、膨润土、耐火粘土、氧化锆、绿碳化硅和二氧化硅并放入混合机中，使原料充分混合均匀；
S2、原料研磨：将混合后的原料加入研磨机，并将原料研磨至800目以上，制成粉料；
S3、稀释加工：将铝溶胶加热水稀释处理；
S4、涂料混合：将经研磨后的粉料与稀释后的铝溶胶以及羧甲基纤维素依次放入分散机中进行搅拌，然后再经过纳米研磨机研磨，制成粘稠状悬浮流体，即可得到蓄热体高辐射覆层涂料。
7.如权利要求6所述的一种蓄热体高辐射覆层涂料的制备方法，其特征在于，稀释后的铝溶胶温度应控制在35℃±5℃。
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| CN202210819606.2A CN114989646A (zh) | 2022-07-13 | 2022-07-13 | 一种蓄热体高辐射覆层涂料及制备方法 |
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| CN102320806A (zh) * | 2011-06-24 | 2012-01-18 | 北京中太投资管理有限公司 | 微纳米超细粉高温高辐射率涂料及其制备方法 |
| CN105860612A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-08-17 | 安徽华光光电材料科技集团有限公司 | 一种耐高温红外高辐射节能涂料及其制备方法 |
| CN109336623A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-02-15 | 刘新华 | 一种蓄热体高辐射覆层涂料及制备方法 |
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2022
- 2022-07-13 CN CN202210819606.2A patent/CN114989646A/zh active Pending
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