硅钢板坯加热用防氧化涂料制造技术

本发明专利技术为ＭｇＯ—Ｃｒ－［２］Ｏ－［３］系硅钢板坯加热用防氧化涂料，以工业镁砂为主要原料，制备工艺简单，涂料成本低，使用前无须对板坯作任何清理。本发明专利技术涂料具有良好的导热能力和耐高温性能，使用涂料后不会延长板坯加热时间，对硅钢成品质量无不良影响，能有效地防止硅钢加热时的氧化烧损。同时还可提高加热炉的作业率，大幅度增加硅钢的一次轧制量。由于本涂料耐高温性能突出，更适合于高牌号取向硅钢生产使用。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于硅钢板坯加热用防氧化涂料。该涂料以工业镁砂为主要原料添加少量颜料级三氧化二铬、硅酸盐熔块料及无机、有机结合剂而配制成。在本专利技术之前，国内有中国科学院上海硅酸盐研究所研制，浙江黄岩硅酸盐化工厂等几个厂家生产的抗氧化、防脱碳涂料。使用这类涂料时，首先要对工件采用喷砂、打磨和溶剂清洗等方法进行表面处理，使用条件比较苛刻，并且只能在1300℃以下温度使用，价格又较贵(2-10万元/吨)，因此，国内目前仅仅在热处理行业应用。在国外，日本新日铁广田制铁所在《铁 钢》1985年No15上介绍了Si-SiC系取向硅钢板坯加热用防氧化涂料。但是，这种类型的涂料不适合在烧重油并以水蒸汽作雾化介质的加热炉中使用。这是由于SiC在高温下与炉气中的水蒸汽作用后会严重氧化分解，导致涂层破坏而失去保护作用。还有美国《化学文摘》104(16)134031K、(日)特开昭60-262919中介绍的川崎钢铁公司开发的MgO-SiO2-Cr2O3-Ni、Mo、Cr系取向硅钢板坯加热用防氧化涂料。该涂料是采用熔融喷镀方法形成涂层，涂覆工艺比较复杂，且消耗大量贵金属粉末。本专利技术的目的就是制备适合在烧重油并以水蒸汽作雾化介质的加热炉中使用的硅钢板坯防氧化涂料，并且要求涂料的生产和使用工艺简单、成本低、防氧化效果好。为了达到本专利技术的上述目的，专利技术了MgO-Cr2O3系硅钢板坯加热用防氧化涂料，其配料组成(按重量计)为80～90%普通镁砂(或废镁砖粉)和电熔镁砂;4～7%粘土硅酸盐熔块料;4～8%工业三氧化二铬;3～5%三聚磷酸钠;配料后混合均匀，外加(占混合料重量)4～6%聚丙烯酸钠、30～40%水。硅钢，特别是取向硅钢板坯需在1200～1400℃高温中长时间加热，由于硅钢中含有1.5～3%左右的Si，在加热时形成以铁橄榄石(2FeO·SiO2)为主要成份的氧化铁皮，其熔点为1205℃，因此，加热时氧化铁皮成为熔渣而积存在炉底，降低了硅钢的成材率和加热炉的作业率。本专利技术选用MgO和Cr2O3作为涂料的主要成份，是由于镁铬质涂料具有优异的抗2FeO·SiO2硅钢液态渣侵蚀的能力。一般的防氧化涂料主要是由高熔点的氧化物(或非氧化物)陶瓷材料和低熔点玻璃相组成，并且玻璃相的比例高达30～70%，以便在使用温度下形成一种高粘度的熔膜，从而起到保护作用。但是，一般的玻璃相经受不了2FeO·SiO2液相的侵蚀，涂层容易破坏。因此，本专利技术的防氧化涂料改变了传统方法，没有大量采用玻璃相，只是为了调节MgO-Cr2O3系涂层的热性能，引入了少量的属微晶玻璃性质的硅酸盐高温熔块。本专利技术的MgO-Cr2O3系涂料具有良好的防氧化性能，这是由于硅钢板坯入炉时，MgO-Cr2O3系涂层在较短时间里还不可能烧结致密而形成保护层，同时入炉温度高达1200℃左右，硅钢板坯表面仍会很快产生微量2FeO·SiO2液相，并向涂层渗透、扩散，而涂层中的低熔点物，如Na2O、P2O5等也在涂层中扩散。这两者的相互渗透与扩散使得涂层很快就致密化。根据实测，靠近钢基致密层的厚度只有0.015～0.06mm。随着加热时间的延长，2FeO·SiO2液相进一步向涂层渗透。但在近300分钟的长时间高温加热过程中，扩散渗透层的厚度也只有0.5～0.6mm。该致密层的孔隙率极少，孔径一般为5～25微米。因此，涂层能有效地阻止氧气与硅钢发生氧化作用。MgO-Cr2O3系涂层的化学稳定性好，既具有良好的抗氧化铁渣侵蚀的能力，又可适应在强氧化气氛下使用。当炉内气氛中含有水蒸汽时，对MgO-Cr2O3系涂层无不良影响，相反地还可促进MgO晶粒长大和强化烧结，对MgO质涂层迅速致密化有良好作用。因此，MgO-Cr2O3系涂层能适合烧重油并以水蒸汽作雾化介质的加热炉使用。本专利技术的MgO-Cr2O3系涂料中的MgO来源于普通镁砂、电熔镁砂或者废镁砖，其中以电熔镁砂的使用效果为最好。但为了降低涂料成本，可用普通制砖镁砂(MgO含量为90%左右的镁砂)代替部分电熔镁砂。如果以废镁砂粉来制备涂料，还可以提高涂料的抗水化性能，延长液态涂料的使用时间。以氧化镁为主要成份的涂料，在吸收了大量的氧化铁后也不会降低它的耐高温性能。因此，涂覆涂料时不必对板坯表面的二次氧化铁层进行清理，从而大大简化了喷涂工艺。另外，即使涂层在使用过程中出现局部缺陷，遭到液态渣的侵蚀，也不会影响整个涂层的保护作用。本专利技术选用的普通镁砂的主要化学成份是89～90%MgO、4～4.5%SiO2、1.5～2%CaO、1～1.3%Fe2O3;电熔镁砂的主要化学成份是96～97% MgO、0.9～1.1%SiO2、1～1.3%CaO、0.4～0.6%Fe2O3。本专利技术用的镁砂粉(或废镁砖粉)加工的方法如下先将镁砂经颚式破碎机破碎成小于50mm颗粒，然后将料中的铁、碳等杂质拣选出，送到圆锥式破碎机中进一步破碎到小于5mm细颗粒，最后用筒磨机粉碎加工成小于0.088mm的细粉。本专利技术中电熔镁砂加工的方法是粗、中破碎与普通镁砂的加工方法相同，细粉碎设备则采用以刚玉作研磨体的振动磨，粉料至少有80%小于0.047mm。本专利技术所述粘土硅酸盐熔块料，粘土与熔块的比例为80～90∶20～10。粘土以钾、钠含量低，可塑性强的高岭土为好。制备熔块料原料的方法是取24%石英、15%长石、12%方解石、14.5%锆英石、7%氧化锌、3%高岭土、9%硼酸、7%硼砂、3%硝酸钾、4.2%滑石、1.5%红丹，混合后破碎到小于1.68mm，投入高温熔化炉中加热到1370～1390℃，待所有原料都完全熔化后，再将熔体放入冷水中进行水淬，最后用球磨机湿磨到小于0.088mm烘干备用。本专利技术所用的粘土为生粘土，采用传统方法加工成小于0.088mm的细粉。然后按粘土∶熔块为80～90∶20～10的比例混合均匀即成为粘土硅酸盐熔块混合料。本专利技术所用粘土主要化学成份有50.7% SiO2、30.3% Al2O3、0.6% Fe2O3、0.7%K2O+Na2O、0.5%MgO+CaO、0.3%TiO2，灼烧减量15.64%。本专利技术所用的硅酸盐熔块配料的化学成份(无灼减)为45～55% SiO2、4～5%Al2O3、7～9%CaO、1～2%MgO、5～7%Na2O+K2O、7～9%ZnO、1～2%PbO、10～12% ZrO2、7～10% B2O3。本专利技术采用工业三氧化二铬作为涂料的含Cr2O3原料，以Cr2O3含量大于96%的工业三氧化二铬为好，粒度应小于0.047mm。如果以铬铁矿代替工业三氧化二铬，涂料的防氧化性能较差。涂料中引入Cr2O3，一方面可以降低镁质涂层的热膨胀系数，另一方面可减少液态熔渣在MgO质涂层的渗透作用，因此可以有效地阻止2FeO·SiO2液相对涂层的侵蚀，提高涂层的使用性能。本专利技术所用的三聚磷酸钠为市售工业纯产品，其中P2O5含量为56～60%。本专利技术的涂料是把采用上述加工方法制备的粉料按重量配比取镁砂(或废镁砖)粉和电熔镁砂80～90%，粘土硅酸盐熔块混合料4～7%，4～8%工业三氧化二铬，3～5%三聚磷酸钠，将这四种原料送进混砂机或球磨机中混合20～30分钟，然后经过80～100目筛网过筛，密封，包装即制成粉状涂料。对钢硅板坯涂覆涂料前，粉状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅钢板坯加热用防氧化涂料，其特征是涂料的配比（按重量计）为：８０～９０％普通镁砂（或废镁砖粉）和电熔镁砂；４～７％粘土硅酸盐熔块料；４～８％工业三氧化二铬；３～５％三聚磷酸钠；外加（占混合料重量）４～６％聚丙烯酸钠，３０～４０％水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊星云，金承瑛，杨崇体，杨耿，
申请(专利权)人：武汉钢铁公司技术部，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]