钢坯轧制过程中防氧化脱碳涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于无机非金属材料技术领域，具体涉及钢坯轧制过程中防氧化脱碳涂料及其制备方法。本发明专利技术提供一种成本低且性能较好的钢坯轧制过程中防氧化脱碳涂料，由下述原料按重量份组成：提钒尾渣：２０～６０份，烧结剂：０～４０份，粘结剂：３０～６０份。该涂料应用于钢坯轧制过程中既能有效降低钢坯的氧化率和碳损耗，而且能提高加热炉对钢坯的加热效率。不仅解决了提钒尾渣的污染问题，还将废渣变废为宝，降低了防氧化脱碳涂料的生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无机非金属材料
，具体涉及钢坯轧制过程中防氧化脱碳涂料 及其制备方法。
技术介绍
钢坯在轧制前需进加热炉热处理，在高温热处理过程中钢坯表面容易被氧化和脱 碳，不仅影响钢坯的表面质量，还会增加钢的轧制损耗。目前有两种解决措施，一种是在钢 坯表面喷涂耐高温防氧化脱碳涂料，另一种是在加热炉中充保护性气体(如氮气、氩气等) 进行热处理，其目的都是为了隔绝加热炉气氛中的氧。耐高温防氧化脱碳涂料由于成本较 低、施工方便、效果显著而越来越受到重视。目前使用的高温防氧化涂料粘结剂主要是无机粘结剂，碱金属硅酸盐类(钾钠水 玻璃)、硅系列(硅溶胶)、磷酸盐类(三聚磷酸铝、磷酸二氢铝、多聚磷酸钠等)、硼酸盐 类(硼酸等)等，主要作用是在低温下起粘结固化作用，涂料的基料组分主要是由含铝、 硅、钙、镁、铁、铬、钾钠等氧化物的单组份原料或矿物原料配比而成，主要作用是在高温下 烧结或瓷化，隔绝钢坯与氧的接触。例如①张路明等专利技术了一种高温耐热钢用防氧化涂 料(CN1179448)，以沉淀碳酸钡、硅石为主要组分，以硼酸助熔剂，以水玻璃为粘结剂；②刘 婷专利技术了一种高温防氧化涂料(CN1300805)，以硅、铝、铁、钙、镁、钾钠等的无机氧化物为 主要组分；③吴贺然专利技术了一种新型防氧化涂料(CN1506410)，以长石为主要成分，以水玻 璃为粘结剂，添加稀土氧化物；④叶树峰等专利技术了一种高温普通低碳钢防氧化涂料及其应 用(CN101058684)，将含A1203、Si02、Fe203、等组分的矿粉、冶金废弃物、含碳还原剂为主要 组分，粘结剂为无机粘结剂；⑤叶树峰等专利技术了一种钢材防氧化涂料及钢材的防氧化方法 (CN101426938)，将 A1203、Si02、MgO、CaO、Fe203、C、B203、P205、Na20 组分在内的含镁矿物、层 状硅酸盐、冶金固体废弃物、工业铝粉、有机增稠剂、无机粘结剂与水混合而成；⑥叶树峰等 专利技术了一种降低不锈钢在加热炉内氧化烧损的高温防氧化涂料(CN101462859)，基料的化 学成分为A1203、Si02、MgO、CaO、Fe203、C、B203、中的几种，复合粘结剂由硅酸钠、硅酸锂、硅酸 钾、磷酸铝中的几种组成；⑦谷诤巍等专利技术了一种超高强度钢板热冲压件高温防氧化涂料 (CN101624500)，包含以下主要成分硼改性有机硅树脂，聚甲基硅氧烷树脂，一氮化四硼粉 末，离子液体，铝粉，聚二甲基硅氧烷；⑧米振莉等专利技术了连铸板坯高温防氧化涂料及其制 备工艺(CN101693791A)，以Si02、A1203、MgO等组分在内的粉料、含碳还原剂、无机粘结剂、 表面活性剂、悬浮剂等分别研磨混合均勻，然后用水充分混合搅拌均勻而成。非专利文献检索如下①梁文等在《材料保护》2007年第3期发表了“玻璃基高温 防氧化涂料的研究”，以硼硅酸盐玻璃为主要组分，以水为溶剂，加入一定的添加剂和粘结 剂构成，涂料对钢坯具有一定的防护效果。②刘月云等在《热加工工艺》2009年第24期上 发表了 “弹簧钢高温防氧化脱碳保护涂料的制备及性能”，主要原料选用ATP、A1A和SiC 等，并以硅酸钾水溶液作为涂料粘结剂。为改变涂料的表观色泽，另添加少量的Cr203，该涂 料对钢坯的保护效果显著。③李虹燕等在《电镀与涂饰》2005年第12期上发表了 “防氧化3脱碳涂料对钢铁材料热处理的保护研究”，以Al203、Cr203和Si02为基料，硅酸钾及硅酸钠水 溶液等为粘结剂，结果表明防钢坯氧化效果显著。④魏连启等在《涂料工业》2007年第11 期上发表了 “钢坯防氧化涂料中高温喷涂用无机复合粘结剂的研制”，阐述了一种涂料粘结 剂的研制过程，并表明该粘结剂具有优良的粘结效果。⑤曾坤等在《材料保护》2008年第6 期上发表了 “钢铁高温防氧化脱碳涂料的研究”，研制了一种Si02-Al203-Zr02-Cr203体系的 高温防氧化脱碳保护涂料，结果表明该涂料对钢坯具有很好的保护和自脱落效果。⑥周岩 等在《河北工业科技》2004年第5期上发表了 “高速钢轧制过程中防氧化脱碳涂料的研究”， 涂料由铝矾土、碳化硅等主要成分组成，能使钢坯脱碳深度减少80%左右。我国目前的提钒尾渣年排放量超过30万吨，不仅需要占用大量场地进行处理，其 中可溶性Cr6+、V5+等还对人体健康产生危害，对周围环境也造成很大污染。将提钒尾渣应 用于防氧化脱碳涂料能大大降低生产成本，变废为宝。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供一种成本低且性能较好的钢坯轧制过 程中防氧化脱碳涂料。本专利技术钢坯轧制过程中防氧化脱碳涂料，由下述原料按重量份组成提钒尾渣 20 60份，烧结剂0 40份，粘结剂30 60份。进一步的，本专利技术钢坯轧制过程中防氧化脱碳涂料是由下述原料按重量份组成 提钒尾渣35 45份，烧结剂20 25份，粘结剂40 50份。其中，提钒尾渣化学成分按重量百分比计为Ti02 5% 12%、A1203 3% 10%、 Si02 10% 20%、Mn02 5 10%、Fe203 40% 50%、V205 1 % 3%、Cr203 1 3%，以及 不可避免的杂质。所述烧结剂为耐火粘土或活性三氧化二铝。其中耐火粘土分为软质粘土、半软质 粘土、硬质粘土和高铝粘土四种。软质粘土一股呈土状，在水中易分散，与液体拌合后能形 成可塑性泥团。因此采用软质粘土时涂料的性能较好。所述粘结剂为钾水玻璃、钠水玻璃、硅溶胶或磷酸二氢铝，硅溶胶效果较优。本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供上述钢坯轧制过程中防氧化脱碳涂料 的制备方法，该方法包括如下步骤a、将提钒尾渣于800°C 1200°C焙烧1 3h，破碎粉磨，过200目筛；b、将a步骤粉碎、过筛后的提钒尾渣与烧结剂、粘结剂一起按重量配比混勻，即得 防氧化脱碳涂料。提钒尾渣焙烧可以使其成分稳定均化，除去提钒尾渣中的低熔点物质，提高提钒 尾渣的成瓷性和耐高温性能等。进一步的，为了使制备的涂料的性能更好，上述防氧化脱碳涂料的制备方法的b 步骤所述的烧结剂的粒度小于200目。本专利技术钢坯轧制过程中防氧化脱碳涂料的使用方法为①钢坯表面清灰处理；② 涂刷前处理液；③涂刷防氧化脱碳涂料。所述前处理液为粘结剂。本专利技术的钢坯轧制过程中防氧化脱碳涂料中的基料采用提钒尾渣，其主要成分为 铁、铝、硅、钛、锰、钒、铬、钾钠等的氧化物，成瓷性优良，而且红外发射率较高，为0. 84，该涂4料既能有效降低钢坯的氧化率和碳损耗，而且能提高加热炉对钢坯的加热效率。不仅解决 了提钒尾渣的污染问题，还将废渣变废为宝，降低了防氧化脱碳涂料的生产成本。具体实施例方式实施例1按表1的重量配比分别制出3种防氧化脱碳涂料，提钒尾渣于1200°C条件下焙烧 3h，各原料均过200目筛，将各组分按重量百分比比称重、混合、制成粘稠状悬浮流体，即可 得到防氧化脱碳涂料产品。所用的提钒尾渣的化学成分为Ti02 11.0%,A1203 3.2%,Si02 14. 4%,Mn027 . 2%,Fe203 45. 2%,V205 1. 5%,Cr203 1. 9%，其余为不可避免的杂质。 表1防氧化脱碳涂料原料重量配比 将上述制备的钢坯防氧化脱碳涂料涂刷在重轨钢试件表面(涂刷前须对重轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
钢坯轧制过程中防氧化脱碳涂料，其特征在于：由下述原料按重量份组成，提钒尾渣２０～６０份，烧结剂０～４０份，粘结剂３０～６０份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝建璋，洪俊辉，
申请(专利权)人：攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司，攀钢集团研究院有限公司，攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，攀钢集团攀枝花钢钒有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]