连铸板坯高温防氧化涂料及其制备工艺 【技术领域】
本发明属于涂料领域，具体的说是涉及连铸板坯高温防氧化涂料及其制备工艺。
背景技术
节能减排是全世界所有行业所追求的目标，尤其对于能耗较高的钢铁企业。连铸坯在热轧之前需要在加热炉里经过在1200℃左右高温和较长时间的加热过程，这一过程使得铸坯表面的氧化烧损非常严重，氧化烧损率达0.5～2.5％。为了减少铸坯的氧化烧损，并且降低铸坯在输送过程中表面温降，在高温铸坯表面刷涂防氧化涂料，以减少铸坯温降和提高成材率，改善钢质量。
在中国专利CN96109105.3“耐高温涂料及其生产方法”中，公开了一种耐高温涂料，其特征在于：由固体料与液体料按1.5∶1(重量比)调混而成，其固体料组成为(重量百分比)：镁砂70-75％、高铝土28-24％、沥青1-0.5％、石墨粉1-0.5％，液体相组成为(重量百分比)：硅酸钠70-75％、硼酸2-1％、氮氧化钠2-1％、水23-26％。此涂料可用在吹氧管、钻杆、风口、电极、渣口、炮帽、高炉风管、弯头、开口机铁棒、所建高炉炉壳内壁、冷却壁、所建热风炉内壁、高温管道内壁等部位(部件)喷涂，具有耐高温抗氧化功效，成本较低。但是此涂料不能用于高温喷涂，只能用于常温喷涂才能达到耐高温防氧化的效果。并不能适用于铸坯的保温防氧化，并且涂料层不易脱落，给热加工带来不利的影响。在热处理行业，一般部件对涂料的要求是在进行热处理时要耐高温抗氧化，但热处理过后，希望涂料易剥落，便于加工。
在中国专利CN99114492.9“一种无机耐高温涂料及其配制方法”中，介绍了一种涂料，此涂料利用铝矾土、碳化硅作为骨料，加入白泥，再加入水玻璃作为粘结剂，该无机耐高温涂料的主要成份组成的重量比为：铝矾土26-35份、碳化硅10-18份、白泥6份、水玻璃45-55份(玻美度40)。此专利的涂料的配制方法简单，但是耐高温抗氧化效果不是很好，没有很好的润湿性和致密性，对所保护的工件不能起到很好的保护作用，不能高温条件下喷涂，只能在室温条件上喷涂，且只耐在980℃以下的温度下保护工件。
在中国专利200510027741.X“一种耐高温涂料及其制备方法”中，介绍了一种耐高温涂料，其特征在于它包含固体料和液体料两种组份：其中固体料组份的基本组成是：氧化钇10-25％、氧化锆10-25％、稀土混合物10-25％、玻璃粉2-4％、硅酸钠40-50％、活性白土3-5％。液体料的基本组成是：硼砂5-10％、氢氧化钠2-6％、水玻璃40-55％、水30-45％。将固体料和液体料以1∶1重量比混合搅匀，就得到耐高温涂料。此涂料虽具有一定的耐高温、抗氧化及热稳定性，但是涂料的成本太高，工序繁杂，添加物过于繁多，不好调配，并不适用于工业生产及推广。
虽然上述这些涂料均在一定程度上对指定的钢坯具有良好的高温防氧化作用，但是这些涂料多为局限于常温涂刷干燥成膜及静态高温防护，限制了此类成果的推广。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有的涂料应用温度较低，能源浪费严重，与实际的轧钢系统不相匹配现状，从而提供高温(1000℃以下)铸坯表面喷涂的防氧化涂料；
本发明的另一目的在于提出本发明连铸板坯高温防氧化涂料的制备工艺。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的：
本发明提供的连铸板坯高温防氧化涂料，包括如下的组分：
SiO2 25～55wt％
Al2O3 10～20wt％
CaO 5～20wt％
MgO 11～23wt％
ZrO2 1～8wt％
Fe2O3 0～10wt％
C 1～10wt％
B2O3 0～10wt％
ZnO 2～10wt％
K2O 1～10wt％
Na2O 1～10wt％
SiC 0～10wt％
漂珠 0～8wt％
其制备工艺是将上述各组分分别研磨至120目以下，并且混和均匀，然后用水充分混合搅拌均匀，水最终调节涂料浆的密度在1200～1500kg/m3。
本发明提供的连铸板坯高温防氧化涂料，优选附合上述组分在内的矿粉、含碳还原剂、无机粘结剂、表面活性剂、悬浮剂等分别研磨至120目以下，混合均匀，然后用水充分混合搅拌均匀，最终调节涂料的密度在1200～1500kg/m3。为使涂料体系各组分均匀分散和喷涂时不至于堵塞喷嘴，各组分均需分别研磨至120目以下。
所提供的制备工艺是首先将所述的粉料、含碳还原剂、悬浮剂和表面活性剂混合搅拌均匀后，加入所述的无机粘结剂，再将混合好的物料加水调节密度。
所述的矿粉为选自云母矿粉、长石矿粉、蛭石矿粉、金刚砂矿粉等矿石以及一些层状硅酸盐粘土粉中的一种或几种；
所述的含碳还原剂包括石墨、炭黑、焦炭粉以及煤粉中的一种或几种；
所述的无机粘结剂为选自磷酸盐类粘结剂与钠水玻璃混合调配。
本发明提供的上述连铸板坯高温防氧化涂料中，常温喷涂浆料密度调至1400～1500kg/m3，高温喷涂浆料密度调至1200～1300kg/m3。
本涂料既可喷涂在常温钢坯表面干燥成膜，又可直接喷涂在高温(1000℃以下)的铸坯表面，并在高温作用下形成连续保护涂层，有效的减少铸坯温降和加热炉内高温氧化烧损，而不改变铸坯基体原有性能。
本发明提供的连铸板坯高温防氧化涂料是一种具有很好的高温防氧化效果的涂料，该涂料在高温作用下可以形成连续保护涂层，减少铸坯温降和提高成材率，不改变铸坯基体原有性能，加热后涂层具有较强的自然剥落能力；同时该涂料的原料易得，成本低廉，制备工艺简单。
与现有技术的这类涂料相比：其优点和积极效果充分表现为：
1.本发明的连铸板坯高温防氧化涂料，广泛适用于铸坯在700～1300℃/2～8小时加热时的防氧化。热处理后涂层易剥落，铸坯表面光滑无脱碳及合金元素无流失现象，不会增加轧钢缺陷。在700～1300℃热处理过程中，涂料与基体表面吸附而迅速形成一层致密的保护层，有效地防止了外界氧化性气体的渗透，阻止了基体表面的氧化和脱碳以及合金元素的流失，涂层自始至终处于烧结网络状态，体系中混合粘结剂经过高温过程呈粘性熔融态并且充填满烧结网络，完好地封闭钢坯表面，而在钢坯出炉后瞬间地表面降温过程使得由于涂层与基体热膨胀系数的显著不同而致使涂层自然剥落能力加强。
2.本发明的连铸板坯高温防氧化涂料，喷涂或涂刷在钢铁表面后，水分挥发的同时实现了功能组分与混合粘结剂在基体表面聚合粘结，形成了致密的涂层。
3.本发明的连铸板坯高温防氧化涂料，能够满足在1000℃以下铸坯的表面直接喷涂。体系中磷酸盐类粘结剂经过高温过程呈粘性熔融态并且充填满烧结网络，完好地封闭钢坯表面，与常温涂刷高温防氧化涂料相比，更适合于轧钢生产线，大大提高了涂料的实用性，降低了冶金能源损耗，缩短了作业时间，提高企业竞争力。
4.本发明的连铸板坯高温防氧化涂料能够使铸坯的高温氧化烧损降低50～80％，从而大大降低了铸坯在加热炉内的氧化烧损，经济和社会效益非常可观。
【具体实施方式】
实施例1
分别取锆英石，云母、钠长石、硅灰石、蛭石，碳粉等按干粉料化学成分：3％ZrO2，12％Al2O3，40％SiO2，15％MgO，12％CaO，3％Fe2O3，5％C，5％Na2O，5％ZnO分别研磨至120目以下，进行物料混合，加入混合粘结剂并用水调节到最终涂料浆的密度为1200kg/m3，得到本发明的连铸板坯高温防氧化涂料I。将该涂料喷涂于800℃的Q345B铸坯的表面，即形成一层灰白色保护涂层。经热处理后，涂层保护后的氧化铁皮较未加涂层保护的氧化铁皮明显减薄，氧化烧损率降低60％以上，且涂层能够自然剥落，剥落后基体表面均匀光洁，无残留物。
实施例2
分别取锆英石，云母、钠长石、硅灰石、蛭石，硼砂，碳粉等按干粉料化学成分：4％ZrO2，11％Al2O3，30％SiO2，15％MgO，12％CaO，3％Fe2O3，4％B2O3，10％C，6％Na2O，5％ZnO分别研磨至120目以下，进行物料混合，加入混合粘结剂并用水调节到最终涂料浆的密度为1300kg/m3，得到本发明的连铸板坯高温防氧化涂料II。将该涂料喷涂于1000℃的SS400铸坯的表面，即形成一层灰白色保护涂层。经热处理后，涂层保护后的氧化铁皮较未加涂层保护的氧化铁皮明显减薄，氧化烧损率降低70％以上，且涂层能够自然剥落，剥落后基体表面均匀光洁，无残留物。
实施例3
分别取锆英石，云母、钾长石、金刚砂、滑石粉，碳粉等按干粉料化学成分：3％ZrO2，13％Al2O3，44％SiO2，12％MgO，13％CaO，2％ZnO，7％C，3％Na2O，3％K2O分别研磨至120目以下，进行物料混合，加入混合粘结剂并用水调节到最终涂料浆的密度为1200kg/m3，得到本发明的连铸板坯高温防氧化涂料III。将该涂料喷涂于900℃的Q345B铸坯的表面，即形成一层灰白色保护涂层。经热处理后，涂层保护后的氧化铁皮较未加涂层保护的氧化铁皮明显减薄，氧化烧损率降低70％以上，且涂层能够自然剥落，剥落后基体表面均匀光洁，无残留物。
实施例4
分别取锆英石，云母、钾长石、硼砂，蛭石，碳粉等按干粉料化学成分：4％Zr02，10％Al2O3，50％SiO2，10％MgO，10％CaO，3％ZnO，5％C，3％B2O 3％Na2O，2％K2O分别研磨至120目以下，进行物料混合，加入混合粘结剂并用水调节到最终涂料浆的密度为1400kg/m3，得到本发明的连铸板坯高温防氧化涂料IV。将该涂料喷涂于室温的SS400铸坯的表面，经热处理后，涂层保护后的氧化铁皮较未加涂层保护的氧化铁皮明显减薄，氧化烧损率降低65％以上，且涂层能够自然剥落，剥落后基体表面均匀光洁，无残留物。