專利名稱：鋼坯涂料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼坯涂料及其制造方法，具體地說，本發(fā)明涉及一種防止鋼坯在高溫?zé)崽幚磉^程中被氧化和脫碳的鋼坯涂料及其制造方法。
背景技術(shù)：
鋼坯在軋制前通常需在加熱爐中進(jìn)行熱處理，然后再進(jìn)入軋機(jī)中軋制成各種需要的鋼材。在對鋼坯進(jìn)行高溫?zé)崽幚淼倪^程中，鋼坯表面容易被氧化和脫碳，這不僅影響鋼坯的表面質(zhì)量，還會增加鋼的軋制損耗。為了解決鋼坯在熱處理過程中的氧化和脫碳問題，通常有兩種解決措施，一種是在鋼坯表面涂覆鋼坯涂料來形成涂層，另一種是在熱處理過程中將保護(hù)性氣體(例如氮?dú)?、氬氣?充入到加熱爐中，其目的都是為了隔絕加熱爐氣氛中的氧。在上述解決措施中，鋼坯涂料由于成本較低、施工方便、效果顯著而越來越受到關(guān)注。為了防止涂層在熱處理過程中脫落或損壞，鋼坯涂料需要具有耐高溫特性。目前已經(jīng)開發(fā)出了各種耐高溫鋼坯涂料，這些涂料通常包括基料和粘合劑，粘合劑主要是無機(jī)粘合劑，基料通常由包含鋁、硅、鈣、鎂、鐵、鉻、鉀、鈉等的氧化物的單組份原料或礦物原料配比而成。然而，現(xiàn)有的鋼坯涂料需要使用含有鋁、硅、鈣、鎂、鐵、鉻、鉀、鈉等元素的礦物原料，因而在原料取得方面受到限制。例如，在公開號為CN101058684的中國專利申請中，公開了一種低碳鋼防氧化涂料，所述防氧化涂料包括礦粉，包括鋯石英石礦粉、長石礦粉、高鋁石礦粉、硅石礦粉、以及硅酸鹽粘土粉中的一種或幾種；冶金廢棄物，包括鋼渣、轉(zhuǎn)爐污泥中的一種或幾種；含碳還原劑，包括石墨、炭黑、焦炭粉以及煤粉中的一種或幾種；無機(jī)粘結(jié)劑。此外，采用礦物原料需要較高的成本，并且在礦物原料的開采過程中也會不可避免地對環(huán)境造成損害。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的一方面提供了一種鋼坯涂料及其制造方法，所述鋼坯涂料具有優(yōu)良的低溫和高溫粘附性。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種能夠降低鋼坯的氧化脫碳速率并且有利于提高環(huán)境友好程度的鋼坯涂料。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種鋼坯涂料，所述鋼坯涂料包括基料和粘結(jié)劑，所述基料包含粉煤灰和耐火粘土，其中，粉煤灰的含量為45wt %至58wt%，耐火粘土的含量為 2wt %至15wt %，并且粘結(jié)劑的含量為40wt %至45wt %。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述粉煤灰可包含40 60wt %的二氧化硅、10 30wt %的三氧化二鋁、1 3襯％的三氧化二鐵、1 35襯％的固定碳以及其它不可避免的雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，其中，所述粉煤灰中的固定碳的含量大于20wt%。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述耐火粘土可包含40 60wt%的二氧化硅和40 60襯％的三氧化二鋁。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述粘結(jié)劑為硅溶膠、鉀鈉水玻璃、磷酸二氫鋁中的至少一種。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造鋼坯涂料的方法，該方法包括以下步驟將粉煤灰與耐火粘土混合均勻以制備基料；對獲得的基料進(jìn)行粉磨；在粉磨后的基料中加入粘結(jié)劑并攪拌均勻，其中，粉煤灰的含量為45襯％至58襯％，耐火粘土的含量為2襯％至 15wt%,并且粘結(jié)劑的含量為40wt %至45wt %。根據(jù)本發(fā)明的一方面，在粉磨的步驟中將基料粉磨至200目以下。根據(jù)本發(fā)明的一方面，其中，基料的熔點(diǎn)在1250°C至1300°C之間。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述粉煤灰可包含40 60wt %的二氧化硅、10 30wt %的三氧化二鋁、1 3襯％的三氧化二鐵、1 35襯％的固定碳以及其它不可避免的雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，其中，所述粉煤灰中的固定碳的含量大于20%。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述耐火粘土可包含40 60wt%的二氧化硅和40 60襯％的三氧化二鋁。根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述粘結(jié)劑為硅溶膠、鉀鈉水玻璃、磷酸二氫鋁中的至少一種。
具體實(shí)施例方式在下文中，將詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及一種鋼坯涂料，所述鋼坯涂料包括基料和粘結(jié)劑，所述基料包含粉煤灰和耐火粘土，其中，粉煤灰的含量為45wt %至58wt%，耐火粘土的含量為 2wt %至15wt %，并且粘結(jié)劑的含量為40wt %至45wt %。粉煤灰可以通過在工業(yè)生產(chǎn)中回收，其中，粉煤灰的成分可由于生產(chǎn)條件不同而不同。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述粉煤灰可包含40 60wt%的二氧化硅、10 30wt% 的三氧化二鋁、1 3wt %的三氧化二鐵、1 35wt %的固定碳以及其它不可避免的雜質(zhì)。粉煤灰在高溫加熱過程中會被燒結(jié)或瓷化，從而能夠附著在鋼坯的表面，使鋼坯與空氣中的氧隔絕，從而能夠防止鋼坯的氧化和脫碳。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，粉煤灰中的固定碳的含量大于20wt %。當(dāng)粉煤灰中的固定碳的含量大于20wt%時(shí)，固定碳均勻地分布在涂層中，因此，在加熱過程中，固定碳與空氣中的氧接觸并反應(yīng)，從而能夠降低涂層的氧勢。在基料中添加耐火粘土能夠調(diào)節(jié)粉煤灰的熔點(diǎn)，從而在加熱過程中，鋼坯涂料的涂層能夠在鋼坯表面形成熔融狀，同時(shí)又不至于掉落，起到良好的隔絕氧的性能。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，耐火粘土的含量為2襯％至15wt%，混合物的熔點(diǎn)在1250°C至1300°C之間。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，耐火粘土可包含40 60wt%的二氧化硅和40 60wt%
的三氧化二鋁。鋼坯涂料包含粘結(jié)劑以有助于基料均勻地附著在鋼坯表面。粘結(jié)劑可以是包括堿金屬硅酸鹽類、硅系列、磷酸鹽類、硼酸鹽類等的無機(jī)粘結(jié)劑。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，粘結(jié)劑可以是硅溶膠、鉀鈉水玻璃、磷酸二氫鋁中的至少一種。優(yōu)選地，使用硅溶膠作為粘結(jié)劑。
本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種制造鋼坯涂料的方法，該方法包括以下步驟將粉煤灰與耐火粘土混合均勻以制備基料；將獲得的基料進(jìn)行粉磨；在粉磨后的基料中加入粘結(jié)劑并攪拌均勻，其中，粉煤灰的含量為45襯％至58wt%，耐火粘土的含量為2%至15%， 并且粘結(jié)劑的含量為40 %至45 %。為了使基料更容易均勻地分布在鋼坯涂料中并在鋼坯表面上形成均勻的基料薄膜，可將基料粉磨至200目以下的粒度范圍，優(yōu)選地，將基料粉磨至200目。下面將描述根據(jù)本發(fā)明的鋼坯涂料的使用方法。首先，對將要涂覆耐高溫鋼坯涂料的鋼坯進(jìn)行清潔，例如，可利用高壓氣體將鋼坯表面噴吹干凈；然后，將配置好的涂料通過噴涂或涂刷工藝均勻地涂覆在鋼坯的表面上，且在涂覆過程中，將涂料涂層的厚度控制在0. 2mm 0. 8mm之間；待涂層晾干后即可將鋼坯送入加熱爐進(jìn)行熱處理。根據(jù)本發(fā)明的鋼坯涂料具有優(yōu)良的低溫粘附性能，并且在高溫?zé)崽幚磉^程中涂料呈熔融狀態(tài)粘附在鋼坯表面，能夠充分地隔絕鋼坯與氧的接觸，從而降低了鋼坯的氧化脫碳速率。此外，在鋼坯的冷卻過程中，由于鋼坯與涂覆層的收縮率不同，從而涂層會自行脫落，因此不會對后續(xù)的工藝產(chǎn)生影響。此外，本發(fā)明的鋼坯涂料使用粉煤灰作為基料的主要原料，不但可以減少對礦物資源的消耗，還能回收利用粉煤灰資源，從而減少由于粉煤灰的排放而對周圍環(huán)境造成危害，并且提高了資源的循環(huán)利用率，有利于提高環(huán)境友好程度。下面將參照具體示例解釋本發(fā)明的效果。示例 1將58襯％的普通粉煤灰和2wt%的耐火粘土混合后粉磨至200目以下，以制備基料，然后將獲得的基料與40襯％的硅溶膠粘結(jié)劑混合并攪拌，以制備耐高溫鋼坯涂料。示例 2將53襯％的普通粉煤灰和5wt%的耐火粘土混合后粉磨至200目以下，以制備基料，然后將獲得的基料與42wt%的鉀鈉水玻璃粘結(jié)劑混合并攪拌，以制備耐高溫鋼坯涂料。示例 3將45wt%的普通粉煤灰和15wt%的耐火粘土混合后粉磨至200目以下，以制備基料，然后將獲得的基料與40wt%的磷酸二氫鋁粘結(jié)劑混合并攪拌，以制備耐高溫鋼坯涂料。示例 4將53襯％的高碳粉煤灰和5wt%的耐火粘土混合后粉磨至200目以下，以制備基料，然后將獲得的基料與42襯％的硅溶膠粘結(jié)劑混合并攪拌，以制備鋼坯涂料。示例 5將50襯％的普通粉煤灰和5wt%的耐火粘土混合后粉磨至200目以下，以制備基料，然后將獲得的基料與45襯％的硅溶膠粘結(jié)劑混合并攪拌，以制備耐高溫鋼坯涂料。將鋼坯試件的表面進(jìn)行清灰和除油處理之后，將根據(jù)上述示例和對比示例的鋼坯涂料涂刷在鋼坯試件的表面上，然后，在自然環(huán)境下將涂料晾干。將處理好的鋼坯試件與未經(jīng)處理的鋼坯試件一起放置在1250°C的加熱爐中保溫3小時(shí)，然后測量鋼坯的脫碳層厚度，獲得的結(jié)果在下面的表1中列出。表 1
權(quán)利要求
1.一種鋼坯涂料，所述鋼坯涂料包括基料和粘結(jié)劑，所述基料包含粉煤灰和耐火粘土， 其中，粉煤灰的含量為45wt %至58wt %，耐火粘土的含量為2wt %至15wt %，并且粘結(jié)劑的含量為4(^丨％至45wt%。
2.如權(quán)利要求1所述的鋼坯涂料，其中，所述粉煤灰包含40 60wt%的二氧化硅、 10 30襯％的三氧化二鋁、1 3襯％的三氧化二鐵、1 35wt%的固定碳以及其它不可避免的雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的鋼坯涂料，其中，所述粉煤灰中的固定碳的含量大于20%。
4.如權(quán)利要求1所述的鋼坯涂料，其中，所述耐火粘土包含40 60wt%的二氧化硅和 40 三氧化二鋁。
5.如權(quán)利要求1所述的鋼坯涂料，其中，所述粘結(jié)劑為硅溶膠、鉀鈉水玻璃、磷酸二氫鋁中的至少一種。
6.一種制造鋼坯涂料的方法，該方法包括以下步驟將粉煤灰與耐火粘土混合均勻以制備基料；對獲得的基料進(jìn)行粉磨；在粉磨后的基料中加入粘結(jié)劑并攪拌均勻，其中，粉煤灰的含量為45% wt至58wt%，耐火粘土的含量為2襯％至15wt%，粘結(jié)劑的含量為40wt %至45wt %。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，在粉磨的步驟中將基料粉磨至200目以下。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，基料的熔點(diǎn)在1250°C至1300°C之間。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述粉煤灰包含40 60wt%的二氧化硅、10 30襯％的三氧化二鋁、1 3襯％的三氧化二鐵、1 35襯％的固定碳以及其它不可避免的雜質(zhì)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述粉煤灰中的固定碳的含量大于20wt%。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述耐火粘土包含40 60wt%的二氧化硅和 40 三氧化二鋁。
12.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述粘結(jié)劑為硅溶膠、鉀鈉水玻璃、磷酸二氫鋁中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼坯涂料及其制造方法，所述鋼坯涂料包括基料和粘結(jié)劑，所述基料包含粉煤灰和耐火粘土，其中，粉煤灰的含量為45wt％至58wt％，耐火粘土的含量為2wt％至15wt％，并且粘結(jié)劑的含量為40wt％至45wt％。
文檔編號C04B35/66GK102219533SQ20111009207
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者張金陽, 洪俊輝, 郝建璋, 高坤, 黎建明 申請人:攀鋼集團(tuán)有限公司, 攀鋼集團(tuán)研究院有限公司