[发明专利]一种用于碳钢的高温防护涂料

说明书

技术领域：

本发明涉及一种碳钢的高温防护涂料，防护温度达1350℃。特别是一种在碳钢表面涂刷或者喷涂的用于高温加热过程防止基体氧化烧损的防护涂料。 

背景技术：

冶金行业轧钢不论是冷坯轧制还是连铸连轧，在加热炉中总要氧化，产生大量氧化铁皮，因为氧化铁皮不易去除，所以在轧制前又需要高压水除磷，这样既浪费了能源，又降低碳钢的成材率。部分高碳钢，合金钢加热时间稍长会产生脱碳现象，导致后期产品需要大量切削或者进行渗碳处理，造成严重浪费。因此需要在钢材加热之前做好防护措施，使得钢材在加热炉中减少氧化，同时提高金属表面质量。 

在中国专利CN101225457A中公开了一种高温防氧化涂料。使用磷酸盐作为粘结剂，存在的问题是：氧化镁是碱性耐火材料，和磷酸盐容易反应，受粒度，环境影响较大，而且涂料的寿命也存在问题，同时氧化镁膨胀系数大，涂层低温段容易开裂，很难对基体产生保护。氧化镁高温也易挥发，影响涂层性能。 

在中国专利CN1179448中公开了一种高温耐热钢用防氧化涂料，使用沉淀碳酸钡，硅石为主，加入助溶剂硼酸，以水玻璃为媒介，在高温下产生釉层，对金属基体起到保护作用，可是硼酸高温性能不好，易挥发，且高温下活性较强。 

在中国专利CN101225458中公开的高温防氧化涂料以SiC，铬铁矿石，粘土粉为骨料，辅以炭黑，钛白，锌钡白，锌粉，Al₂O₃，以PA80胶为粘结剂。由于涂料中含铬，虽然铬可以在碳钢表面形成一层氧化铬层，从而对基体产生保护，但是铬对人体毒害作用大，大部分钢铁企业并不欢迎。 

发明内容：

针对现有主要依靠涂层自身成分之间的反应以及涂层成分和氧发生反应的高温防氧化涂料固有的缺陷，本发明提出一种在中高温下，部分成分优先和早期生成铁氧化物反应生成致密改性氧化皮，改善碳钢本身氧化皮的结构和性能，从而利用自身改性氧化皮起到防护作用的高温防护涂料。 

本发明所述目的是通过以下方案实现的： 

本发明提供的改善碳钢本身氧化皮的结构和性能的高温防护涂料，包括如下 成分：TiO₂ 30％-70％，Al₂O₃ 14％-28％，Y₂O₃ 0.5％-1％，ZrO₂ 0.5％-1％，HfO₂0.5％-1％，ZnO 5％-20％，Fe₂O₃ 5％-10％，SiO₂ 6％-12％，Na₂O 0％-2％，K₂O0％-2％，上述各组分之和为100％。 

使用时，先把粉料和水1∶1混合成浆料。加入粘结剂，粘结剂为水玻璃包括钠水玻璃，钾水玻璃，锂水玻璃和硅溶胶中的一种或几种混合而成。，粘结剂质量占浆料质量的5％-15％。加入分散剂羧甲基纤维素，分散剂质量占浆料总质量的0.5％-1.5％。 

所用的水玻璃优先和水以质量比1∶1混合，然后使用。所用的羧甲基纤维素先和水以质量比1∶20混合，搅拌均匀，静置2小时后使用。 

所用粉料的粒度进行分级配比，按基料总重量计算：120-140目：1％；140-160目：5％；160-180目：62％；180-200目：28％；小于200目：4％，粒度太粗不利于涂层的致密性，而太细使得涂层的熔点降低，且容易和其他物料发生反应。 

本涂料可以应用于普碳钢和部分合金钢，机理是一致的。使用时喷涂或者涂刷在碳钢表面，对有铸造氧化皮的连铸板坯，不需要进行预处理，不会影响本涂料的效果。 

附图说明：

图1：有涂料保护碳钢1300℃处理恒温1小时氧化皮厚度 

图2：无涂料保护碳钢1300℃处理恒温1小时氧化皮厚度 

图3：无涂料保护碳钢1300℃处理恒温1小时氧化皮表面形貌(sem500倍) 

图4：有涂料保护碳钢1300℃处理恒温1小时氧化皮表面形貌(sem500倍) 

具体实施方式：

本高温防护涂料主要喷涂或者涂刷在普碳钢或部分合金钢碳钢表面，保护温度1350℃以下，可以有效保护碳钢在加热炉中的高温烧损。 

实施例一：