[发明专利]一种防粘渣喷涂料

说明书

技术领域

本发明涉及一种防粘渣喷涂料，属于耐火材料领域。

背景技术

钢铁行业热工设备如转炉炉口、钢包包口、铁水包口、混铁车兑铁口等经常因为粘渣严重，清渣困难致使耐火材料意外损坏，影响作业率而且劳动强度大，大大降低耐火材料和设备的使用寿命；也会因为粘渣造成设备超重，影响生产正常进行甚至停产。国内外对防粘渣的研究也比较多：米塔尔利用活性石灰、刚玉渣、萤石制成镁质耐火材料具有耐火度高、抗钢渣侵蚀性好、还兼有净化钢水的钢包防粘渣剂，减少钢包或RH浸渍管粘渣；武钢集团公司利用铝碳碳化硅砖废料制作了铁水罐防粘渣涂料，将铁水罐寿命从550炉提高到800炉；浙江自立股份有限公司在2011全国不定形耐火材料学术会议论文集发表文章，称他们研究研究的镁硅质防粘渣涂料，涂料能有效保护炭素不被氧化,本身不与镁碳砖反应,且在高温下因存在较大收缩而与钢渣一起脱落，从而起到防粘渣的作用耐火作用。

在上海，宝钢铁水罐罐口、鱼雷混铁车兑铁口也是严重接渣，利用拆炉机清渣，清渣时间长，劳动强度大，对设备和耐火材料破坏严重，因而防粘渣涂料的研制和应用迫在眉睫，而且意义重大。从而形成本发明的构思。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防粘渣喷涂料。本发明基于以下六点认知，提出了一种防粘渣涂料。这六点认知是：

1、利用再生(废弃)含碳耐火材料的石墨碳的不浸润的物理效应，在碳与熔渣之间有很大的润湿角，炉渣的渗透将被限制于脱碳层以内，从而阻止了熔渣通过气孔向砖或浇注料等耐火材料内部侵蚀，达到防止粘渣。(中国钢铁冶金行业每年约产生含碳废弃耐火材料100万吨以上，数量相当巨大，目前很多科研院所和生产单位都在大力研发应用，但中国耐火材料再生利用率不足30％，国外先进水平超过80％，还有很大空间)。

2、利用太阳能行业的切割废料SiSiCar(太阳能行业每年SiSiCar废料上万吨，随着太阳能行业的发展，废料还会增加)中超细金属硅保护废弃耐火材料中的碳元素，减少碳的氧化，充分发挥碳元素的优异性能。从不同物质与氧反应的标准自由能变化与温度的关系可以看出，各物质与氧反应的趋势大小顺序为：

Al₄C₃，Si，C，Si₃N₄，AlN，SiC

即只有Al₄C₃，Si在C氧化前优先与氧反应，所以在受热时SiSiCar中金属硅首先发生氧化反应，形成SiO₂，防止碳的氧化。

Si+O₂＝SiO₂

3、利用太阳能行业的切割废料SiSiCar中超细碳化硅，在金属硅氧化后，外部氧气充足，也会发生氧化，保护废弃耐火材料中的碳元素，减少碳的氧化，充分发挥碳元素的优异性能。在受热时SiSiCar中碳化硅首先发生氧化反应，形成SiO₂，防止碳的氧化。碳化硅本身抗侵蚀性能，以及和渣的润湿角也比较大，抗渣性能优异。

SiC+O₂＝SiO₂+CO₂

因为兑铁口是直接暴露在空气中的，氧比较充足，所以生成CO₂，氧分压不足可能生成CO。

4、微晶石墨(超细土状石墨粉)的引入，填充空隙，减少熔渣或氧气等的渗透，本身也具备石墨的不侵润的优异特性，起到防粘渣的良好作用。

5、利用六偏电离，与整个产品溶液中的其它离子形成离子和电位平衡，以及加入羧甲基纤维素(CMC)，控制溶液不沉降，一个月内沉降小于5％，方便保存和喷涂施工。

6、在1100℃及以上温度，涂料中的氧化镁与二氧化硅，氧化铝与这二氧化硅发生反应，分别生成镁橄榄石和镁铝尖晶石，都伴随较大的体积膨胀，由于防粘渣涂料喷涂于设备兑铁(钢)口和耐火材料表面，防粘渣涂料外面是自由面，没有压力，体积膨胀造成材料内部结构疏松，可与铁(钢)渣一起脱落，或者清渣非常轻松方便。

3Al₂O₃+2SiO₂＝3Al₂O₃.2SiO₂+△V

2MgO+SiO₂＝2MgO.SiO₂+△V