[发明专利]一种提高锌锅内高铝砖耐火材料表面耐蚀性的方法

说明书

本发明涉及一种提高锌锅耐火材料表面耐蚀性的方法，涉及连续热浸镀锌技术领域。采用的技术方案是：将耐火材料表面真空蒸镀一层耐蚀性强的镁铝氧化物层。在高温真空条件下，对耐火材料表面进行真空蒸镀，蒸镀原材料为纯金属镁。蒸镀结束后，在耐火材料表面形成一层致密性良好的镁铝氧化物层，阻止铝与耐火材料中的SiOsubgt;2/subgt;、Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;·SiOsubgt;2/subgt;发生还原反应生成Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;(s)和Si(s)等锌渣，从而降低锌铝液对耐火材料基体的化学侵蚀，阻止耐火材料表面被锌铝液腐蚀脱落，降低锌铝液中锌渣的生成量，提高带钢在热浸镀锌过程中的表面镀层质量。同时可以提高锌锅的使用寿命，节约成本。

技术领域

本发明涉及表面涂层制备技术领域，尤其涉及热浸镀锌过程中锌锅内耐火材料的表面防腐涂层的制备方法，具体为一种提高锌锅内高铝砖耐火材料表面耐蚀性的方法。

背景技术

热浸镀锌作为一种高效经济的钢材防腐蚀手段自提出到现在已经在各个领域得到广泛的应用，其中连续热浸镀锌作为一种机械化、自动化程度较高的钢材防腐蚀手段发展最为迅速。连续热浸镀以生产板材和钢卷为主，热浸镀锌产品广泛应用于汽车、船舶等产品。其核心技术是将预处理后的钢材浸入锌铝液中，带钢在锌铝液中运动，且钢材表面与锌铝液中的锌铝反应，形成合金化镀层，在此过程中，若锌铝液中锌渣含量较多，将会在带钢表面粘附锌渣，造成成品率下降。且锌渣过多将导致生产线停工捞渣，提高了生成成本，不利于产业竞争力的提高。

热浸镀用锌锅锅体由外部的钢壳和内部砌筑的耐火砖构成，其中耐火砖的主要成分为Al₂O₃、SiO₂。带钢在连续热浸镀锌过程中，锌锅内的炉衬(即耐火材料)与锌锅中的锌铝液发生化学反应，锌铝液中的铝与耐火材料中的SiO₂、 Al₂O₃·SiO₂发生还原反应生成Al₂O₃(s)、Si(s)等锌渣。其化学反应式如下：

4Al+3SiO₂＝＝＝2Al₂O₃+3Si(△V＝-35％)

4Al+3Al₂O₃·SiO₂＝＝＝5Al₂O₃+3Si(△V＝-18％)

此外，锌铝液的锌也会对耐火材料产生破坏性反应，如：

2Zn+SiO₂＝＝＝2ZnO+Si(△V＝+10％)

以上锌铝液对耐火材料基体的化学侵蚀，导致耐火材料表面被锌铝液腐蚀脱落，增大了锌铝液中锌渣的生成量，最终带钢在热浸镀锌过程中的表面粘附锌渣量增多，带钢镀层质量降低。

为了提高锌锅内壁抗锌液腐蚀能力，中国发明专利CN1074952A公开了一种微晶玻璃热镀锌锅防腐涂层的制备方法，涂料配制是以每1000克玻璃粉料, 加入350－650g的NJ871粘合剂，调合成液浆，然后用手工刷涂于镀锌锅内壁，连续刷涂三遍，每遍间隔时间为20－30小时，自然干燥。最后在镀锌锅内壁贴附一层K－59玻璃纤维纸(市场供应)。用上述料浆刷涂牢固。这样，在熔锌过程中镀锌锅内壁形成一层微晶玻璃质保护层，从而提高耐锌液腐蚀能力。但此方法形成的保护层与基体的结合力不大，在高温环境下容易从基体剥落。

中国发明专利CN1449876还公开了一种耐锌液腐蚀的涂层及其使用方法。以氮化硼及少量的高温粘结剂磷酸铝作为主要固体组分，以丙酮及水作为主要液体组分。其中固体重量百分比含量16－55％，液体重量百分比含量为84－45％。在使用时，将固体组分与液体组分按照比例配成悬浮液，然后采用浸涂、刷涂或喷涂等方式涂覆于锌锅内表面，可保证容器与锌液不润湿，并具有抗热冲击、耐腐蚀特点，能够显著延长与锌液相接触的容器的使用寿命。