一種防粘渣噴涂料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種防粘渣噴涂料，屬于耐火材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋼鐵行業(yè)熱工設(shè)備如轉(zhuǎn)爐爐口、鋼包包口、鐵水包口、混鐵車兌鐵口等經(jīng)常因?yàn)檎?渣嚴(yán)重，清渣困難致使耐火材料意外損壞，影響作業(yè)率而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，大大降低耐火材料 和設(shè)備的使用壽命；也會(huì)因?yàn)檎吃斐稍O(shè)備超重，影響生產(chǎn)正常進(jìn)行甚至停產(chǎn)。國(guó)內(nèi)外對(duì) 防粘渣的研究也比較多；米培爾利用活性石灰、剛玉渣、蠻石制成鎮(zhèn)質(zhì)耐火材料具有耐火 度高、抗鋼渣侵蝕性好、還兼有凈化鋼水的鋼包防粘渣劑，減少鋼包或RH浸潰管粘渣；武 鋼集團(tuán)公司利用鉛碳碳化娃磚廢料制作了鐵水罐防粘渣涂料，將鐵水罐壽命從550爐提高 到800爐；浙江自立股份有限公司在2011全國(guó)不定形耐火材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集發(fā)表文章， 稱他們研究研究的鎮(zhèn)娃質(zhì)防粘渣涂料，涂料能有效保護(hù)炭素不被氧化，本身不與鎮(zhèn)碳磚反 應(yīng)，且在高溫下因存在較大收縮而與鋼渣一起脫落，從而起到防粘渣的作用耐火作用。
[0003] 在上海，寶鋼鐵水罐罐口、魚雷混鐵車兌鐵口也是嚴(yán)重接渣，利用拆爐機(jī)清渣，清 渣時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)設(shè)備和耐火材料破壞嚴(yán)重，因而防粘渣涂料的研制和應(yīng)用迫在眉 睫，而且意義重大。從而形成本發(fā)明的構(gòu)思。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種防粘渣噴涂料。本發(fā)明基于W下六點(diǎn)認(rèn)知，提出了一 種防粘渣涂料。送六點(diǎn)認(rèn)知是：
[0005] 1、利用再生（廢棄）含碳耐火材料的石墨碳的不浸潤(rùn)的物理效應(yīng)，在碳與烙渣之 間有很大的潤(rùn)濕角，爐渣的滲透將被限制于脫碳層W內(nèi)，從而阻止了烙渣通過氣孔向磚或 德注料等耐火材料內(nèi)部侵蝕，達(dá)到防止粘渣。（中國(guó)鋼鐵冶金行業(yè)每年約產(chǎn)生含碳廢棄耐火 材料100萬噸W上，數(shù)量相當(dāng)巨大，目前很多科研院所和生產(chǎn)單位都在大力研發(fā)應(yīng)用，但中 國(guó)耐火材料再生利用率不足30%，國(guó)外先進(jìn)水平超過80%，還有很大空間）。
[0006] 2、利用太陽能行業(yè)的切割廢料SiSiCar(太陽能行業(yè)每年SiSiCar廢料上萬噸，隨 著太陽能行業(yè)的發(fā)展，廢料還會(huì)增加）中超細(xì)金屬娃保護(hù)廢棄耐火材料中的碳元素，減少 碳的氧化，充分發(fā)揮碳元素的優(yōu)異性能。從不同物質(zhì)與氧反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化與溫度的 關(guān)系可W看出，各物質(zhì)與氧反應(yīng)的趨勢(shì)大小順序?yàn)椋?br>[0007]AI4C3,Si,C，SisN"A1N，SiC
[000引即只有AI4C3,Si在C氧化前優(yōu)先與氧反應(yīng)，所w在受熱時(shí)SiSiCar中金屬娃首先 發(fā)生氧化反應(yīng)，形成Si化，防止碳的氧化。
[0009] Si+〇2 =Si〇2
[0010] 3、利用太陽能行業(yè)的切割廢料SiSiCar中超細(xì)碳化娃，在金屬娃氧化后，外部氧 氣充足，也會(huì)發(fā)生氧化，保護(hù)廢棄耐火材料中的碳元素，減少碳的氧化，充分發(fā)揮碳元素的 優(yōu)異性能。在受熱時(shí)SiSiCar中碳化娃首先發(fā)生氧化反應(yīng)，形成Si化，防止碳的氧化。碳化 娃本身抗侵蝕性能，w及和渣的潤(rùn)濕角也比較大，抗渣性能優(yōu)異。
[0011] SiC+〇2二Si〇2+C〇2
[0012] 因?yàn)閮惰F口是直接暴露在空氣中的，氧比較充足，所W生成C〇2,氧分壓不足可能 生成C0。
[0013] 4、微晶石墨（超細(xì)±狀石墨粉）的引入，填充空隙，減少烙渣或氧氣等的滲透，本 身也具備石墨的不侵潤(rùn)的優(yōu)異特性，起到防粘渣的良好作用。
[0014] 5、利用六偏電離，與整個(gè)產(chǎn)品溶液中的其它離子形成離子和電位平衡，W及加入 駿甲基纖維素（CMC)，控制溶液不沉降，一個(gè)月內(nèi)沉降小于5%，方便保存和噴涂施工。
[0015] 6、在iiocrc及W上溫度，涂料中的氧化鎮(zhèn)與二氧化娃，氧化鉛與送二氧化娃發(fā)生 反應(yīng)，分別生成鎮(zhèn)橄攬石和鎮(zhèn)鉛尖晶石，都伴隨較大的體積膨脹，由于防粘渣涂料噴涂于設(shè) 備兌鐵（鋼）口和耐火材料表面，防粘渣涂料外面是自由面，沒有壓力，體積膨脹造成材料 內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，可與鐵（鋼）渣一起脫落，或者清渣非常輕松方便。
[0016] 3A1/)3巧Si〇2 = 3Al2〇3. 2Si〇2+ Δ V
[0017] 2MgO+Si〇2=2Mg0. Si〇2+ΔV
[0018] 基于W上的認(rèn)知，本發(fā)明提出了一種防粘渣噴涂料，充分利用耐材料行業(yè)和太陽 能行業(yè)的廢棄原料為主原料，利用廢棄原料里的碳和碳化娃等對(duì)渣的不潤(rùn)濕性能，防止粘 渣；利用金屬娃與氧反應(yīng)形成二氧化娃后再與氧化鎮(zhèn)反應(yīng)形成鎮(zhèn)橄攬石，或與氧化鉛生成 莫來石等化學(xué)反應(yīng)，伴隨體積膨脹，導(dǎo)致材料疏松而自動(dòng)脫落或者輕松清除。
[0019](一）本發(fā)明使用主原料的成分見下表1，表1中未涉及余量分別為燒失量或不可 避免的雜質(zhì)量。
[0020] 表1防粘渣噴涂料所用主要原料成分：
[0021]
[0022] (二）將從鋼鐵公司回收的廢料進(jìn)行人工棟選，按照鎮(zhèn)碳磚、鉛鎮(zhèn)碳磚、鉛碳碳化 娃轉(zhuǎn)進(jìn)行分類，破碎，磨粉，篩分包裝。按下表2的比例配料（重量百分比wt%)，制備成懸 浮溶液，到寶鋼魚雷混鐵車和鐵水包，上鋼一廠LAST浸潰罩，上鋼五廠VD爐蓋等處使用。
[0023] 表2防粘渣涂料配制比例
[0024]
[0025] 注；92娃灰是指Si化的含量> 92% (重量百分比）的娃灰。
[0026] (Η)根據(jù)各批次再生回用廢棄耐火材料的成分，調(diào)節(jié)配方，控制防粘渣噴涂料的 最終成分如下表3 (重量百分比wt% )
[0027] 表3防粘渣涂料組成控制
[0028]
[0029] 根據(jù)上述組成，通過V型攬拌機(jī)將粉料攬拌均勻，再通過高效乳化機(jī)加水?dāng)埌瑁ㄍ?加22~28%，本發(fā)明的有點(diǎn)是顯而易見的，調(diào)節(jié)涂料的粘稠度W適用實(shí)際使用要求）
[0030] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的：
[0031] 1、本發(fā)明所用的原料來源廣泛，價(jià)格便宜。
[0032] 2、本發(fā)明所用原料多數(shù)是工業(yè)廢棄材料的再生利用，充分有利環(huán)保。
[0033] 3、適用于鐵水包、魚雷罐、浸潰罩、爐蓋、屏蔽蓋等冶金設(shè)備接觸鋼（鐵）渣的部位 防粘渣保護(hù)。
[0034] 4、本發(fā)明的防粘渣噴涂料，防止粘渣效果明顯，清渣方便（自動(dòng)脫落），防止渣對(duì) 耐火材料的侵蝕，大幅度減少清渣時(shí)外力對(duì)耐火材料的破壞，大大提高耐火材料的使用壽 命，除寶鋼鐵水包外，在混鐵車、LAST浸潰罩、VD屏蔽蓋等冶金設(shè)備使用，耐火材料使用壽 命提高都在50%W上。（詳見實(shí)施例）尤其是上鋼五廠VD屏蔽蓋冶金設(shè)備上使用壽命提 高了 113. 8%之多，送充分表明本說明提供的涂料的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。
【附圖說明】
[0035] 圖1魚雷混鐵車不噴涂（兌鐵口粘渣嚴(yán)重）；
[0036] 圖2魚雷混鐵車噴涂（兌鐵口不粘渣）；
[0037] 圖3未噴涂魚雷混鐵車清渣（清渣困難）；
[0038] 圖4噴涂魚雷混鐵車清渣（輕松）。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面通過具體實(shí)施例，進(jìn)一步泛用本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特質(zhì)和顯著的進(jìn)步，但本發(fā)明 決非僅局限于實(shí)施例。
[0040] 實(shí)施例1
[0041] 本發(fā)明提供的防年渣噴涂料的組成為：
[0042]
[004引 實(shí)施例2
[0044] 提供的涂料組成為：
[0045]
[0046] 實(shí)施例3
[0047] 提供的涂料組成為：
[0048]
[004引 實(shí)施例4
[0050] 提供的涂料組成為：
[0051]
[0052] 實(shí)施例1~4的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的使用結(jié)果列表4。
[0053] 表4防粘渣噴涂料使用結(jié)果
[0054]
[0055] 從表4可W看出，使用本發(fā)明的防粘渣噴涂料后，耐火材料使用壽命大幅度提高。 主要原因如下：
[0056] 在不使用防粘渣噴涂料時(shí)，寶鋼魚雷混鐵車兌鐵口因?yàn)閲?yán)重結(jié)渣，采用拆爐機(jī)清 渣，結(jié)渣燒結(jié)嚴(yán)重，拆爐機(jī)打得直后退，兌鐵口的耐火材料破壞厲害，清渣勞動(dòng)強(qiáng)度大，使用 了防粘渣噴涂料后，幾乎不結(jié)渣，自動(dòng)脫落，即使少量結(jié)渣，清渣也是十分輕松，基本輕輕一 碰就掉了。
[0057] 鐵水包也是如此，耐火材料往往被清渣時(shí)拉掉或破壞，導(dǎo)致使用壽命降低。使用防 粘渣噴涂料后渣不容易粘結(jié)，對(duì)耐火材料腐蝕減少，清渣時(shí)非常輕松，耐火材料基本不受破 壞。
[0058] LAST浸潰罩和VD屏蔽蓋噴涂防粘渣涂料后，不掛渣，耐火材料渣侵蝕減少，也不 會(huì)因?yàn)檎吃囟髩K脫落。從而耐火材料使用壽命大幅度提高。
[0059] 防粘渣噴涂料防止鐵（鋼）渣粘結(jié)的原理是：利用廢棄含碳耐火材料里的石墨碳， W及外加微晶石墨碳粉，與渣的潤(rùn)濕角大，不浸潤(rùn)，不被渣所侵蝕；利用SiSiCar中的金屬 娃和碳化娃對(duì)防粘渣涂料中的碳元素進(jìn)行保護(hù)，使防粘渣噴涂料持久有效，防止結(jié)渣燒結(jié) 粘連；利用防粘渣噴涂料中的氧化鉛、氧化鎮(zhèn)、氧化娃之間的反應(yīng)，生成抗渣性能優(yōu)異的鎮(zhèn) 鉛尖晶石和鎮(zhèn)橄攬石等物質(zhì)，而且產(chǎn)生較大體積膨脹，導(dǎo)致防粘渣噴涂料膨脹，結(jié)構(gòu)疏松， 連同渣一起自動(dòng)脫落。最終達(dá)到防止粘渣，清渣輕松方便，提高耐火材料使用壽命的目的。 充分說明本發(fā)明先前的六點(diǎn)認(rèn)知是符合客觀實(shí)踐要求的，取得了很好的實(shí)踐效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種防粘渣涂料，其特征在于所述涂料的組成為：制成涂料是通過乳化機(jī)外加22~28%的水?dāng)埌瓒?，上述的組成均為質(zhì)量的分?jǐn)?shù)。2. 按權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于能組成中MgO、Al2〇3、SiC、Si〇2、Si、C和化2〇3 來自于再生鎮(zhèn)碳磚、再生鉛鎮(zhèn)碳磚、再生鉛鎮(zhèn)碳炭化磚磚、SiSiCar超細(xì)粉、微晶石墨粉、92 云南娃微粉、廣西泥、膨潤(rùn)±，它們的質(zhì)量百分組成分別為： 再生鉛碳.碳化.娃磚 60.，.撕目 8-15% 再生鉛鎮(zhèn)碳磚 1沸旨 20-撕％ 再生鎮(zhèn)碳磚 殺5旨 ！(MS%: S設(shè)iCar超細(xì)粉 2000Ii 6-20% 微晶石墨粉 1000 Il 5-10% 92云南娃微粉 2-5% 廣西泥 5-12% 膨澗± 2-8% W上均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。3. 按權(quán)利要求2所述的涂料，其特征在于所述的原料的組成為：W上各原料的組成中余量為燒失量及不可避免的雜質(zhì)量。4.權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的涂料的應(yīng)用，其特征在于所述的涂料用于寶鋼魚雷 混鐵車，寶鋼鐵水包、上鋼五廠VD屏蔽蓋及上鋼一廠LAST浸潰罩，除鐵水包外，使耐火材料 使用壽命提高50%W上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防粘渣涂料，其特征在于所述涂料的組成為：MgO8-15、Al2O315-25、SiC12-20、SiO220-30、Si2-6、C10-20、Fe2O30.5-2；制成涂料是通過乳化機(jī)外加22～28％的水?dāng)嚢瓒?，上述的組成均為質(zhì)量的分?jǐn)?shù)。本發(fā)明充分利用耐材料行業(yè)和太陽能行業(yè)的廢棄原料為主原料，利用廢棄原料里的碳和碳化硅等對(duì)渣的不潤(rùn)濕性能，防止粘渣；利用金屬硅與氧反應(yīng)形成二氧化硅后再與氧化鎂反應(yīng)形成鎂橄欖石，或與氧化鋁生成莫來石等化學(xué)反應(yīng)，伴隨體積膨脹，導(dǎo)致材料疏松而自動(dòng)脫落或者輕松清除。所述的涂料用于寶鋼魚雷混鐵車，寶鋼鐵水包、上鋼五廠VD屏蔽蓋及上鋼一廠LAST浸漬罩使耐火材料使用壽命；除鐵水包外，使用壽命提高50％以上。
【IPC分類】C04B35/66
【公開號(hào)】CN105367092
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410439876
【發(fā)明人】藍(lán)振華, 吳朝齊, 顧燕, 趙玲娣
【申請(qǐng)人】上?？氯鹨苯馉t料有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2014年9月1日