高溫?zé)崽幚矸姥趸苛显阼T件鋼坯金屬耐火材料上材料上測(cè)試實(shí)驗(yàn)，高溫下防止金屬裂紋、黑皮、變色，在耐火材料上，新砌鋼包在使用前會(huì)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的烘烤,這導(dǎo)致工作層鎂碳磚的嚴(yán)重氧化,顯著縮短了使用壽命。針對(duì)該問(wèn)題,我們用志盛威華一種ZS-1021高溫鎂碳磚防氧化涂料,將ZS-1021高溫防氧化涂料涂刷到鎂碳磚樣塊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn),還在現(xiàn)場(chǎng)鋼包渣線鎂碳磚上進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn),結(jié)果表明,在1100℃以下,該涂料對(duì)鎂碳磚樣塊起到非常好的防氧化作用,松散層和脫碳層的厚度幾乎為零;兩個(gè)鋼包現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明:涂刷渣線鎂碳磚的殘余厚度比相同條件下沒(méi)有涂刷的殘余厚度分別增加了25mm和40mm左右,可以使渣線鎂碳磚的使用壽命提高15%和50%左右。該ZS-1021高溫鎂碳磚防氧化涂料的應(yīng)用對(duì)提高鎂碳磚的利用率,節(jié)約資源,降低鋼包用耐火材料噸鋼消耗有重要意義。

目前鋼包使用的工作襯,尤其是渣線部位多采用含碳耐火材料。新砌筑好的鋼包,在投入盛裝鋼水使用前,須預(yù)先按照從小火、中火到大火的順序進(jìn)行烘烤,一般烘烤溫度達(dá)到1000℃左右,整個(gè)烘烤過(guò)程,時(shí)間短的需要20~30h,長(zhǎng)則需要3-5天,有的甚至更長(zhǎng)。目前,相當(dāng)多的鋼包使用現(xiàn)場(chǎng)并沒(méi)有采取針對(duì)烘烤過(guò)程中含碳工作襯的防氧化措施,導(dǎo)致烘烤完畢待用時(shí),工作層鎂碳磚已經(jīng)產(chǎn)生至少20mm左右的氧化脫碳層;也有少部分的鋼包工作層鎂碳磚在砌筑后涂刷防氧化涂料,但是防氧化效果并不能達(dá)到理想的效果。另外,涂料需要在現(xiàn)場(chǎng)加水調(diào)配,使用不方便,導(dǎo)致了大多數(shù)鋼包使用現(xiàn)場(chǎng)放棄了采用防氧化涂料。為此,我們研發(fā)了一種預(yù)先調(diào)配好的、方便使用的ZS-1021高溫防氧化涂料,耐溫2300℃,并對(duì)其防氧化效果進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。

1、試驗(yàn)

本試驗(yàn)的ZS-1021高溫鎂碳磚防氧化涂料是預(yù)先調(diào)配好的漿料,便于涂刷,附著性好,且漿性穩(wěn)定,可以長(zhǎng)時(shí)間存放。試驗(yàn)中選用MgO-C磚的化學(xué)成分(w)如下:MgO80.97%,Cl4.65%,Al2O32.68%,SiO21.04%,Fe2O30.64%。將選用的MgO-C磚切成60mm×50mm×70mm的長(zhǎng)方體備用。

將切好的MgO-C磚樣塊分別放到已經(jīng)升溫到800、900和1000℃的馬弗爐內(nèi),經(jīng)過(guò)不同時(shí)間(2~28h)后取出樣塊,放到密封的匣缽中自然降溫,然后測(cè)量其氧化脫碳層的厚度。對(duì)鎂碳磚使用的熱固性酚醛樹(shù)脂在空氣氣氛下進(jìn)行熱重分析。

用毛刷將防氧化涂料均勻涂到切好的MgO-C磚樣塊的各表面上(含3個(gè)原始磚面和1個(gè)切割面),只留樣塊的底面和一個(gè)側(cè)面的中心部分不涂刷,用來(lái)作為對(duì)比面。涂刷厚度0.5~1mm。自然放置5h后,放入電爐內(nèi),在空氣氣氛下從常溫經(jīng)24h勻速升溫到1100℃,并保溫3h。然后,自然降溫后取出樣塊。

為驗(yàn)證志盛防氧化涂料的實(shí)際使用效果,在兩個(gè)鋼廠分別進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。釆用鋼包渣線鎂碳磚的局部涂刷和侵蝕最嚴(yán)重處的整體涂刷兩種方式,來(lái)評(píng)價(jià)防氧化涂料起到的作用。局部涂刷的現(xiàn)場(chǎng),新砌鋼包烘烤時(shí)間為24h,最高烘烤溫度1000℃,觀察鋼包烘烤結(jié)束后渣線鎂碳磚的外觀,測(cè)量鋼包下線后涂刷部分的殘余厚度,對(duì)比未涂刷涂料且與涂刷涂料部分處在相同使用環(huán)境的渣線鎂碳磚殘余厚度(結(jié)果見(jiàn)圖4和圖5)。侵蝕最嚴(yán)重處整體涂刷的現(xiàn)場(chǎng),新砌鋼包烘烤時(shí)間為120h,最高烘烤溫度1000℃,選定侵蝕最嚴(yán)重的部位作為研究對(duì)象,對(duì)比涂刷前后該處鎂碳磚殘余厚度和使用壽命。

2、實(shí)驗(yàn)

溫溫度是金屬高溫氧化的一個(gè)重要因素。在溫度恒定時(shí),金屬的氧化服從一定的動(dòng)力學(xué)公式,從中反映出氧化過(guò)程的機(jī)構(gòu)和控制因素。除直線規(guī)律外,氧化速度隨試驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)而下降,表明氧化膜形成后對(duì)金屬起到了保護(hù)作用。根據(jù)這一定理,北京志盛威華化工有限公司,在水性防腐涂料研究開(kāi)發(fā)上,公司歷經(jīng)十幾年的研究開(kāi)發(fā)的高溫陶瓷防腐技術(shù)已走在世界的前列,在國(guó)內(nèi)有標(biāo)準(zhǔn)化的高溫防腐實(shí)驗(yàn)室,其公司研發(fā)生產(chǎn)的ZS-811耐高溫防腐涂料,耐溫高達(dá)2300攝氏度,短時(shí)可以受熱到2500攝氏度以上,ZS-811耐高溫防腐涂料可以耐火耐高溫長(zhǎng)時(shí)間氧化腐蝕,耐酸堿高溫侵蝕,耐熱震防磨。ZS-811耐高溫防腐涂料其物理性能、化學(xué)性能和使用性能均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。ZS-811耐高溫防腐涂料可以使用在高溫下鋼鐵、稀土、火電、煤炭、化工、建材、造紙、釀造、發(fā)酵、制藥、紡織、航天、冶煉、核電等領(lǐng)域長(zhǎng)久防腐,高溫下防止合金鋼等金屬的防腐防氧化,保持好金屬各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù),給生產(chǎn)帶來(lái)連續(xù)性。

另外在志盛耐高溫防腐涂料作為耐熱鋼防腐涂層,不僅要耐高溫還要致密的防腐涂層,抗熱震,811耐高溫防腐涂料有效防護(hù)合金鋼的防腐,因?yàn)槟蜔徜撗趸g會(huì)生成FeO、Cr2O3(FeCr2O4)的反應(yīng)。破壞金屬的原有結(jié)構(gòu),打破了金屬的各項(xiàng)性能指標(biāo),給生產(chǎn)帶來(lái)很大的影響,所以耐高溫防腐涂料是合金鋼的有效防腐防氧化的涂層。

3、結(jié)論

(1)ZS-1021高溫防氧化涂料在1100℃及以下各個(gè)溫度點(diǎn)對(duì)鎂碳磚中的樹(shù)脂和石墨都起到的良好的防氧化作用,使其松散層和脫碳層幾乎為零。

(2)現(xiàn)場(chǎng)使用,可以非常有效地防止鎂碳磚在鋼包烘烤過(guò)程中的氧化,提高了鎂碳磚的有效消耗厚度從而可以顯著提高其使用壽命。

(3)能有效降低鋼包耐火材料的噸鋼消耗,對(duì)節(jié)約資源有顯著意義。

(4)ZS-1021高溫防氧化涂料和ZS-811耐高溫防腐涂料可以應(yīng)用于鋼包、金屬、鑄件、耐火材料其他含碳工作襯在烘烤過(guò)程中的防氧化。

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