加熱爐耐高溫防腐涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種加熱爐耐高溫防腐涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在乳鋼領域內(nèi)，鋼材在乳制或者鍛造前，首先需要對其在1300?1400°C下進行軟化熱處理;對于該處理工藝來說，加熱爐是常用的熱工設備。
[0003]加熱爐以工業(yè)液體(氣體)燃料作為熱源，熱源在加熱爐爐膛中燃燒，產(chǎn)生高溫煙氣并以它作為熱載體，實現(xiàn)對進入加熱爐中鋼坯的升溫熱處理。在加熱處理過程中，加熱爐內(nèi)的氧氣會和鋼坯發(fā)生作用，在鋼坯表面反應生成氧化亞鐵和氧化鐵，當加熱爐內(nèi)的溫度達到1360°C時，鋼坯表面的氧化亞鐵就會成為熔融態(tài)物質(zhì)，從而脫離鋼坯表面掉落到加熱爐的爐壁、爐底和加載輸送待處理鋼坯的水冷管上。經(jīng)過多次上述加熱處理工藝后，加熱爐內(nèi)部爐壁、爐底、水冷管上會附著大量的氧化亞鐵的鐵皮熔渣，上述熔渣在高溫條件下熔融后會逐漸滲透入覆蓋于爐壁、爐底和水冷管上的耐火材料層中，從而影響耐火材料層的耐火性能。
[0004]為此，就需要定期地對上述熔渣進行清理，但是由于上述熔渣已經(jīng)滲透進入耐火材料層且與其發(fā)生粘渣作用，從而加大了扒渣的難度，如果處理不當則很容易將耐火材料層扒去，導致耐火材料層破損;這樣一方面可能會造成高溫熔渣經(jīng)破損的耐火材料層滲入燒穿爐底，另一方面因扒渣導致耐火材料層破損的維修費用總體造成了生產(chǎn)成本的提高。
[0005]為了解決上述問題，需在加熱爐耐火材料層上覆蓋設置一層耐高溫涂料，從而利用該高溫涂料層實現(xiàn)將熔渣和耐火材料層隔離，同時高溫涂料層也可以抗熔渣侵蝕的目的。然而，現(xiàn)有技術中的耐高溫涂料均追求粘結度高和更換時易剝離，而對不被氧化、無需更換的耐高溫涂料還少見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決耐高溫涂料不被氧化、無需更換的問題，本發(fā)明提供一種加熱爐耐高溫防腐涂料及其制備方法，以解決不被高溫氧化消耗和腐蝕的問題。
[0007]本發(fā)明通過下列技術方案實現(xiàn):一種加熱爐耐高溫防腐涂料，由下列質(zhì)量份的組分組成:
Sn〇2溶膠20?40份、
粘結劑10?20份、
核殼結構載體30?50份、
水10?15份、
聚乙二醇(PEG200)10?20份。
[0008]所述Sn02溶膠是將SnCl4.5H20與水按質(zhì)量比為10?15:2.5?4進行混合，配成31102水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4‘5H20與濃氨水(質(zhì)量濃度是25?28%)的質(zhì)量比為10?15:2.5?6滴加濃氨水，即得到深褐色的Sn02溶膠。
[0009]所述粘結劑是質(zhì)量濃度為15?20%的偏鋁酸鈉或磷酸鋁。
[0010]所述水為蒸餾水或去離子水。
[0011 ]所述核殼結構載體是經(jīng)過下列各步驟制得:
(1)研磨招娃合金至1?500nm的納米級微球；
(2 )將步驟(1)的納米微球按1?10g/mL分散于CTAB和乙醇的混合液中形成懸濁液，將此懸濁液在超聲波條件下攪拌，使納米微球均勻分散在溶液中；
(3)將步驟(2)所得懸濁液在攪拌條件下，與氨水一同并流緩慢滴加入到TB0T中，至懸池液pH值=9?11;
(4)將硝酸鉻與硝酸鋁按3:2的質(zhì)量比溶于去離子水中，使鹽的濃度為0.5?2mol/L;
(5)按體積比為1:1，在70°C下將步驟(4)配制的溶液逐滴加入到步驟(3)所得懸濁液中，滴加過程中持續(xù)攪拌，生成沉淀物；
(6)將步驟(5)所得沉淀物進行離心處理，并依次以無水乙醇和去離子水洗滌沉淀物，將沉淀物在環(huán)境溫度下干燥12?24h，然后以110?120°C中干燥6?12h;
(7)將步驟(6)干燥后的物料經(jīng)550?950°C焙燒2?6h，即得核殼結構載體。
[0012]所述步驟(2)中的CTAB和乙醇的混合液是將CTAB溶于無水乙醇中，使混合溶液中CTAB 的濃度為 0.08 ?0.25mol/L。
[0013]本發(fā)明的另一目的在于提供一種加熱爐耐高溫防腐涂料的制備方法，經(jīng)過下列各步驟:
A、按下列質(zhì)量份的組分備料:
Sn02溶膠20?40份、
粘結劑10?20份、
核殼結構載體30?50份、
水10?15份、
聚乙二醇(PEG200)10?20份；
B、將步驟A中的Sn02溶膠、粘結劑、核殼結構載體和水混合，再加入聚乙二醇混合均勻后，在20?150°C下，攪拌10?30分鐘，即得到加熱爐耐高溫防腐涂料。
[0014]本發(fā)明具有下列優(yōu)點和效果:
本發(fā)明采用Sn(V_性材料，具有良好的耐腐蝕性能;采用核殼結構載體，其外殼和內(nèi)核以Ti02層隔開，能實現(xiàn)熱量的傳遞，解決溫度不均且易出現(xiàn)熱點和換熱困難等問題，該核殼結構載體在耐高溫防腐涂料應用方面具有顯著的效果，并且該核殼結構載體還同時具備很好的蓄熱能力，防止內(nèi)核與外層發(fā)生熔融反應，并且提高了耐高溫防腐涂料的機械強度。本發(fā)明提供的加熱爐耐高溫防腐涂料具有緊密堆積結構，穩(wěn)定性好，具有優(yōu)異的抵抗熔渣滲透侵蝕性能，能夠阻擋空氣和煙氣污染物向耐高溫防腐涂料內(nèi)部擴散，在高溫時有效保護耐高溫防腐涂料和耐火材料不被氧化，進而降低耐火材料的消耗和生產(chǎn)成本。本發(fā)明提供的加熱爐耐高溫防腐涂料具有自潔能力，無需與耐火材料剝離更換，使用壽命長。本發(fā)明的制備方法簡單，操作方便，節(jié)能，環(huán)保，方便快速，成本低廉。
【具體實施方式】
[0015]下面通過實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0016]實施例1
A、將SnCl4‘5H20與水按質(zhì)量比為12:3進行混合，配成51102水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4‘5H20與濃氨水(質(zhì)量濃度是25?28%)的質(zhì)量比為12:4滴加濃氨水，即得到深褐色的Sn02溶膠；
B、經(jīng)過下列各步驟制得核殼結構載體:
(1)研磨招娃合金至1?200nm的納米級微球；
(2 )將步驟(1)的納米微球按6g/mL分散于CTAB和乙醇的混合液中形成懸濁液，將此懸濁液在超聲波條件下攪拌，使納米微球均勻分散在溶液中；其中，CTAB和乙醇的混合液是將CTAB溶于無水乙醇中，使混合溶液中CTAB的濃度為0.12mol/L;
(3)將步驟(2)所得懸濁液在攪拌條件下，與氨水一同并流緩慢滴加入到ΤΒ0Τ中，至懸池液pH值=10;
(4)將硝酸鉻與硝酸鋁按3:2的質(zhì)量比溶于去離子水中，使鹽的濃度為lmol/L;
(5)按體積比為1:1，在70°C下將步驟(4)配制的溶液逐滴加入到步驟(3)所得懸濁液中，滴加過程中持續(xù)攪拌，生成沉淀物；
(6)將步驟(5)所得沉淀物進行離心處理，并依次以無水乙醇和去離子水洗滌沉淀物，將沉淀物在環(huán)境溫度下干燥20h，然后以115°C中干燥8h;
(7)將步驟(6)干燥后的物料經(jīng)750°C焙燒4h，即得核殼結構載體；
C、按下列質(zhì)量份的組分備料:
Sn02溶膠30份、
質(zhì)量濃度為15%的偏鋁酸鈉 15份、
核殼結構載體40份、
蒸餾水12份、
聚乙二醇(PEG200)15份；
D、將步驟C中的Sn02溶膠、粘結劑、核殼結構載體和水混合，再加入聚乙二醇混合均勻后，在80°C下，攪拌20分鐘，即得到加熱爐耐高溫防腐涂料。
[0017]所得耐高溫防腐涂料在1400°C下燒5h，測粘結強度達9.2MPa，加熱爐正常生產(chǎn)2年后，耐高溫防腐涂料無污毀面、無脫落。
[0018]實施例2
A、將SnCl4.5H20與水按質(zhì)量比為10: 2.5進行混合，配成Sn02水溶液，再在攪拌條件下，按SnCl4.5H20與濃氨水(質(zhì)量濃度是25?28%)的質(zhì)量