[发明专利]金属物件加热工艺中可保护金属强化传热的涂料

说明书

技术领域

本发明涉及金属涂料，涉及一种用于金属物料或工件加热工序，例如金属铸坯后热加工前、金属铸坯切割分段后至入炉前的涂料，尤其涉及一种在金属物料或工件加热工艺中用于保护金属、强化传热的涂料。

背景技术

金属物料或工件如钢锭、钢坯、钢板以及其它金属物品，在热加工工序中需要将工件放入工业炉内加热。目前采用的是将工件裸露放入工业炉内加热的方式，此种加热方式存在着下列二个缺点：

1、金属物料在加热过程中与炉内气体发生传质。

(1)金属与炉内氧气发生化学反应，即金属从炉气中吸入氧元素，在金属表面生成氧化物，俗称“烧损”，降低金属收得率。

(2)金属内的微量元素被炉内气体带走，在金属表面形成微量元素流失层。例如硅锰弹簧钢，该种物料淬透性好，用来制造高应力弹簧，在汽车制造等行业中应用广泛。但是硅锰弹簧钢在加热过程中表面容易产生氧化脱碳，形成脱碳层，降低弹簧的弹性和疲劳强度。这就导致后续工序需要对金属工件进行扒皮处理或渗碳处理，由此增加工序，降低生产率和金属收得率。

2、金属物料的加热时间相对较长，即在炉内接受热量的速度低。

在500℃以上的工业炉内，传热以辐射传热为主。工业炉内火焰空间的传热是一个十分复杂的综合传热过程，炉子种类较多，不同炉子内综合传热是不同的，其情况复杂。在一个充满火焰或高温炉气的炉子内，存在着三个不同的温度区域：炉气(或火焰)、炉衬(炉墙及炉顶)、物料。因为火焰温度很高，所以炉内主要的传热方式是辐射，而传导及对流在热流量中只占较小的比重。此外，炉墙对于外围空气还会散失热量，这个热损失对炉内温度也有一些影响。黑度ε_m代表物料的辐射传热性能，ε_m值越大，辐射传热性能越好。由于金属物料黑度较低，如钢坯的表面黑度ε_m≤0.8，加工后的光滑金属工件表面黑度远低于这一数值。而某些物料的黑度值为：1＞ε_m＞0.9。因此，裸露的金属物料加热时间相对较长。

在金属物料常规使用中，涂料或油漆保护应用非常广泛。如家电产品、汽车、工程机械、钢结构、屋面钢板等，均采用涂料或油漆对金属进行保护，同时具有美观的效果。

高温涂料在高温热工设备上的应用也相当广泛。在国外，英国CRC公司生产的ET-4涂料，美国生产的CRC-10A、G-125、SBE涂料，日本生产的CRC1100、CRC1500涂料，涂料黑度(发射率)ε_m达0.9，用于冶金、机械、石化、电力等行业的高温炉窑内壁涂覆，达到保护炉子内壁即延长炉子内壁寿命、提高辐射传热强度的作用。

在我国，已开发了多种高温辐射涂料，例如：常温固化磷酸盐耐高温涂料、有机硅耐高温涂料、含铬有机硅耐高温涂料、锆石/氧化锆混合料作耐高温涂料和耐高温印剂、锅炉除尘器耐酸耐高温涂料、含碳耐火材料抗氧化涂料、炉窑内衬高温红外辐射涂料粘结剂、以及提高风机效率的碳化硅涂料，等等。这些涂料多数用于高温炉窑内壁涂覆，达到保护炉子内壁即延长炉子内壁寿命、提高辐射传热强度的作用。少数用于保护使用中的金属，延长金属使用寿命。

但是上述国内外应用的高温涂料产品，仅用于冶金、机械、石化、电力等行业的高温炉窑内壁涂覆，少数用于保护使用中的金属，还未用于金属物料或工件加热工序，例如金属铸坯后热加工前、金属铸坯切割分段后至入炉前的工序。

发明内容

本发明的任务是提供一种金属物件加热工艺中可保护金属强化传热的涂料，它解决了现有高温涂料产品未能用于金属物料或工件加热工序以保护金属、强化传热的问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种金属物件加热工艺中可保护金属强化传热的涂料，所述功能涂料的重量组分为：SIC 100～400份，铬铁矿石0～400份，粘土粉100～200份，碳黑0～100份，钛白粉5～20份，锌钡白5～20份，锌粉5～20份，AL2O3 0～100份，PA80胶200～600份，均为320目以下的固态组分颗粒，水为余量。

使用时，将本发明的功能涂料涂覆在待加热工件表面，然后放入炉膛加热，即给工件“穿上衣服”后进行加热，起到了保护金属、强化传热的作用。本发明的功能涂料特别适用于金属铸坯后加工过程中的加热工艺，即金属铸坯后热加工前、金属铸坯切割分段后至入炉前的工序。