[发明专利]一种含碳耐火材料的防水化涂料

说明书

技术领域

本发明涉及含碳耐火材料技术，特别是一种含碳耐火材料的防水化涂料。

背景技术

连铸“三大件”浸入式水口、整体塞棒、长水口是钢铁冶金用功能耐火材料，其中浸入式水口中的内装浸入式水口，用于中间包和结晶器之间，作用是防止钢水从中间包进入结晶器时氧化及飞溅、减少钢水液面震荡及结晶器内部紊流。

浸入式水口材质通常为含碳耐火材料，由于石墨碳的存在，在高温作用下，水口中的碳容易被氧化，从而导致含碳耐火材料的组织结构损毁，降低其使用寿命，甚至可能发生制品穿孔、断裂等事故。为了避免此类情况的发生，经常是在水口表面涂刷一层防氧化涂料，从而保护水口材质中的石墨碳不被氧化。

内装浸入式水口安装在中间包内，中间包用耐火材料之一是喷涂料，喷涂料在施工完毕后要进行烘烤，如果中间包烘烤条件不好，就容易导致中间包料中的水和水蒸气无法完全挥发，从而累积在水口和分离环之间，由于水和水蒸气的存在，破坏了水口表面的防氧化涂料层，导致防氧化涂层失效，在水口浇钢过程中导致石墨碳的氧化。由于水口材料中石墨碳的氧化，破坏了材料的结构，就容易导致事故的发生，为了避免此类现象的发生，需要开发一种新型防水化涂料，涂刷在防氧化涂料外面，保护防氧化涂料不失效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在现有防氧化涂料的基础上，提供一种防水化涂料，以保护现有涂料不被水化，从而保护含碳耐火材料不被氧化。

本发明含碳耐火材料的防水化涂料的组分及重量百分比为：

氧化铝微粉    10～60％

白刚玉粉      10～60％

蓝晶石粉      5～15％

硅溶胶        15～40％。

本发明含碳耐火材料的防水化涂料的配置及施工方法：将氧化铝微粉、白刚玉粉、蓝晶石粉、硅溶胶混合后搅拌均匀即可用于施工。涂料施工可采用喷涂、浸渍和手工涂刷等施工方式覆盖在防氧化涂层上，涂层厚度0.5～2mm，干燥后即可使用。

氧化铝微粉和白刚玉粉是制造涂料的主体，加入蓝晶石粉，可以降低涂层的烧结温度，形成致密的氧化铝陶瓷硬壳，同时还可以利用蓝晶石粉在1450℃以下完全分解为莫来石和SiO₂所带来的16～18％的体积膨胀效应，从而抵消氧化铝微粉和白刚玉粉在烧结时所产生的体积收缩，使涂层不龟裂、不剥落。硅溶胶作为结合剂，由于粘度低，与其他组分混合时具有良好的分散性和渗透性。并且经过高温处理后，当硅溶胶中的水分蒸发后，胶体粒子牢固地附着在物体表面，粒子间形成硅氧结合，使其具有良好的胶结性能，使防水化涂料产生强度。

本发明的涂料，在整个升温过程中，涂层无龟裂，无剥落，于1500℃以下即可形成氧化铝陶瓷硬壳，对内层防氧化涂层形成了很好的保护，使内层防氧化涂层隔绝水的侵蚀，防水化效果优良。

具体实施方式

实施例1

碳含量20％以上的铝碳试样，尺寸为Φ100×100mm，取水玻璃为结合剂的防氧化涂料进行涂刷。防水化涂料制备方法为：将氧化铝微粉6Kg、白刚玉粉1Kg、蓝晶石粉0.5Kg、硅溶胶2.5Kg倒入容器内，充分混合搅拌均匀后，即得到10Kg含碳耐火材料防水化涂料。

将以上涂刷完防氧化涂料的铝碳试样分两组做对比试验，一组涂刷防水化涂料，一组不涂刷。完成后移入干燥箱在80～120℃干燥2～4h，取出试样放至室温，然后放入水中浸泡1～2h。捞出试样观察，发现仅涂刷防氧化涂料的试样，涂层已经完全剥落溶解；而另一组试样外观没有任何变化，将该组试样再置入氧化气氛炉烧成，烧成温度1400～1500℃，在此温度下保温6～10h。烧成后对试样进行检查，试样表面生成氧化铝陶瓷硬壳，厚度1.0mm左右。将试样切开检查，内部无任何氧化脱碳现象，防水化效果明显。

实施例2

防水化涂料制备方法为：将氧化铝微粉2.5Kg、白刚玉粉2.5Kg、蓝晶石粉1Kg、硅溶胶4Kg倒入容器内，充分混合搅拌均匀后，即得到10Kg含碳耐火材料防水化涂料。

采用本发明实施例2的防水化涂料重复实施例1的试验，结果表明实施例2的防水化涂料防水化效果明显。

实施例3

防水化涂料制备方法为：将氧化铝微粉1Kg、白刚玉粉6Kg、蓝晶石粉1.5Kg、硅溶胶1.5Kg倒入容器内，充分混合搅拌均匀后，即得到10Kg含碳耐火材料防水化涂料。

采用本发明实施例3的防水化涂料涂刷连铸用浸入式水口接触浇注料部位(该部位已覆盖防氧化涂层)，与仅仅覆盖防氧化涂料的浸入式水口该部位进行使用对比。结果表明，浸入式水口在使用8～12h以后，该部位仅仅覆盖防氧化涂料的，脱碳氧化层厚度在8～12mm；而覆盖防氧化加防水化涂料的，没有任何脱碳氧化现象的存在，防水化涂层形成氧化铝陶瓷硬壳，有效的阻止了水和水蒸气对防氧化涂层的侵蚀，保护了防氧化涂层，从而使碳不被氧化。