一种用于喷带包的抗冲刷防护涂层及其制备方法

文档序号:3291195阅读:266来源:国知局
一种用于喷带包的抗冲刷防护涂层及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于喷带包坩埚和喷杯内表面,起到抗冲刷防护内表面、降低对高温钢液污染的涂层,本发明还涉及这种涂层的制备方法;本发明的涂料其由重量含量为80-90%的ZrO2和重量含量为10-20%的Al2O3组成;本发明的方法其步骤为,步骤一:配制涂料;步骤二:涂底胶;步骤三:涂刷涂料;步骤四:干燥;步骤五:成型;本发明的涂料适用于喷带包坩埚和喷杯内表面、起到抗冲刷防护作用,本发明的制备方法简单、效果好。
【专利说明】一种用于喷带包的抗冲刷防护涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于喷带包坩埚和喷杯内表面,起到抗冲刷防护内表面、降低对高温钢液污染的涂层,本发明还涉及这种涂层的制备方法。
【背景技术】
[0002]非晶软磁材料具有优异的综合性能,如高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀、高导磁以及低损耗等,近年来得到迅速发展,特别是应用在非晶配电变压器领域。目前非晶带材主要采用单辊快淬法生产,其中喷带包是一个重要的设备。喷带包主要有喷包坩埚和喷杯组成,在喷杯底部设置有喷缝,高温钢液依次通过喷包坩埚和喷杯的内部,并从喷缝处流出后,在铜辊上形成稳定的熔潭,经过高速旋转的铜辊的快速冷却,最终形成20-40微米厚的非晶带材。喷带包的主要功能是给喷带过程提供具有稳定液流和压力的的高温钢液,使其在铜辊上形成的熔潭保持在稳定的状态,因此喷带包内部结构的稳定性对非晶带材的质量具有重要的影响。
[0003]喷带包的主体主要为SiC结合黏土制备而成的耐火材料,但是在经过高温钢液长时间的冲刷后,在喷带包坩埚和喷杯内部表面也会析出一定量的杂质,污染高温钢液,对非晶薄带产品的质量造成严重的影响。由于喷缝的宽度较窄,通常不足1_,在含有杂质的高温钢液不断的通过喷缝的过程中,杂质在喷缝处逐渐聚集,引起带材表面的划伤、毛边等现象,严重的造成喷缝的堵塞,带材分叉停喷等后果。因此采用合适的抗冲刷涂料,对喷带包坩埚和喷杯内部表面进行有效的防护,减少杂质的析出,降低耐火材料对高温钢液的污染,成为保证带材质量和喷带工作顺利进行的重要技术问题。
[0004]非晶喷带包对涂料的抗冲刷性具有非常高的要求,这是由非晶喷带包的功能决定的。首先通过喷带包内部的高温钢液具有以下特性:温度非常高,工作温度高于1300,一般在1400°C以上;工作时间较.长,现有技术中的喷带包在1400°C的工作时间为每喷4小时,共完成两喷,为了达到连续生产的需要,随着其他技术的提高,涂料的工作时间会更长;流动速度非常大,尤其是连续生产中高温钢液的流动性非常大;压力非常大,尤其是在连续生产中喷带包下端200_高的内部空间被流动的高温钢液充满,其压力要远远大于充满水或其他流体的压力;因此,综上所述,高温钢液对涂料的冲刷力度非常强大。
[0005]现有技术中的喷带包使用的涂层的材料为Al2O3,其不能满足喷带包对抗冲刷性的要求,在经过高温钢液一定时间的冲刷后,在喷包坩埚和喷杯内部表面会析出一定量的杂质,污染高温钢液,对非晶薄带产品的质量和生产造成严重的影响。

【发明内容】

[0006]为解决现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种适用于喷带包坩埚和喷杯内表面、起到抗冲刷防护作用的涂层,本发明的另一目的在于提供该涂层的制备方法。
[0007]本发明的技术方案为:一种用于喷带包的抗冲刷防护涂层,包括Zr02。[0008]优化的,所述涂层由ZrO2和Al2O3组成。
[0009]优化的,所述涂层由重量含量为80-90%的ZrO2和重量含量为10_20%的Al2O3组成。
[0010]优化的,ZrO2的粒度为200-500目。
[0011]本发明提供的用于喷带包的抗冲刷防护涂层的制备方法,其步骤如下,
步骤一:配制涂料,将重量份为8?9份的Zr02、31?62份的质量浓度为20%的磷酸二氢招溶液和10?20份的纯净水混合均匀,待用;
步骤二:涂底胶,将重量份为10?35份的质量浓度为20%的磷酸二氢铝溶液涂刷在喷带包坩埚和喷杯内壁上,使其均匀通透;
步骤三:涂刷涂料,将步骤一中混合均匀的涂料涂刷到步骤二中涂有底胶的喷带包坩埚和喷杯内壁上;
步骤四:干燥,将步骤三中涂刷好的喷带包坩埚和喷杯在60-100°C环境中放置2?6h后,然后置于400-500°C的环境中烘干;
步骤五:成型,将烘干的喷带包坩埚和喷杯置于1400-1500°C的环境中保温I?2h。
[0012]优化的,涂层成型后的厚度为l_2mm。
[0013]优化的,步骤五成型步骤可以与喷带包坩埚和喷杯首次喷带时的预热步骤同时进行。
.[0014]优化的,步骤一采用球磨机研磨混料0.5-lh ;步骤四中60-100°C的环境采用烘箱,400-500°C的环境采用梭式窑;涂刷好的喷带包坩埚和喷杯从烘箱中取出后,置于梭式窑中,采用5-10°C /min的升温速率,升温至400-500°C烘干l_2h。
[0015]本发明提供的涂层中,Al2O3的来源为磷酸二氢铝溶液,ZrO2粉体的颗粒度控制在200-500目;通过干燥步骤,将水除去;通过成型步骤,磷酸二氢铝溶液分解成水、五氧化二磷和Al2O3,水和五氧化二磷挥发,在喷包坩埚和喷杯内表面形成一层均匀致密的Zr02-Al203涂层,提高喷包内部的抗冲刷能力。
[0016]直接采用将研磨混合均匀的ZrO2、磷酸二氢铝溶液和纯净水涂刷在喷带包坩埚和喷杯内壁上,然后烘干的方式,制得的涂层与内壁的粘合性较差,因此本发明提供的制备方法的步骤二保证了涂层与内壁的粘合性,进而保证了其抗冲刷性。
[0017]喷带包制备好后,在每次喷带前,都会对喷带包坩埚和喷杯进行预热,其时间和温度与步骤五一致,因此步骤五成型步骤可以与首次喷带时的预热步骤合二为一,同时同步进行,节约了时间和资源。
[0018]本发明的有益效果在于:1、涂层抗冲刷性能强,在经过高温钢液长时间的冲刷后,在喷包坩埚和喷杯内部表面不会析出杂质,不会污染高温钢液,能够满足喷带包的抗冲刷防护需要,保证了非晶薄带产品的质量和生产的顺利进行;2、本发明的制备方法通过涂底胶,保证了涂层的粘合性和抗冲刷性;3、本发明涂层的制备方法采用材料种类少,方法简单,降低了劳动强度,提高了生产效率。
【具体实施方式】
[0019]下面通过【具体实施方式】和实施例来具体说明本发明。
[0020]本实施方式的技术方案为:一种用于喷带包的抗冲刷防护涂层,其由重量含量为80-90%的ZrO2和重量含量为10-20%的Al2O3组成。
[0021]ZrO2 的粒度为 200-500 目。
[0022]本实施方式的涂层的制备方法,其步骤如下,
步骤一:配制涂料,将重量份为8?9份的Zr02、31?62份的质量浓度为20%的磷酸二氢招溶液和10?20份的纯净水混合均匀,待用;
步骤二:涂底胶,将重量份为10?35份的质量浓度为20%的磷酸二氢铝溶液涂刷在喷带包坩埚和喷杯内壁上,使其均匀通透;
步骤三:涂刷涂料,将步骤一中混合均匀的涂料涂刷到步骤二中涂有底胶的喷带包坩埚和喷杯内壁上;
步骤四:干燥,将步骤三中涂刷好的喷带包坩埚和喷杯在60-100°C环境中放置2?6h后,然后置于400-500°C的环境中烘干;
步骤五:成型,将烘干的喷带包坩埚和喷杯置于1400-1500°C的环境中保温I?2h。
[0023]涂层成型后的厚度为l_2mm。
[0024]步骤五成型步骤可以与喷带包坩埚和喷杯首次喷带时的预热步骤同时进行。
[0025]步骤一采用球磨机研磨混料0.5-lh ;步骤四中60-100 °C的环境采用烘箱,400-500°C的环境采用梭式窑;涂刷好的喷带包坩埚和喷杯从烘箱中取出后,置于梭式窑中,采用5-10°C /min的升温速率,升温`至400-500°C烘干l_2h。
[0026]下面分别采用ZrO2在涂层中的重量含量为80%和90%且其余为Al2O3的实施例,表I中列出实施例的制备方法中的详细温度和时间等参数,并对比以不涂刷底胶的制备方法。将实施例与喷带包坩埚和喷杯内壁不涂涂料(空白对照)、涂刷现有技术中的Al2O3涂料、以及ZrO2在涂料中的重量含量为10%和50%且其余为Al2O3的对比例进行抗冲刷防护性能的对比。
[0027]即实施例1和实施例2为ZrO2的重量含量为80%和90%,其余为Al2O3的涂层,且采用本发明的方法制备而成;对比例I和对比例2为ZrO2的重量含量为80%和90%,其余为Al2O3的涂层,且采用的制备方法与本发明方法的区别在于不涂刷底胶;对比例3为喷带包坩埚和喷杯内壁不涂涂料的空白对照;对比例4为现有技术中的Al2O3涂层;对比例5和对比例6为ZrO2的重量含量为10%和50%且其余为Al2O3的涂层。
[0028]具体的,采集以下几个方面的数据进行对比:1、喷带包坩埚和喷杯被1500°C高温钢液冲刷4小时前后,测量各实施例和对比例的涂层(空白的对比例为内壁)断面厚度,并将结果记录在表2中,冲刷后厚度减少的越少,说明涂层抗冲刷能力越强。2、测量开始喷带时电炉取样和喷带结束后喷包内的残钢元素成分,对比连续10次喷带中,每次喷带前后高温钢液中元素成分的变化,并将结果记录在表3中,其中喷包喷带结束后喷包内残钢Si和C的含量增加的越多,即正值越大,说明涂层(空白的对比例为内壁)抗冲刷性能越差,对SiC耐材的防护作用越差;反之,数值接近0,则说明涂层抗冲刷能力强,对SiC耐材起到了保护作用,能够达到喷带包坩埚和喷杯的抗冲刷防护要求。
[0029]表I
【权利要求】
1.一种用于喷带包的抗冲刷防护涂层,其特征在于:包括Zr02。
2.根据权利要求1所述的用于喷带包的抗冲刷防护涂层,其特征在于:由ZrO2和Al2O3组成。
3.根据权利要求2所述的用于喷带包的抗冲刷防护涂层,其特征在于:由重量含量为80-90%的ZrO2和重量含量为10-20%的Al2O3组成。
4.根据权利要求3所述的用于喷带包的抗冲刷防护涂层,其特征在于=ZrO2的粒度为200-500 目。
5.根据权利要求3或4所述的任何一种用于喷带包的抗冲刷防护涂层的制备方法,其特征在于:其步骤如下, 步骤一:配制涂料,将重量份为8?9份的Zr02、31?62份的质量浓度为20%的磷酸二氢招溶液和10?20份的纯净水混合均匀,待用; 步骤二:涂底胶,将重量份为10?35份的质量浓度为20%的磷酸二氢铝溶液涂刷在喷带包坩埚和喷杯内壁上,使其均匀通透; 步骤三:涂刷涂料,将步骤一中混合均匀的涂料涂刷到步骤二中涂有底胶的喷带包坩埚和喷杯内壁上; 步骤四:干燥,将步骤三中涂刷好的喷带包坩埚和喷杯在60-100°C环境中放置2?6h后,然后置于400-500°C的环境中烘干; 步骤五:成型,将烘干的喷带包坩埚和喷杯置于1400-1500°C的环境中保温I?2h。
6.根据权利要求5所述的用于喷带包的抗冲刷防护涂层的制备方法,其特征在于:涂层成型后的厚度为l_2mm。
7.根据权利要求6所述的用于喷带包的抗冲刷防护涂层的制备方法,其特征在于:步骤五成型步骤可以与喷带包坩埚和喷杯首次喷带时的预热步骤同时进行。
8.根据权利要求7所述的用于喷带包的抗冲刷防护涂层的制备方法,其特征在于:步骤一采用球磨机研磨混料0.5-lh ;步骤四中60-100°C的环境采用烘箱,400-500°C的环境采用梭式窑;涂刷好的喷带包坩埚和喷杯从烘箱中取出后,置于梭式窑中,采用5-10°C /min的升温速率,升温至400-500°C烘干l_2h。
【文档编号】C23C20/08GK103436871SQ201310367877
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】魏文喜, 姜桂君 申请人:青岛云路新能源科技有限公司
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