一种涂釉及该涂釉的使用方法与流程

本发明涉及无机非金属材料领域，更具体地讲是一种涂釉及该涂釉的使用方法。

背景技术：

耐火材料是钢铁、有色金属、建材、石化等基础工业领域的重要基础材料，是高温工业热工设备不可或缺的重要支撑材料。连铸“三大件”包括钢包长水口、中间包塞棒及中间包浸入式水口，其中，钢包长水口其工作段设置有防氧化层，用于防止碳材料被氧化；且且内衬材料需要具有优良的抗热震稳定性；中间包塞棒主要用于中间包开闭作用，除能自动控制中间包至结晶器之前的钢水流量外，还可以通过塞棒的吹氩孔向中间包吹入氩气和其它惰性气体，塞棒兼有控制钢流和净化钢水的功能，中间包塞棒外设置有防氧化釉质层，其能够有效防止铝碳质本体被氧化；中间包浸入式水口作为三大件之一也应在工作段具有较强的的抗热震稳定性、渣线抗侵蚀能力及抗冲刷能力，其内外均设置有防氧化层，如何开发一种能满足上述三大件使用的釉层，且该釉层能够具有较好的使用性能将会是一热门研究课题。

中国专利，公布号为cn105693289a，专利名称为一种浸入式水口渣线用防缩釉保护层及其制备方法，该防缩釉保护涂层能够有效防止浸入式水口渣线部位的防氧化涂层缩釉，从而提高浸入式水口渣线的强度以及抗侵蚀性。

但是，在实际使用过程中，发明人发现现有的防氧化釉质层其与上述的连铸件的工作面仅仅为简单的物理连接，一般在连铸件烧制后进行涂覆处理，涂覆处理仅仅能够将涂覆层涂覆在工作表面，连铸件在工作中该涂覆层的使用寿命不长，且容易因部分区域涂覆不均匀而导致局部较快消耗，进一步使得防氧化釉质层整体失效进而使得连铸件的使用寿命不稳定且一般较短。此外，发明人还发现，现有的防氧化釉质层其在使用过程中一般盛装在特质的容器内，使用时才进行取出，该种使用方式使得釉质层的原液容易发生物理沉降使得原液失效或者是原液沉降后再使用需要进行搅拌处理，但搅拌处理使得原液内的成分混合不均与降低了涂层的物质均匀性，使得成本提高且原液的质量不稳定。

综上所述，现有技术中并没有一种涂釉其能够克服因物理涂覆或在高温烧制后进行涂覆而导致防氧化釉质层其不能够与连铸件较好的配合使用的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种釉层配方，其能够与连铸件进行涂覆配合且其是在高温状态下进行的化学烧制，解决了物理涂覆使用性能不稳定的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种涂釉，由主料和配料组成，所述主料由以下份数的原料配方按重量比组成：石英15-25％、碳化硼3-10％、硼玻璃40-60％、色粉3-10％、釉溶粉5-15％、白刚玉5-15％；所述配料包括占上述主料总重量20-35％的结合剂、30-50％的水玻璃、0.5-1％的分散剂及0.2-0.5％的悬浮剂。

在本发明中，石英、碳化硼、硼玻璃及釉溶粉其熔点不相同且呈现一定梯度能够配合发生协同反应生成玻璃相；其中石英：熔点1000℃左右；碳化硼：低熔物，熔点在500℃左右；硼玻璃：低熔物，熔点在300-400℃左右；釉溶粉：低熔物，熔点在200℃左右；当然需要说明的是，白刚玉主要起骨架作用，使最后生产的涂釉具有一定的强度；总之就是通过上述的配方材料形成一种具有不同温度熔点的玻璃相，该玻璃相能够起到抗氧化侵蚀作用。

作为一种实施方式，涂釉由主料和配料组成，所述主料由以下份数的原料配方按重量比组成：石英18-22％、碳化硼4-8％、硼玻璃45-55％、色粉4-8％、釉溶粉8-12％、白刚玉8-12％；所述配料包括占上述主料总重量25-35％的结合剂、35-45％的水玻璃、0.5％的分散剂及0.2％的悬浮剂。

作为一种实施方式，涂釉由主料和配料组成，所述主料由以下份数的原料配方按重量比组成：石英21％、碳化硼6％、硼玻璃50％、色粉5％、釉溶粉10％、白刚玉8％；所述配料包括占上述主料总重量32％的结合剂、42％的水玻璃、1％的分散剂及0.5％的悬浮剂。

作为一种实施方式，涂釉由主料和配料组成，所述主料由以下份数的原料配方按重量比组成：石英20％、碳化硼5％、硼玻璃50％、色粉5％、釉溶粉10％、白刚玉10％；所述配料包括占上述主料总重量30％的结合剂、40％的水玻璃、0.5％的分散剂及0.2％的悬浮剂。

作为一种实施方式，所述碳化硼的平均粒径为不低于350目、所述石英的平均粒径不低于350目、所述硼玻璃的平均粒径不低于350目、所述水玻璃的平均粒径不低于350目。

作为一种实施方式，所述分散剂为合成高分子类、多价羧酸类(如：lbd-1分散剂)、偶联剂类及硅酸盐类(lbcb-1)的一种；所述悬浮剂为水基悬浮稳定剂或醇基悬浮稳定剂，所述水基悬浮稳定剂为钠基膨润土或活化膨润土，或所述钠基膨润土或活化膨润土与所述高分子化合物的组合物，该组合物包括羧甲基纤维素钠(cmc)、聚乙烯醇、糖浆、木质素磺酸钙的一种或多种；所述醇基悬浮稳定剂包括聚乙稀醇缩丁醛(pvb)、有机改性膨润土、钠基膨润土和锂基膨润土的一种或多种。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的涂釉的其通过设置石英、碳化硼、硼玻璃、白刚玉作为主要材料，其熔融温度不同且具有一定的梯度，其在高温烧制时，结合分阶段的烧制和保温温度可在不同烧制状态进行熔融，该种熔融方式使得上述的骨架材料其能够更好的进行反应，生成溶相，该溶相能够使得连铸件与涂釉进行紧密的结合，且具有该溶相的防氧化釉层其抗热震稳定性强。

本发明的目的之一在于提供一种涂釉配方，其能提供上述涂釉的制造方法，其能够生产出上述的釉层。

本发明的另一目的是提供一种涂釉的使用方法，包括以下步骤：

(1)、将所述主料和所述辅料混合后进行球磨2-3h支撑混合均匀的涂釉组合物；

(2)、喷涂在工作区域，喷涂的厚度为1-2mm，然后进行高温加热，所述加热分为三步进行，分别为低温干燥段、中温反应段及高温反应段：低温干燥段，所述低温干燥段的温度为0-250℃，升温速度为0-500℃/h；所述中温反应段为500-550℃，保温30-40min；所述高温反应段为600℃-700℃，保温20min。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)、本发明通过分阶段温度处理烧制能够使得成分在不同阶段产生不同的溶相，主要成分之间能够进行一步步的结合和渗透，使得抗氧化釉质层的材料具有物理搅拌和混合不具备的化学均匀性；该均匀性能够使得防氧化釉层的表面光洁度高且致密性强，大大提高了连铸件的使用性能。

(2)、本釉层在制备过程中是在氧化状态下进行反应，其对工作场合不需要像现有技术中需要设置单独的还原气氛进行高温烧制，其在烧制过程中能够大大提高升温效率，节省能源，且降低了设备生产的投资成本。

综上所述：本技术方案能克服传统的抗氧化层性能不高，使用效果不理想的技术问题，经过该涂釉的配方及生产加工使用工艺能够大大提高连铸三大件的使用寿命和抗热震稳定性，值得一提的是，该涂釉当然不仅仅适用于连铸三大件，发明人认为该涂釉可应用在与连铸三大件相关的抗氧化的使用场合及领域，包括但不局限于连铸三大件，还包括如石墨坩埚、匣钵等应用场合。

附图说明

图1为本发明的涂釉的使用状态图(钢包长水口为例)与对比实施例一的示意图对照。

图2为本发明的涂釉的使用状态图(钢包长水口为例)与对比实施例一的i部位的局部示意图对照。

图3为本发明实施例二与对比实施例一在同等环境下(应用在钢包长水口外侧工作区域)抗侵蚀程度对照侧视图。

图4为本发明实施例二与对比实施例二在同等环境下(应用在钢包长水口外侧工作区域)抗侵蚀程度对照俯视图。

具体实施方式

(在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。)

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的第一个核心是公开一种涂釉；本发明的第二个核心是公开一种涂釉的使用方法。以下参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

图1为本发明实施例二涂釉的使用状态图(钢包长水口为例)与对比实施例一的示意图对照；其中图左为本发明实施例二涂釉的使用状态图，图右为对比实施例一的示意图。图2为本发明实施例二涂釉的使用状态图(钢包长水口为例)与对比实施例一的i部位的局部示意图对照，其中图左为本发明实施例二涂釉的使用状态图，图右为对比实施例一的示意图。图3为本发明实施例二与对比实施例一在同等环境下(应用在钢包长水口外侧工作区域)抗侵蚀程度对照侧视图。图4为本发明实施例二与对比实施例二在同等环境下(应用在钢包长水口外侧工作区域)抗侵蚀程度对照俯视图，其中图右为本发明实施例二涂釉的使用状态图，图左为对比实施例一的示意图。

实施例一

一种涂釉，由主料和配料组成，所述主料由以下份数的原料配方按重量比组成：石英15-25％、碳化硼3-10％、硼玻璃40-60％、色粉3-10％、釉溶粉5-15％、白刚玉5-15％；所述配料包括占上述主料总重量20-35％的结合剂、30-50％的水玻璃、0.5-1％的分散剂及0.2-0.5％的悬浮剂。

其中，在本实施例中，所述碳化硼的平均粒径为不低于350目、所述石英的平均粒径不低于350目、所述硼玻璃的平均粒径不低于350目、所述水玻璃的平均粒径不低于350目。

其中，所述分散剂为合成高分子类、多价羧酸类(如：lbd-1分散剂)、偶联剂类及硅酸盐类(lbcb-1)的一种；所述悬浮剂为水基悬浮稳定剂或醇基悬浮稳定剂，所述水基悬浮稳定剂为钠基膨润土或活化膨润土，或所述钠基膨润土或活化膨润土与所述高分子化合物的组合物，该组合物包括羧甲基纤维素钠(cmc)、聚乙烯醇、糖浆、木质素磺酸钙的一种或多种；所述醇基悬浮稳定剂包括聚乙稀醇缩丁醛(pvb)、有机改性膨润土、钠基膨润土和锂基膨润土的一种或多种。

一种涂釉的使用方法，包括以下步骤：(1)、将所述主料和所述辅料混合后进行球磨2-3h支撑混合均匀的涂釉组合物；

(2)、喷涂在工作区域，喷涂的厚度为1-2mm，然后进行高温加热，所述加热分为三步进行，分别为低温干燥段、中温反应段及高温反应段：低温干燥段，所述低温干燥段的温度为0-250℃，升温速度为0-500℃/h；所述中温反应段为500-550℃，保温30-40min；所述高温反应段为600℃-700℃，保温20min。

其中，所述步骤二中，涂釉组合物在高温环境下发生氧化反应，高温环境为足氧环境。

其中，所述涂釉组合物在加热炉内进行高温加热，加热炉为燃气炉、电炉。

其中，所述主料和所述辅料通过球磨体进行研磨。

实施例二

一种涂釉，由主料和配料组成，所述主料由以下份数的原料配方按重量比组成：石英25％、碳化硼10％、硼玻璃52％、色粉5％、釉溶粉10％、白刚玉5％；所述配料包括占上述主料总重量35％的结合剂、50％的水玻璃、0.5％的分散剂及0.2％的悬浮剂。

其使用方法同实施例一。根据此实施例二的涂釉可获得如图1、图2所示的钢包长水口，其整体抗氧化层的示意可参照说明书附图图1及图2。

实施例三

一种涂釉，由主料和配料组成，所述主料由以下份数的原料配方按重量比组成：石英21％、碳化硼6％、硼玻璃50％、色粉5％、釉溶粉10％、白刚玉8％；所述配料包括占上述主料总重量32％的结合剂、42％的水玻璃、1％的分散剂及0.5％的悬浮剂。

其使用方法同实施例一。

实施例四

一种涂釉，由主料和配料组成，所述主料由以下份数的原料配方按重量比组成：石英20％、碳化硼5％、硼玻璃50％、色粉5％、釉溶粉10％、白刚玉10％；所述配料包括占上述主料总重量30％的结合剂、40％的水玻璃、0.5％的分散剂及0.2％的悬浮剂。

其使用方法同实施例一。

实施例五

一种涂釉，由主料和配料组成，所述主料由以下份数的原料配方按重量比组成：石英18％、碳化硼3％、硼玻璃60％、色粉4％、釉溶粉8％、白刚玉7％；所述配料包括占上述主料总重量28％的结合剂、40％的水玻璃、0.6％的分散剂及0.3％的悬浮剂。

其使用方法同实施例一。

实施例六

一种涂釉，由主料和配料组成，所述主料由以下份数的原料配方按重量比组成：石英22％、碳化硼4％、硼玻璃45％、色粉8％、釉溶粉12％、白刚玉9％；所述配料包括占上述主料总重量25％的结合剂、35％的水玻璃、0.6％的分散剂及0.3％的悬浮剂。

其使用方法同实施例一。

实施例七

一种涂釉，由主料和配料组成，所述主料由以下份数的原料配方按重量比组成：石英15％、碳化硼8％、硼玻璃55％、色粉5％、釉溶粉5％、白刚玉12％；所述配料包括占上述主料总重量35％的结合剂、45％的水玻璃、1.5％的分散剂及0.2％的悬浮剂。

其使用方法同实施例一。

对比实施例一

一种涂釉，它是由碳化硅份，电熔镁、无水水玻璃、烧结料等制备而成。其使用方法为：先将砌好的钢包长水口、中间包塞棒及浸入式水口的工作区域；称取涂料，用水将其拌和成浆料，用涂刷工具均匀的将其刷在砌好并高温烧制好的连铸三大件上的工作区域，涂刷厚度为2-3mm，涂刷后即为成品。该技术方案中的涂料能够形成保护层对连铸三大件进行防氧化保护。

该对比实施例一中，涂料与连铸三大件在使用过程中为物理涂覆无需将涂料与连铸三大件在高温状态下进行同步烧制。

对比实施例二

一种用于钢包内壁的防氧化涂料，它是由碳化硅70-50份，电熔镁10-5份、无水水玻璃15-10份、烧结料3-8份和三聚磷酸钠0.3-0.1份制备而成。其使用方法为：先将砌好的钢包立放好；称取防氧化涂料，用其总重量12-15％的水将其拌和成浆料，用涂刷工具均匀的将其刷在砌好的钢包砖上，涂刷厚度为2-3mm，涂刷后即可对钢包进行常规烘烤。该发明的优点在于在钢包内壁涂刷防氧化涂料后，钢包在烘烤过程中，涂层可以形成釉面，阻止含碳钢包砖的氧化，同时，在钢包运行前期可有效抵抗钢水对钢包内壁的侵蚀。

需要说明的是，该对比实施例二中，需要单独设置防氧化涂料，且需要在还原气氛下进行高温烧制，工艺方法复杂。且在本实施例中，其钢包长水口的烧制和后续的外表面工作区域的物理涂覆不再进行赘述，与对比实施例一相同。

发明人认为，本技术方案在使用过程中，需要对上述的钢包长水口、中间包塞棒及中间包浸入式水口进行定型后高温还原状态下进行烧制，在烧制过程中其母体材料进行反应，为保证上述连铸件在使用过程中具有较好的使用性能，需要对上述的中间包塞棒及中间包浸入式水口进行工作面涂层处理，即涂覆一种本技术方案中创新性设置的涂釉对其工作区域进行表面处理。即其与对比实施例一相比，该涂釉是与连铸三大件进行同步高温烧制。

总之，本釉层在制备过程中是在氧化状态下进行反应，其对工作场合不需要像现有技术中需要设置单独的还原气氛进行高温烧制，其在烧制过程中能够大大提高升温效率，节省能源，且降低了设备生产的投资成本。

作为一种产品的使用效果对比，将上述涂釉应用在钢包长水口工作区域内，利用实施例二公开的涂釉，通过本技术方案的使用方法获得钢包长水口，利用对比实施例一的技术方案获得钢包长水口，其对比区域为钢包长水口的外侧工作区域，可参照说明书附图图1及图2的左侧和右侧的钢包长水口的示意图，由图中我们可以看出，左侧实施例二的抗氧化层其外观与右侧对比实施例一的抗氧化层相比具备以下特点：实施例二的抗氧化层光洁度高、外表面光滑，对比实施例一的抗氧化层颜色与实施例二相比较浅，其光洁度不高，外表面粗糙；为更进一步体现实施例二和对比实施例一的性能区别，本发明人设置同等的氧化环境：1300℃的温度下，停留3h，进行对比试验，后去测取数据，需要说明的是该环境条件是模拟钢铁公司在使用前需要进行烘烤的使用环境，并进行数据处理，得到钢包长水口经上述环境处理后其对应的外侧工作区域的侵蚀面积所占整体工作区域面积比例结果，其具体数据如下表所示，其中a为被侵蚀面积，b为工作区域整体面积：

表1本发明的产品使用效果对比表

需要说明的是，从以上数据可表明，经过本技术方案中的涂釉的使用，钢包长水口的抗侵蚀性与对比实施例一相比具有得到大大的提高。其中实施例二和对比实施例一的实验结果可参考说明书附图图3及图4的内容，如图3所示，左侧实施例二的钢包长水口其外侧工作区域基本无侵蚀，或是侵蚀很少，可参照其颜色变化进行理解，实施例二的钢包长水口外侧依旧保持原状，而右侧对比实施例二的钢包长水口已基本被氧化侵蚀，其颜色由之前的灰黑色转变为氧化后的灰白色，而实施例二的钢包长水口基本保持原状。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下：即采用分段式的涂釉配方应用在连铸三大件上实现抗氧化层在氧化状态下进行高温烧制，实现了连铸三大件的性能提高，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。