本实用新型属于涂料生产技术领域，更具体地说，涉及一种氮化硅纳米高温抗氧化涂料的生产系统。
背景技术：
钢铁制品在进行轧制、锻造、淬火、退火、正火等热处理加工过程时，在一般大气条件下，受到高温作用会产生表面氧化现象，而且还会伴随着合金元素的贫化。这种现象会给钢铁产品加工过程带来不利影响，如金属收得率降低，能耗增加，生产成本提高，严重时还会影响加工的产品表面质量。据统计，全世界钢铁产品热加工工艺中，钢铁氧化损耗平均为10％，从而造成巨大的资源浪费。因此，钢铁制品热处理过程防氧化技术得到了世界各国钢铁工作者的普遍关注。
采用高温防氧化保护涂层是近年来发展起来的一种热处理保护的新兴技术，相对于传统真空热加工、保护气氛热加工技术，这种方法具有投资少、成本低、操作简单、适应强等特点。近年来，国内钢铁行业纷纷与大专院校、科研院所合作在钢铁制品热处理防护技术开展研究，希望在有机结合的硅酸盐及无机硅酸盐防护涂层技术领域上，特别是在1200℃以上钢铁制品热处理加工防氧化技术上寻求突破口。目前，国内开发应用的有机及无机结合抗氧化防护涂层仍是以各种硅酸盐玻璃料为主，加入碱土金属氧化物、耐高温的氧化物为辅制成的抗氧化防护涂层，存在抗氧化防护作用单一，适用范围，如使用温度、钢种、热处理加工方式、被保护材料基体性质和属性等受到局限，或者涂层中含有高污染的三价铬耐高温氧化物，污染环境等问题。
如，中国专利申请号为200910010301.1的申请案公开了一种高温防氧化干粉涂料，该涂料由如下质量百分比的原料组成：玻璃料：45～50，粘土：40～45，滑石粉：5～10，使用该申请案中的涂料，在一定程度上可以提高钢铁材料在高温热处理时的抗氧化能力，但其主要用于不锈钢和耐热钢在高温热处理时的防氧化保护，且其使用范围仅局限于900℃～1200℃，防护范围较窄。
又如，中国专利201110434766.7公开了一种钢铁的热处理抗氧化涂料及其制备方法，该申请案的涂料由固体粉料和液体组成，所述固体粉料按重量份计为：玻璃粉30～50份，氮化硼10～50份、三氧化二铬2～5份、金属铝粉3～10份；所述液体按重量份计为：改性硅酸镁铝0.1～5份、有机硅树脂20～35份、二甲苯100份。采用该申请案的涂料能够保证碳钢或合金钢在1200℃及以上温度下长时间(大于30小时)的热处理过程中氧化增重减少80％以上，但其三氧化二铬含量相对较多，不仅大大增加了涂料的成本，并不适用于低附加值的普碳钢的抗氧化，且高价态的铬离子会对环境会造成污染，从而影响人体健康。
技术实现要素：
1.实用新型要解决的技术问题
本实用新型的目的在于克服采用现有方法生产所得高温抗氧化涂料存在的抗氧化防护作用单一，适用范围窄，或涂层中含有高污染的铬离子，环境污染大的不足，提供了一种氮化硅纳米高温抗氧化涂料的生产系统。采用本实用新型的生产系统生产所得涂料具有优异的高温抗氧化性能，且所得涂料的适用范围较宽，对环境污染小。
2.技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型的一种氮化硅纳米高温抗氧化涂料的生产系统，包括依次相连的配料装置、混合装置和反应釜，其中，所述的配料装置包括配料仓及与配料仓相连的纳米氮化硅储罐、硅酸盐陶瓷粉储罐、抗氧化剂储罐、促进剂储罐和烧结剂储罐，所述的反应釜通过管道分别与稠化剂储罐、粘接剂储罐及溶剂储罐相连。
更进一步的，所述的纳米氮化硅储罐、硅酸盐陶瓷粉储罐、抗氧化剂储罐、促进剂储罐及烧结剂储罐与配料仓之间均设有粉料称重器。
更进一步的，所述的混合装置包括干磨装置和湿磨装置，其中，配料仓、干磨装置、湿磨装置及反应釜通过管道依次相连。
更进一步的，所述湿磨装置还通过管道分别与悬浮剂储罐和去离子水储罐相连，且湿磨装置与反应釜之间的管道上设有填料泵。
更进一步的，所述的干磨装置采用干式混碾器或球磨机，所述的湿磨装置采用湿法球磨机。
更进一步的，所述纳米氮化硅储罐中纳米氮化硅的平均粒度为0.88μm，硅酸盐陶瓷粉储罐中填装有粒度为700-800目的硅酸铝粉末；所述抗氧化剂储罐中填装有SiC、B4C粉末，其粒度≧600目；所述促进剂储罐中填装有粒度为400-500目的钠钾长石颗粒，烧结剂储罐中填装有粒度为400-500目的氧化铁红颗粒；所述悬浮剂储罐中填装有粒度为700-800目的膨润土颗粒。
更进一步的，所述的反应釜上设有取样及检测装置，通过检测装置对生产所得涂料的pH值、体积密度及粘度进行检测。
更进一步的，所述的反应釜一方面通过第一料浆泵与涂料储罐相连，另一方面还通过第二料浆泵与调节罐相连。
更进一步的，所述的调节罐通过管道分别与各原料储罐及稠化剂储罐、粘接剂储罐相连，且该调节罐通过循环泵与反应釜相连。
更进一步的，所述稠化剂储罐中装填有聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺，粘接剂储罐中装填有硅酸钠和硅溶胶复合粘结剂，溶剂储罐中装填有去离子水。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本实用新型的一种氮化硅纳米高温抗氧化涂料的生产系统，其配料装置包括配料仓及与配料仓相连的纳米氮化硅储罐、硅酸盐陶瓷粉储罐、抗氧化剂储罐、促进剂储罐和烧结剂储罐，且经配料混合后得到的填料与稠化剂、粘接剂及溶剂一起经过反应釜进行反应，即得氮化硅纳米高温抗氧化涂料，采用本实用新型的生产系统能够显著提高所得涂料的高温抗氧化性能，该涂料的适用范围较宽，且不含铬离子，对环境污染小。
(2)本实用新型的一种氮化硅纳米高温抗氧化涂料的生产系统，所述的混合装置包括干磨装置和湿磨装置两段混合装置，从而可以有效保证填料中各原料的充分混合均，进而保证所得涂料性能的稳定性及均匀性。
(3)本实用新型的一种氮化硅纳米高温抗氧化涂料的生产系统，所述的反应釜上设有取样及检测装置，通过检测装置可以对生产所得涂料的pH值、体积密度及粘度分别进行检测，当所得涂料的pH值、体积密度及粘度满足指标要求时，通过第一料浆泵将反应釜内的熟料输送至涂料储罐，而当所得涂料的pH值、体积密度及粘度不满足指标要求时，则通过第二料浆泵将反应釜内的熟料输送至调节罐，补充添加原料、稠化剂或粘接剂后循环至反应釜内继续进行反应，从而可以有效保证生产所得涂料的性能满足要求。
(4)本实用新型的一种氮化硅纳米高温抗氧化涂料的生产系统，其结构简单、自动化程度高，有利于提高涂料生产的效率。
附图说明
图1所示为本实用新型的一种氮化硅纳米高温抗氧化涂料的生产系统的结构示意图。
示意图中的标号说明：
1、配料仓；101、纳米氮化硅储罐；102、硅酸盐陶瓷粉储罐；103、抗氧化剂储罐；104、促进剂储罐；105、烧结剂储罐；2、干磨装置；3、湿磨装置；301、填料泵；4、悬浮剂储罐；5、去离子水储罐；6、反应釜；601、第一料浆泵；602、第二料浆泵；701、涂料储罐；702、调节罐；8、循环泵；9、稠化剂储罐；10、粘接剂储罐；11、溶剂储罐。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，现结合附图和具体实施例对本实用新型作详细描述。
实施例1
结合图1，本实施例的一种氮化硅纳米高温抗氧化涂料的生产系统，包括依次相连的配料装置、混合装置和反应釜6，其中，所述的配料装置包括配料仓1及与配料仓1相连的纳米氮化硅储罐101、硅酸盐陶瓷粉储罐102、抗氧化剂储罐103、促进剂储罐104和烧结剂储罐105，纳米氮化硅储罐101、硅酸盐陶瓷粉储罐102、抗氧化剂储罐103、促进剂储罐104及烧结剂储罐105与配料仓1之间均设有粉料称重器。所述的混合装置包括干磨装置2和湿磨装置3，其中，配料仓1、干磨装置2、湿磨装置3及反应釜6通过管道依次相连。所述湿磨装置3还通过管道分别与悬浮剂储罐4和去离子水储罐5相连，且湿磨装置3与反应釜6之间的管道上设有填料泵301。所述的反应釜6通过管道分别与稠化剂储罐9、粘接剂储罐10及溶剂储罐11相连。
本实施例的干磨装置2采用干式混碾器(也可使用干式球磨机)，湿磨装置3采用湿法球磨机，纳米氮化硅储罐101中纳米氮化硅的平均粒度为0.88μm，硅酸盐陶瓷粉储罐102中填装有粒度为700-800目的硅酸铝粉末；抗氧化剂储罐103中填装有SiC、B4C粉末(即抗氧化剂储罐103包括有SiC储罐及B4C粉末储罐)，其粒度≧600目；促进剂储罐104中填装有粒度为400-500目的钠钾长石颗粒，烧结剂储罐105中填装有粒度为400-500目的氧化铁红颗粒；悬浮剂储罐4中填装有粒度为700-800目的膨润土颗粒。本实施例的稠化剂储罐9中装填有聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺(即稠化剂储罐9包括聚丙烯酸钠储罐和聚丙烯酰胺储罐)，粘接剂储罐10中装填有硅酸钠和硅溶胶复合粘结剂，溶剂储罐11中装填有去离子水。
采用本实施例的生产系统进行生产时，纳米氮化硅储罐101、硅酸盐陶瓷粉储罐102、抗氧化剂储罐103、促进剂储罐104和烧结剂储罐105中的各粉料采用粉料称重器称重后，分别输送至配料仓1进行混合，得到涂料填料(含纳米氮化硅54％；硅酸盐陶瓷玻璃粉20％；SiC、B4C复合抗氧剂10％、低温烧结剂K2O+Na2O 10％、促进剂Fe3O4 6％)，然后置于干式混碾器中干混20-30分钟，干混好的涂料填料，再加入到湿法球磨机中进行球磨。先加入20-30％量，pH值为6-7的去离子水球磨5分钟后，加入膨润土，继续球磨45-50分钟。搅拌好的材料经填料泵301抽吸到350kg、120℃恒温反应釜中进行反应，反应时，先加入稠化剂聚丙烯酸钠+聚丙烯酰胺，反应5-10分钟后，再加入速溶硅酸钠+硅溶胶复合粘结剂，反应时间控制在30-40分钟(反应体系中含涂料填料40％、悬浮剂膨润土5％、稠化剂聚丙烯酸钠+聚丙烯酰胺3％、速溶硅酸钠+硅溶胶25％、去离子水45％)。
采用本实施例的生产系统，即采用以氮化硅纳米粉体为主，添加适量的金属碳化物SiC、B4C，并含SiO2、Al2O3、K2O+Na2O促进剂和Fe3O4烧结剂的填料，可以得到高温抗氧化性能优异的高温防氧化涂层，所得涂料不仅具有800℃低温下优良的消耗反应防氧化作用，在800-1400℃中、高温上也分别具有互熔反应及惰性熔膜屏蔽的优良防氧化作用，即在从低温到加热到高温整个热处理加工过程，都具有优良的防氧化作用，适用的热处理温度范围更大，热处理加工方式及基体材料类型更广泛，而且涂层具有高的强度、耐磨性、热震稳定性、无污染的优良特性。同时，采用本实施例的生产系统，即通过各反应原料的配合及粘接剂、稠化剂的优选，从而可以提高使用后涂料的自剥落性能，不影响加工工件表面质量，易清理。
实施例2
本实施例的一种氮化硅纳米高温抗氧化涂料的生产系统，其结构基本同实施例1，其区别在于：如图1所示，本实施例的反应釜6上设有取样及检测装置，该反应釜6一方面通过第一料浆泵601与涂料储罐701相连，另一方面还通过第二料浆泵602与调节罐702相连，所述的调节罐702通过管道分别与各原料储罐及稠化剂储罐9、粘接剂储罐10相连，并通过循环泵8与反应釜6相连。
通过取样及检测装置对反应釜6内生产所得涂料进行取样，并对其pH值、体积密度及粘度进行检测，若涂料参数检测合格，则通过第一料浆泵601输送至涂料储罐701，并进入罐装包装工序；若涂料参数检测不合格，则通过第二料浆泵602输送至调节罐702，并根据检测情况通过各原料储罐及稠化剂储罐9、粘接剂储罐10向其中补充涂料填料原料或稠化剂、粘接剂，然后通过循环泵8输送至反应釜6继续反应10-15分钟，以保证所得涂料pH值控制在8-9、体积密度1.15-1.25g/cm3、粘度≧0.5Pas，从而可以有效保证所得涂料的在不同温度下的高温抗氧化性能、强度、耐磨性及使用后的自剥落性能。本实施例的生产系统结构简单、自动化程度高，能够显著提高涂料生产效率及所得涂料性能的稳定性。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。