本发明属于除鳞隔离剂，尤其涉及一种基于含镍钢的高温抗氧化除鳞隔离剂及其制备方法。
背景技术：
：在热轧工艺中钢板表面容易产生铁氧化物，尤其是含镍钢，ni在氧化层内富集形成ni的金属网丝和颗粒，随着加热过程的持续，这个富ni层的金属网丝将金属基体和氧化层连接到一起，致使氧化层在钢坯表面具有非常强的附着力，且厚度深、面积大。由于该金属网丝-氧化层结构的塑性和热膨胀系数与金属基体相近，因此要想去除该氧化层仅靠高温水压是远远不够的，后期仍需耗费极大的人工对钢坯进行修膜或者酸洗，而往往效果不佳，且钢的成材率下降，对环境造成污染。全国每年因高温氧化腐蚀造成的钢产量损失达3％以上。现阶段使用的能够去除该氧化层方法大致为以下几种，通过优化钢坯的加热制度、改变加热炉内的气氛进而对钢坯进行保护、提高除鳞水压等，但诸多方法都效果甚微，均不能从根本上减少氧化层的产生并/或者降低氧化层与钢坯的附着力。技术实现要素：发明目的：本发明的第一目的是提供一种能够从根本上减少含镍钢氧化层的产生并降低氧化层与钢坯附着力，使之易于被清除的高温抗氧化除鳞隔离剂；本发明的第二目的是提供上述除鳞隔离剂的制备方法。技术方案：本发明基于含镍钢的高温抗氧化除鳞隔离剂，该除鳞隔离剂包括质量比为6～10:1～3:0～2:0.05～0.8的复合无机粉料、无机粘结剂、水及悬浮剂；其中，所述复合无机粉料按质量分数包括：氮化物20～36％、硅微粉15～30％、碳化硅5～25％、含铬铁粉15～38％、氧化铝8～15％、氧化镁1～14％、氧化钙1～6％及硼酸2～8％。本发明的高温抗氧化除鳞隔离剂通过将氮化物、硅微粉、碳化硅、含铬铁粉、氧化铝、氧化镁、氧化钙及硼酸复配，在此基础上再结合无机粘结剂、水及悬浮剂，进而制备的高温抗氧化除鳞隔离剂在高温下(900～1300℃)能够从根本上减少含镍钢氧化层的产生并降低氧化层与钢坯的附着力，使之在高压水枪等简单措施下就能剥离干净，减少后续的除鳞工序和人工投入。优选的，除鳞隔离剂包括质量比为6～10:1～2.6:0～2:0.06～0.8的复合无机粉料、无机粘结剂、水及悬浮剂。复合无机粉料按质量分数可包括：氮化物20～32％、硅微粉15～30％、碳化硅5～21％、含铬铁粉15～28％、氧化铝8～12％、氧化镁5～10％、氧化钙2～6％及硼酸1～5％。由于钢坯在1000℃以下的氧化速率较慢，但当温度达到1100～1200℃以上，氧化速率加倍，因此涂层需要在高温1000℃以上对钢坯具有良好的防氧化遮蔽作用，尤其在1200℃以上。在将该隔离剂涂覆于钢坯上后，加热初始，低熔点的硼酸脱水生成b2o3，与钢材表面微量的氧化皮形成粘稠的硼酸铁熔膜，并通过无机粘结剂与其他无机粉料协同作用，使涂层初步具有防氧化作用；随着温度的上升，体系中无机粘结剂、粉料中含有的大量si元素，在氧化硅等氧化物和氧的作用下反应生成fe2sio4穿插在体系玻璃态熔膜中，阻碍了铁离子在氧化铁皮中的扩散，一定程度上隔绝了部分氧气对基体的侵蚀；当温度升至1000～1100℃，体系中的sic逐渐被消耗氧化生成sio2，该反应优先消耗基体附近的氧气为基体营造还原性气氛，且此时涂层经过一步步的升温及氧化反应形成了以ca-mg-al-b-si-o为主的致密的玻璃态膜结构，可以有效的阻止氧气进入基体；且随着温度的继续升高，sic逐渐被消耗完，此时涂层中si3n4是高温下(>1200℃)涂层起惰性熔膜屏蔽作用的主要成分，此时si3n4发生钝化氧化首先生成无定形玻璃态sio2，与涂层中残留的sio2发生析晶生成晶态sio2，进一步提高涂层的粘度，在高温下使钢坯表面形成一层致密的晶相与玻璃相混合的保护膜，阻止内部镍钢基体与氧化性气体的接触；并且，si3n4在氧化的过程中，会有倾向的在表面sio2保护膜的内部生成一层si2n2o的氮氧层，可以进一步提高防护涂层的致密度，大大降低了氧化速率。因此在高温下，即使含镍钢基体中的ni元素在钢材表面与氧化皮中逐渐富集起来，也会因为ni周围缺氧而不能形成ni-o的金属丝网，降低氧化皮与基体的附着力，致使氧化皮在后期易于同保护膜一起从基层剥落；其次，保护膜中的cr与富集的ni在高温下反应生成nicr2o4的尖晶石结构，cr消耗了这个富ni层中的ni，间接也削弱了氧化层与镍钢基体的附着力，易于在后期与氧化薄膜一同剥离。此外，氧化钙软化点较低，它的加入不仅能够降低烧结温度，促进氧化镁、氧化铝等难熔物质的熔融形成玻璃相，降低涂层粘度，增加涂层与基体的附着力，同时协同mg、al与fe在高温下形成mg-al-fe的尖晶石结构，较优地抵御基体的进一步氧化。高温下，cr的脱氧能力较si更强，加入含cr粉高温下在氧化铁皮和基体钢之间形成fecr2o4，其作用与fe2sio4相同。进一步说，无机粘结剂可为无机硅溶胶、铝溶胶、硅酸盐水溶液或磷酸盐水溶液，优选的，无机粘结剂可为无机硅溶胶。悬浮剂可至少包括改性膨润土、气象白炭黑、、聚丙烯酰胺、甲基纤维素、聚乙烯醇中的一种，优选的，悬浮剂可为改性膨润土和/或甲基纤维素。更进一步说，本发明复合无机粉料中氮化物可选自氮化硅、氮化硼、氮化镁的至少一种；本发明制备基于含镍钢的高温抗氧化除鳞隔离剂的方法，包括如下步骤：将质量比将复合无机粉料、无机粘结剂、水及悬浮剂混合搅拌，即制得该除鳞隔离剂。有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该高温抗氧化除鳞隔离剂在高温下对氧气具有良好的反应或屏蔽作用，能够从根本上减少含镍钢氧化层的产生并降低氧化层与钢坯的附着力，使其采用高压水冲洗等方法即可剥离，能够大幅度减少常规除鳞后续的工作量并提高生产率、产品合格率和产品质量，达到节能减排、降低损耗的目的；同时，其配方原料廉价易得、制备方法简单，可操作性强。具体实施方式下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。本发明采用的原料均可从市场上购买得到，其中，含铬粉可选自各类市售的含铬铁矿粉、铬铅矿粉或者各类纯氧化铬粉或者铬铁粉等，其中主要成分为cr2o3、fecr2o4。实施例1本发明基于含镍钢的高温抗氧化除鳞隔离剂包括质量比为8:1.2:0.5:0.06的复合无机粉料、无机粘结剂、水及悬浮剂，具体质量如下表1所示，其中，复合无机粉料所包含的物质如下表2所示。表1组分含量组分复合无机粉料无机硅溶胶水改性膨润土含量(kg)81.20.50.06表2复合无机粉料的组分其中，该实施例1中采用的铬铁粉为：fecr69c0.25(cr>63％)。制备方法：采用机械法将上述含量的组分物质混合搅拌即可。实施例2本发明基于含镍钢的高温抗氧化除鳞隔离剂包括质量比为6:1:2:0.5的复合无机粉料、无机粘结剂、水及悬浮剂，具体质量如下表3所示，其中，复合无机粉料所包含的物质如下表4所示。表3组分含量组分复合无机粉料铝溶胶水甲基纤维素含量(kg)6120.5表4复合无机粉料的组分其中，该实施例2中采用的铬铁粉为：fecr69c0.25(cr>63％)。制备方法：采用机械法将上述含量的组分物质混合即可。实施例3本发明基于含镍钢的高温抗氧化除鳞隔离剂包括质量比为10:2:0.2:0.3复合无机粉料、无机粘结剂及悬浮剂，具体质量如下表5所示，其中，复合无机粉料所包含的物质如下表6所示。表5组分含量组分复合无机粉料铝溶胶水气相白炭黑含量(kg)1020.20.3表6复合无机粉料的组分其中，该实施例2中采用的氧化铬粉为：cr2o3。制备方法：采用机械法将上述含量的组分物质混合即可。实施例4本发明基于含镍钢的高温抗氧化除鳞隔离剂包括质量比为7.6:1.2:0.8的复合无机粉料、无机粘结剂及悬浮剂，具体质量如下表7所示，其中，复合无机粉料所包含的物质如下表8所示。表7组分含量组分复合无机粉料硅酸钠水溶液聚丙烯酰胺含量(kg)7.61.20.8表8复合无机粉料的组分制备方法：采用机械法将上述含量的组分物质混合即可。实施例5本发明基于含镍钢的高温抗氧化除鳞隔离剂包括质量比为9:2.6:1:0.5的复合无机粉料、无机粘结剂及悬浮剂，具体质量如下表9所示，其中，复合无机粉料所包含的物质如下表10所示。表9组分含量表10复合无机粉料的组分制备方法：采用机械法将上述含量的组分物质混合即可。实施例6本发明基于含镍钢的高温抗氧化除鳞隔离剂包括质量比为8:1.5:1.6:0.3的复合无机粉料、无机粘结剂及悬浮剂，具体质量如下表11所示，其中，复合无机粉料所包含的物质如下表12所示。表11组分含量组分复合无机粉料磷酸钠水溶液水气相白炭黑含量(kg)81.51.60.3表12复合无机粉料所包括的组分制备方法：采用机械法将上述含量的组分物质混合即可。实施例7基本步骤与实施例6相同，不同之处在于复合无机粉料所包括的组分，具体如下表13所示。表13复合无机粉料的组分制备方法：采用机械法将上述含量的组分物质混合即可。实施例8具体组分及重量份同实施例1，不同点在于：无机粘结剂为硅酸钾水溶液；而复合涂层的制备方法与实施例1相同。实施例9具体组分及重量份同实施例1，不同点在于：无机粘结剂为磷酸二氢铝溶液；而复合涂层的制备方法与实施例1相同。实施例10具体组分及重量份同实施例1，不同点在于：悬浮剂为气象白炭黑；而复合涂层的制备方法与实施例1相同。。实施例11具体组分及重量份同实施例1，不同点在于：悬浮剂为聚丙酰胺；而复合涂层的制备方法与实施例1相同。实施例12具体组分及重量份同实施例1，不同点在于：悬浮剂为甲基纤维素；而复合涂层的制备方法与实施例1相同。性能检测将实施例1-12制备的涂料均匀涂敷于镍钢片上，常温干燥，再经120℃干燥后，加热至1150℃，并保温240min，考察其在该温度下的氧化失重、氧化皮剥离率及表面情况，并增加一个空白样作为对比，获得的结果如下表14所示。且本发明在试验后其涂层自剥离剩余的部分，采用机械破碎(小锤敲打)或者高压水枪冲洗，均基本能将其去除。表14实施例1-12制备的涂层性能表当前第1页12