一種用於噴帶包的抗衝刷防護塗層及其製備方法
2023-10-04 15:55:34 2
一種用於噴帶包的抗衝刷防護塗層及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於噴帶包坩堝和噴杯內表面，起到抗衝刷防護內表面、降低對高溫鋼液汙染的塗層，本發明還涉及這種塗層的製備方法；本發明的塗料其由重量含量為80-90%的ZrO2和重量含量為10-20%的Al2O3組成；本發明的方法其步驟為，步驟一：配製塗料；步驟二：塗底膠；步驟三：塗刷塗料；步驟四：乾燥；步驟五：成型；本發明的塗料適用於噴帶包坩堝和噴杯內表面、起到抗衝刷防護作用，本發明的製備方法簡單、效果好。
【專利說明】一種用於噴帶包的抗衝刷防護塗層及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於噴帶包坩堝和噴杯內表面，起到抗衝刷防護內表面、降低對高溫鋼液汙染的塗層，本發明還涉及這種塗層的製備方法。
【背景技術】
[0002]非晶軟磁材料具有優異的綜合性能，如高強度、高硬度、耐磨、耐腐蝕、高導磁以及低損耗等，近年來得到迅速發展，特別是應用在非晶配電變壓器領域。目前非晶帶材主要採用單輥快淬法生產，其中噴帶包是一個重要的設備。噴帶包主要有噴包坩堝和噴杯組成，在噴杯底部設置有噴縫，高溫鋼液依次通過噴包坩堝和噴杯的內部，並從噴縫處流出後，在銅輥上形成穩定的熔潭，經過高速旋轉的銅輥的快速冷卻，最終形成20-40微米厚的非晶帶材。噴帶包的主要功能是給噴帶過程提供具有穩定液流和壓力的的高溫鋼液，使其在銅輥上形成的熔潭保持在穩定的狀態，因此噴帶包內部結構的穩定性對非晶帶材的質量具有重要的影響。
[0003]噴帶包的主體主要為SiC結合黏土製備而成的耐火材料，但是在經過高溫鋼液長時間的衝刷後，在噴帶包坩堝和噴杯內部表面也會析出一定量的雜質，汙染高溫鋼液，對非晶薄帶產品的質量造成嚴重的影響。由於噴縫的寬度較窄，通常不足1_，在含有雜質的高溫鋼液不斷的通過噴縫的過程中，雜質在噴縫處逐漸聚集，引起帶材表面的劃傷、毛邊等現象，嚴重的造成噴縫的堵塞，帶材分叉停噴等後果。因此採用合適的抗衝刷塗料，對噴帶包坩堝和噴杯內部表面進行有效的防護，減少雜質的析出，降低耐火材料對高溫鋼液的汙染，成為保證帶材質量和噴帶工作順利進行的重要技術問題。
[0004]非晶噴帶包對塗料的抗衝刷性具有非常高的要求，這是由非晶噴帶包的功能決定的。首先通過噴帶包內部的高溫鋼液具有以下特性:溫度非常高，工作溫度高於1300，一般在1400°C以上；工作時間較.長，現有技術中的噴帶包在1400°C的工作時間為每噴4小時，共完成兩噴，為了達到連續生產的需要，隨著其他技術的提高，塗料的工作時間會更長；流動速度非常大，尤其是連續生產中高溫鋼液的流動性非常大；壓力非常大，尤其是在連續生產中噴帶包下端200_高的內部空間被流動的高溫鋼液充滿，其壓力要遠遠大於充滿水或其他流體的壓力；因此，綜上所述，高溫鋼液對塗料的衝刷力度非常強大。
[0005]現有技術中的噴帶包使用的塗層的材料為Al2O3,其不能滿足噴帶包對抗衝刷性的要求，在經過高溫鋼液一定時間的衝刷後，在噴包坩堝和噴杯內部表面會析出一定量的雜質，汙染高溫鋼液，對非晶薄帶產品的質量和生產造成嚴重的影響。
【發明內容】
[0006]為解決現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在於提供一種適用於噴帶包坩堝和噴杯內表面、起到抗衝刷防護作用的塗層，本發明的另一目的在於提供該塗層的製備方法。
[0007]本發明的技術方案為:一種用於噴帶包的抗衝刷防護塗層，包括Zr02。[0008]優化的，所述塗層由ZrO2和Al2O3組成。
[0009]優化的，所述塗層由重量含量為80-90%的ZrO2和重量含量為10_20%的Al2O3組成。
[0010]優化的，ZrO2的粒度為200-500目。
[0011]本發明提供的用於噴帶包的抗衝刷防護塗層的製備方法，其步驟如下，
步驟一:配製塗料，將重量份為8?9份的Zr02、31?62份的質量濃度為20%的磷酸二氫招溶液和10?20份的純淨水混合均勻,待用；
步驟二:塗底膠，將重量份為10?35份的質量濃度為20%的磷酸二氫鋁溶液塗刷在噴帶包坩堝和噴杯內壁上，使其均勻通透；
步驟三:塗刷塗料，將步驟一中混合均勻的塗料塗刷到步驟二中塗有底膠的噴帶包坩堝和噴杯內壁上；
步驟四:乾燥，將步驟三中塗刷好的噴帶包坩堝和噴杯在60-100°C環境中放置2?6h後，然後置於400-500°C的環境中烘乾；
步驟五:成型，將烘乾的噴帶包坩堝和噴杯置於1400-1500°C的環境中保溫I?2h。
[0012]優化的，塗層成型後的厚度為l_2mm。
[0013]優化的，步驟五成型步驟可以與噴帶包坩堝和噴杯首次噴帶時的預熱步驟同時進行。
.[0014]優化的，步驟一採用球磨機研磨混料0.5-lh ;步驟四中60-100°C的環境採用烘箱，400-500°C的環境採用梭式窯；塗刷好的噴帶包坩堝和噴杯從烘箱中取出後，置於梭式窯中，採用5-10°C /min的升溫速率，升溫至400-500°C烘乾l_2h。
[0015]本發明提供的塗層中，Al2O3的來源為磷酸二氫鋁溶液，ZrO2粉體的顆粒度控制在200-500目；通過乾燥步驟，將水除去；通過成型步驟，磷酸二氫鋁溶液分解成水、五氧化二磷和Al2O3，水和五氧化二磷揮發，在噴包坩堝和噴杯內表面形成一層均勻緻密的Zr02-Al203塗層，提高噴包內部的抗衝刷能力。
[0016]直接採用將研磨混合均勻的ZrO2、磷酸二氫鋁溶液和純淨水塗刷在噴帶包坩堝和噴杯內壁上，然後烘乾的方式，製得的塗層與內壁的粘合性較差，因此本發明提供的製備方法的步驟二保證了塗層與內壁的粘合性，進而保證了其抗衝刷性。
[0017]噴帶包製備好後，在每次噴帶前，都會對噴帶包坩堝和噴杯進行預熱，其時間和溫度與步驟五一致，因此步驟五成型步驟可以與首次噴帶時的預熱步驟合二為一，同時同步進行，節約了時間和資源。
[0018]本發明的有益效果在於:1、塗層抗衝刷性能強，在經過高溫鋼液長時間的衝刷後，在噴包坩堝和噴杯內部表面不會析出雜質，不會汙染高溫鋼液，能夠滿足噴帶包的抗衝刷防護需要，保證了非晶薄帶產品的質量和生產的順利進行；2、本發明的製備方法通過塗底膠，保證了塗層的粘合性和抗衝刷性；3、本發明塗層的製備方法採用材料種類少，方法簡單，降低了勞動強度，提高了生產效率。
【具體實施方式】
[0019]下面通過【具體實施方式】和實施例來具體說明本發明。
[0020]本實施方式的技術方案為:一種用於噴帶包的抗衝刷防護塗層，其由重量含量為80-90%的ZrO2和重量含量為10-20%的Al2O3組成。
[0021]ZrO2 的粒度為 200-500 目。
[0022]本實施方式的塗層的製備方法，其步驟如下，
步驟一:配製塗料，將重量份為8?9份的Zr02、31?62份的質量濃度為20%的磷酸二氫招溶液和10?20份的純淨水混合均勻,待用；
步驟二:塗底膠，將重量份為10?35份的質量濃度為20%的磷酸二氫鋁溶液塗刷在噴帶包坩堝和噴杯內壁上，使其均勻通透；
步驟三:塗刷塗料，將步驟一中混合均勻的塗料塗刷到步驟二中塗有底膠的噴帶包坩堝和噴杯內壁上；
步驟四:乾燥，將步驟三中塗刷好的噴帶包坩堝和噴杯在60-100°C環境中放置2?6h後，然後置於400-500°C的環境中烘乾；
步驟五:成型，將烘乾的噴帶包坩堝和噴杯置於1400-1500°C的環境中保溫I?2h。
[0023]塗層成型後的厚度為l_2mm。
[0024]步驟五成型步驟可以與噴帶包坩堝和噴杯首次噴帶時的預熱步驟同時進行。
[0025]步驟一採用球磨機研磨混料0.5-lh ;步驟四中60-100 °C的環境採用烘箱，400-500°C的環境採用梭式窯；塗刷好的噴帶包坩堝和噴杯從烘箱中取出後，置於梭式窯中，採用5-10°C /min的升溫速率，升溫`至400-500°C烘乾l_2h。
[0026]下面分別採用ZrO2在塗層中的重量含量為80%和90%且其餘為Al2O3的實施例，表I中列出實施例的製備方法中的詳細溫度和時間等參數，並對比以不塗刷底膠的製備方法。將實施例與噴帶包坩堝和噴杯內壁不塗塗料(空白對照)、塗刷現有技術中的Al2O3塗料、以及ZrO2在塗料中的重量含量為10%和50%且其餘為Al2O3的對比例進行抗衝刷防護性能的對比。
[0027]即實施例1和實施例2為ZrO2的重量含量為80%和90%，其餘為Al2O3的塗層，且採用本發明的方法製備而成；對比例I和對比例2為ZrO2的重量含量為80%和90%，其餘為Al2O3的塗層，且採用的製備方法與本發明方法的區別在於不塗刷底膠；對比例3為噴帶包坩堝和噴杯內壁不塗塗料的空白對照；對比例4為現有技術中的Al2O3塗層；對比例5和對比例6為ZrO2的重量含量為10%和50%且其餘為Al2O3的塗層。
[0028]具體的，採集以下幾個方面的數據進行對比:1、噴帶包坩堝和噴杯被1500°C高溫鋼液衝刷4小時前後，測量各實施例和對比例的塗層(空白的對比例為內壁)斷面厚度，並將結果記錄在表2中，衝刷後厚度減少的越少，說明塗層抗衝刷能力越強。2、測量開始噴帶時電爐取樣和噴帶結束後噴包內的殘鋼元素成分，對比連續10次噴帶中，每次噴帶前後高溫鋼液中元素成分的變化，並將結果記錄在表3中，其中噴包噴帶結束後噴包內殘鋼Si和C的含量增加的越多，即正值越大，說明塗層(空白的對比例為內壁)抗衝刷性能越差，對SiC耐材的防護作用越差；反之，數值接近0，則說明塗層抗衝刷能力強，對SiC耐材起到了保護作用，能夠達到噴帶包坩堝和噴杯的抗衝刷防護要求。
[0029]表I
【權利要求】
1.一種用於噴帶包的抗衝刷防護塗層，其特徵在於:包括Zr02。
2.根據權利要求1所述的用於噴帶包的抗衝刷防護塗層，其特徵在於:由ZrO2和Al2O3組成。
3.根據權利要求2所述的用於噴帶包的抗衝刷防護塗層，其特徵在於:由重量含量為80-90%的ZrO2和重量含量為10-20%的Al2O3組成。
4.根據權利要求3所述的用於噴帶包的抗衝刷防護塗層，其特徵在於=ZrO2的粒度為200-500 目。
5.根據權利要求3或4所述的任何一種用於噴帶包的抗衝刷防護塗層的製備方法，其特徵在於:其步驟如下， 步驟一:配製塗料，將重量份為8?9份的Zr02、31?62份的質量濃度為20%的磷酸二氫招溶液和10?20份的純淨水混合均勻,待用； 步驟二:塗底膠，將重量份為10?35份的質量濃度為20%的磷酸二氫鋁溶液塗刷在噴帶包坩堝和噴杯內壁上，使其均勻通透； 步驟三:塗刷塗料，將步驟一中混合均勻的塗料塗刷到步驟二中塗有底膠的噴帶包坩堝和噴杯內壁上； 步驟四:乾燥，將步驟三中塗刷好的噴帶包坩堝和噴杯在60-100°C環境中放置2?6h後，然後置於400-500°C的環境中烘乾； 步驟五:成型，將烘乾的噴帶包坩堝和噴杯置於1400-1500°C的環境中保溫I?2h。
6.根據權利要求5所述的用於噴帶包的抗衝刷防護塗層的製備方法，其特徵在於:塗層成型後的厚度為l_2mm。
7.根據權利要求6所述的用於噴帶包的抗衝刷防護塗層的製備方法，其特徵在於:步驟五成型步驟可以與噴帶包坩堝和噴杯首次噴帶時的預熱步驟同時進行。
8.根據權利要求7所述的用於噴帶包的抗衝刷防護塗層的製備方法，其特徵在於:步驟一採用球磨機研磨混料0.5-lh ;步驟四中60-100°C的環境採用烘箱，400-500°C的環境採用梭式窯；塗刷好的噴帶包坩堝和噴杯從烘箱中取出後，置於梭式窯中，採用5-10°C /min的升溫速率，升溫至400-500°C烘乾l_2h。
【文檔編號】C23C20/08GK103436871SQ201310367877
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】魏文喜, 薑桂君 申請人:青島雲路新能源科技有限公司