不锈钢高温保护涂料简介
一、概述
在不锈钢热轧制、锻造和模锻、淬火、退火和正火等热处理过程中,一般都要将不锈钢坯料在氧化性气氛的加热炉中加热到高温,约1250℃。
不锈钢坯在加热炉内加热时间一般在2~3小时甚至更长,其表面在高温下由于氧化作用而生成大量且致密的氧化皮,使不锈钢加工的成材率显著降低。毛坯在加热炉工序加热过程中的氧化烧损可高达到了0.4%~1.0%(200高锰不锈钢烧损会更加严重),平均也在0.5%以上。
另外,在生成氧化皮的同时,还会出现坯料表面合金元素的贫化、表面脱碳等问题;而坯料表层化学成分的改变会直接影响和降低产品的机械性能和抗腐蚀能力。
对于镍铬不锈钢(如316不锈钢),由于在高温处理后表面生成的氧化皮脱落性能非常差,这大大提高了热轧或锻造前坯料的除鳞难度,会制约成品的表面质量的提高。
唐山元力科技有限公司和河北联合大学共同开发的不锈钢高温保护涂料,是一种高温抗氧化涂层,通过在坯料表面形成致密的屏蔽保护膜,能够从根本上解决不锈钢坯料高温加热过程中(包括热轧和热处理)的氧化烧损问题。在实验室条件下,对不锈钢的保护效果可接近100%(详见相关实验照片及304不锈钢的涂层保护状态下实验室轧制的视频资料)。
在不锈钢涂层的高温保护作用下,由于坯料基体和表面基本上保持了加热前的原始状态,从而提高了成材率;同时也提高了不锈钢产成品的表面质量,并解决或缓解了表面缺陷、边裂纹和元素贫化等问题。
由于不锈钢涂层具有自剥落性能,同时可大幅度抑制了表面氧化皮的产生,有效地减少不锈钢轧制过程中氧化皮粘钢现象的发生。
经过不锈钢涂层保护的坯料表面基本上为白亮的不锈钢原色,因而控
制得当的话,热轧产品可直接轧制出白皮钢卷,可大大减轻黑皮钢卷的酸洗负荷(酸洗用酸量可减少50%~90%),加之表面质量的提高,因此,可大幅度提高热轧钢卷的产品附加值。同时,由于用酸量的减少,改善了不锈钢从热轧中间产品到成品之间工艺环境,降低了产品后期处理特别是酸洗的综合成本。减少酸液的消耗和废液的排放,也有利于环境保护,具有可观的经济效益和社会效益。
二、产品简介
新型不锈钢高温抗氧化涂料
新型不锈钢高温抗氧化涂料是一种由特制无机陶瓷成膜助剂和高温粘结剂组成的水性浆料, 在高温下能形成致密的硅铝酸盐粘态玻璃保护层以适合高温下对氧化气氛的隔绝,对不锈钢基体实现保护。适用于镍铬不锈钢在热处理、锻压、热轧、卷制成型加热时防止高温氧化和表面元素贫化和脱碳。在1300℃以下氧化气氛下使用该涂料保护加热, 可达到真空加热或保护气氛加热的保护效果。
性能特点:
使用方便,可加去离子水调节粘度从而控制涂覆厚度,长期存放不变质。
涂料的化学组分
Chemical compositions of the coating
Chemical components | Al2O3 | SiO2 | MgO | CaO | ∑Fe | 稀土 |
Content /wt% | 31~43 | 35~45 | 12~18 | 10~16 | 1~5 | 1-2 |
技术参数:
外 观:灰色水性胶液 容 重:1.4~1.5g/cm3
适用温度:800~1300℃
防护时间:1~30小时
涂覆厚度(一遍):0.05~0.1mm 涂覆用量:0.3~0.5 kg/m2
涂层去除:除鳞自剥
适用钢种: 200、300、400系列不锈钢
使用说明:
常温喷涂、刷涂、短时间干燥;或者500℃以下表面热态喷涂,粉尘经过除尘器回收,无任何环境污染。
将涂料搅拌均匀后涂覆于坯料表面防护部位。涂层应完全覆盖防护部位而不露基体金属本色。可采用刷涂、浸涂或喷涂方式。如现场涂料过稠, 可加少量去离子水稀释。
本品使用后应及时密封保存,严禁混入其他物质。
本品具有环境友好,使用方便的特点,无需提前清除和特别处理基体表面,防烧损效果(降低基体表面氧化烧损达量)按不同的钢种可以达到80%~95%以上。
三、经济和社会效益分析
(一)经济效益分析
本产品可大大节约不锈钢坯料高温过程烧损,按每吨工件加热过程氧化烧损为毛坯重量0.5%,防护后的烧损按降低80%计算,年产50万吨的生产车间每年将因为烧损的降低而增加钢材2000吨。按不锈钢板不含税价格1.4万元/吨计算,则实施不锈钢涂层防护后,年可增加收入2800万元(即每吨钢减少烧损4kg,收入增加56元/吨钢)。
不锈钢涂料用量按吨钢0.6kg计,价格每公斤30元,涂料成本为吨钢18元,年涂料总成本为900万元。因此,通过降低氧化烧损提高成材率,可为企业每年增加的直接经济效益为1900万元。
对316、430、443等特殊高附加值钢种来讲,相应的直接经济效益更为显著。
由于不锈钢高温保护涂料在加热炉内对不锈钢基体的保护,坯料加热出炉后,坯料表面除去少量氧化层后,基体表面几乎没有氧化变化,呈不锈钢原色的白亮色,从而减少了表面打磨工作量和打磨损失,热轧钢卷甚至可直接生产出白皮钢卷,从而可大幅度降低酸洗工序的用酸量(酸洗用酸量可减少50%~90%),降低酸洗工序的成本。据了解,不锈钢酸洗成本为吨钢800~1000元,因而,经过不锈钢高温保护涂料保护轧制的不锈钢热卷的产品附加值,估计可提高吨钢几百元,由此而给企业带来的经济效益巨大。
(二)社会、环境效益分析
随 着我国国民经济的高速发展,对冶金产品的质量和性能提出了越来越高的要求,尤其是对占据冶金产品高端的镍铬不锈钢或超铁素体不锈钢工件或零部件,不仅对产 品的表面质量,而且对尺寸精度均提出了更严格的要求。由于工件加热时的氧化是造成产品表面质量下降和影响产品尺寸精度的重要因素,因此,减少了钢的氧化和 去除炉内一次氧化皮是十分重要的质量控制环节。一方面保护涂层可大大减少炉内一次氧化皮的生成量,进而酸洗工序酸的用量,减少废酸的排放,有重要的环保意 义;另一方面,在不锈钢表面形成的非金属涂层与钢基体之间线膨胀系数的差异使之在除鳞时能很容易地剥落去除,由此带来了产品表面质量性能和产品合格率的提 高,其社会和环境效益都是十分可观的。
唐山元力科技有限公司
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