一種用于噴帶包的抗沖刷防護涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)表面，起到抗沖刷防護內(nèi)表面、降低對高溫鋼液污染的涂層，本發(fā)明還涉及這種涂層的制備方法；本發(fā)明的涂料其由重量含量為80-90%的ZrO2和重量含量為10-20%的Al2O3組成；本發(fā)明的方法其步驟為，步驟一：配制涂料；步驟二：涂底膠；步驟三：涂刷涂料；步驟四：干燥；步驟五：成型；本發(fā)明的涂料適用于噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)表面、起到抗沖刷防護作用，本發(fā)明的制備方法簡單、效果好。
【專利說明】一種用于噴帶包的抗沖刷防護涂層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)表面，起到抗沖刷防護內(nèi)表面、降低對高溫鋼液污染的涂層，本發(fā)明還涉及這種涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶軟磁材料具有優(yōu)異的綜合性能，如高強度、高硬度、耐磨、耐腐蝕、高導(dǎo)磁以及低損耗等，近年來得到迅速發(fā)展，特別是應(yīng)用在非晶配電變壓器領(lǐng)域。目前非晶帶材主要采用單輥快淬法生產(chǎn)，其中噴帶包是一個重要的設(shè)備。噴帶包主要有噴包坩堝和噴杯組成，在噴杯底部設(shè)置有噴縫，高溫鋼液依次通過噴包坩堝和噴杯的內(nèi)部，并從噴縫處流出后，在銅輥上形成穩(wěn)定的熔潭，經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)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(wěn)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(wěn)定的狀態(tài)，因此噴帶包內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對非晶帶材的質(zhì)量具有重要的影響。
[0003]噴帶包的主體主要為SiC結(jié)合黏土制備而成的耐火材料，但是在經(jīng)過高溫鋼液長時間的沖刷后，在噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)部表面也會析出一定量的雜質(zhì)，污染高溫鋼液，對非晶薄帶產(chǎn)品的質(zhì)量造成嚴重的影響。由于噴縫的寬度較窄，通常不足1_，在含有雜質(zhì)的高溫鋼液不斷的通過噴縫的過程中，雜質(zhì)在噴縫處逐漸聚集，引起帶材表面的劃傷、毛邊等現(xiàn)象，嚴重的造成噴縫的堵塞，帶材分叉停噴等后果。因此采用合適的抗沖刷涂料，對噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)部表面進行有效的防護，減少雜質(zhì)的析出，降低耐火材料對高溫鋼液的污染，成為保證帶材質(zhì)量和噴帶工作順利進行的重要技術(shù)問題。
[0004]非晶噴帶包對涂料的抗沖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(nèi)部的高溫鋼液具有以下特性:溫度非常高，工作溫度高于1300，一般在1400°C以上；工作時間較.長，現(xiàn)有技術(shù)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(xù)生產(chǎn)的需要，隨著其他技術(shù)的提高，涂料的工作時間會更長；流動速度非常大，尤其是連續(xù)生產(chǎn)中高溫鋼液的流動性非常大；壓力非常大，尤其是在連續(xù)生產(chǎn)中噴帶包下端200_高的內(nèi)部空間被流動的高溫鋼液充滿，其壓力要遠遠大于充滿水或其他流體的壓力；因此，綜上所述，高溫鋼液對涂料的沖刷力度非常強大。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中的噴帶包使用的涂層的材料為Al2O3,其不能滿足噴帶包對抗沖刷性的要求，在經(jīng)過高溫鋼液一定時間的沖刷后，在噴包坩堝和噴杯內(nèi)部表面會析出一定量的雜質(zhì)，污染高溫鋼液，對非晶薄帶產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)造成嚴重的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)表面、起到抗沖刷防護作用的涂層，本發(fā)明的另一目的在于提供該涂層的制備方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種用于噴帶包的抗沖刷防護涂層，包括Zr02。[0008]優(yōu)化的，所述涂層由ZrO2和Al2O3組成。
[0009]優(yōu)化的，所述涂層由重量含量為80-90%的ZrO2和重量含量為10_20%的Al2O3組成。
[0010]優(yōu)化的，ZrO2的粒度為200-500目。
[0011]本發(fā)明提供的用于噴帶包的抗沖刷防護涂層的制備方法，其步驟如下，
步驟一:配制涂料，將重量份為8?9份的Zr02、31?62份的質(zhì)量濃度為20%的磷酸二氫招溶液和10?20份的純凈水混合均勻,待用；
步驟二:涂底膠，將重量份為10?35份的質(zhì)量濃度為20%的磷酸二氫鋁溶液涂刷在噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)壁上，使其均勻通透；
步驟三:涂刷涂料，將步驟一中混合均勻的涂料涂刷到步驟二中涂有底膠的噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)壁上；
步驟四:干燥，將步驟三中涂刷好的噴帶包坩堝和噴杯在60-100°C環(huán)境中放置2?6h后，然后置于400-500°C的環(huán)境中烘干；
步驟五:成型，將烘干的噴帶包坩堝和噴杯置于1400-1500°C的環(huán)境中保溫I?2h。
[0012]優(yōu)化的，涂層成型后的厚度為l_2mm。
[0013]優(yōu)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(yù)熱步驟同時進行。
.[0014]優(yōu)化的，步驟一采用球磨機研磨混料0.5-lh ;步驟四中60-100°C的環(huán)境采用烘箱，400-500°C的環(huán)境采用梭式窯；涂刷好的噴帶包坩堝和噴杯從烘箱中取出后，置于梭式窯中，采用5-10°C /min的升溫速率，升溫至400-500°C烘干l_2h。
[0015]本發(fā)明提供的涂層中，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；通過干燥步驟，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(fā)，在噴包坩堝和噴杯內(nèi)表面形成一層均勻致密的Zr02-Al203涂層，提高噴包內(nèi)部的抗沖刷能力。
[0016]直接采用將研磨混合均勻的ZrO2、磷酸二氫鋁溶液和純凈水涂刷在噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)壁上，然后烘干的方式，制得的涂層與內(nèi)壁的粘合性較差，因此本發(fā)明提供的制備方法的步驟二保證了涂層與內(nèi)壁的粘合性，進而保證了其抗沖刷性。
[0017]噴帶包制備好后，在每次噴帶前，都會對噴帶包坩堝和噴杯進行預(yù)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(yù)熱步驟合二為一，同時同步進行，節(jié)約了時間和資源。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:1、涂層抗沖刷性能強，在經(jīng)過高溫鋼液長時間的沖刷后，在噴包坩堝和噴杯內(nèi)部表面不會析出雜質(zhì)，不會污染高溫鋼液，能夠滿足噴帶包的抗沖刷防護需要，保證了非晶薄帶產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進行；2、本發(fā)明的制備方法通過涂底膠，保證了涂層的粘合性和抗沖刷性；3、本發(fā)明涂層的制備方法采用材料種類少，方法簡單，降低了勞動強度，提高了生產(chǎn)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(fā)明。
[0020]本實施方式的技術(shù)方案為:一種用于噴帶包的抗沖刷防護涂層，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]本實施方式的涂層的制備方法，其步驟如下，
步驟一:配制涂料，將重量份為8?9份的Zr02、31?62份的質(zhì)量濃度為20%的磷酸二氫招溶液和10?20份的純凈水混合均勻,待用；
步驟二:涂底膠，將重量份為10?35份的質(zhì)量濃度為20%的磷酸二氫鋁溶液涂刷在噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)壁上，使其均勻通透；
步驟三:涂刷涂料，將步驟一中混合均勻的涂料涂刷到步驟二中涂有底膠的噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)壁上；
步驟四:干燥，將步驟三中涂刷好的噴帶包坩堝和噴杯在60-100°C環(huán)境中放置2?6h后，然后置于400-500°C的環(huán)境中烘干；
步驟五:成型，將烘干的噴帶包坩堝和噴杯置于1400-1500°C的環(huán)境中保溫I?2h。
[0023]涂層成型后的厚度為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(yù)熱步驟同時進行。
[0025]步驟一采用球磨機研磨混料0.5-lh ;步驟四中60-100 °C的環(huán)境采用烘箱，400-500°C的環(huán)境采用梭式窯；涂刷好的噴帶包坩堝和噴杯從烘箱中取出后，置于梭式窯中，采用5-10°C /min的升溫速率，升溫`至400-500°C烘干l_2h。
[0026]下面分別采用ZrO2在涂層中的重量含量為80%和90%且其余為Al2O3的實施例，表I中列出實施例的制備方法中的詳細溫度和時間等參數(shù)，并對比以不涂刷底膠的制備方法。將實施例與噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)壁不涂涂料(空白對照)、涂刷現(xiàn)有技術(shù)中的Al2O3涂料、以及ZrO2在涂料中的重量含量為10%和50%且其余為Al2O3的對比例進行抗沖刷防護性能的對比。
[0027]即實施例1和實施例2為ZrO2的重量含量為80%和90%，其余為Al2O3的涂層，且采用本發(fā)明的方法制備而成；對比例I和對比例2為ZrO2的重量含量為80%和90%，其余為Al2O3的涂層，且采用的制備方法與本發(fā)明方法的區(qū)別在于不涂刷底膠；對比例3為噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)壁不涂涂料的空白對照；對比例4為現(xiàn)有技術(shù)中的Al2O3涂層；對比例5和對比例6為ZrO2的重量含量為10%和50%且其余為Al2O3的涂層。
[0028]具體的，采集以下幾個方面的數(shù)據(jù)進行對比:1、噴帶包坩堝和噴杯被1500°C高溫鋼液沖刷4小時前后，測量各實施例和對比例的涂層(空白的對比例為內(nèi)壁)斷面厚度，并將結(jié)果記錄在表2中，沖刷后厚度減少的越少，說明涂層抗沖刷能力越強。2、測量開始噴帶時電爐取樣和噴帶結(jié)束后噴包內(nèi)的殘鋼元素成分，對比連續(xù)10次噴帶中，每次噴帶前后高溫鋼液中元素成分的變化，并將結(jié)果記錄在表3中，其中噴包噴帶結(jié)束后噴包內(nèi)殘鋼Si和C的含量增加的越多，即正值越大，說明涂層(空白的對比例為內(nèi)壁)抗沖刷性能越差，對SiC耐材的防護作用越差；反之，數(shù)值接近0，則說明涂層抗沖刷能力強，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沖刷防護要求。
[0029]表I
【權(quán)利要求】
1.一種用于噴帶包的抗沖刷防護涂層，其特征在于:包括Zr02。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于噴帶包的抗沖刷防護涂層，其特征在于:由ZrO2和Al2O3組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于噴帶包的抗沖刷防護涂層，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求3所述的用于噴帶包的抗沖刷防護涂層，其特征在于=ZrO2的粒度為200-500 目。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的任何一種用于噴帶包的抗沖刷防護涂層的制備方法，其特征在于:其步驟如下， 步驟一:配制涂料，將重量份為8?9份的Zr02、31?62份的質(zhì)量濃度為20%的磷酸二氫招溶液和10?20份的純凈水混合均勻,待用； 步驟二:涂底膠，將重量份為10?35份的質(zhì)量濃度為20%的磷酸二氫鋁溶液涂刷在噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)壁上，使其均勻通透； 步驟三:涂刷涂料，將步驟一中混合均勻的涂料涂刷到步驟二中涂有底膠的噴帶包坩堝和噴杯內(nèi)壁上； 步驟四:干燥，將步驟三中涂刷好的噴帶包坩堝和噴杯在60-100°C環(huán)境中放置2?6h后，然后置于400-500°C的環(huán)境中烘干； 步驟五:成型，將烘干的噴帶包坩堝和噴杯置于1400-1500°C的環(huán)境中保溫I?2h。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于噴帶包的抗沖刷防護涂層的制備方法，其特征在于:涂層成型后的厚度為l_2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于噴帶包的抗沖刷防護涂層的制備方法，其特征在于: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(yù)熱步驟同時進行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于噴帶包的抗沖刷防護涂層的制備方法，其特征在于:步驟一采用球磨機研磨混料0.5-lh ;步驟四中60-100°C的環(huán)境采用烘箱，400-500°C的環(huán)境采用梭式窯；涂刷好的噴帶包坩堝和噴杯從烘箱中取出后，置于梭式窯中，采用5-10°C /min的升溫速率，升溫至400-500°C烘干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(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】魏文喜, 姜桂君 申請人:青島云路新能源科技有限公司