? ? 耐火涂料是由耐火粉料、結(jié)合劑和外加劑等材料組成,用人工涂刷或噴涂的材料,稱做耐火涂料。該料是功能性材料,涂層厚度一般小于1.0mm,這也是與耐火涂抹料的重要區(qū)別。
? ? 耐火涂料種類較多,可分為Al2O3—Si02基、SiC—A1203基、Cr203-Al2O3基、ZrO2—A1203—Si02基和Zr02基等。在窯爐及熱工設(shè)備的襯磚、耐火澆注料或耐火可塑料襯體、耐火纖維氈襯和鑄錠模等高溫工作的表面上,涂刷很薄的一層耐火涂料,便可節(jié)約能源、延長(zhǎng)使用壽命和防止碳的氧化等。因此,該材料發(fā)展較快,新品種不斷出現(xiàn),在應(yīng)用中起到了重要作用。耐火涂料按照性能和用途又可分為熱輻射涂料和防氧化涂料等。
? ? 一、熱輻射涂料
? ? 熱輻射涂料是由較高黑度的材料與結(jié)合劑和外加劑配成的。其特點(diǎn)是涂層結(jié)合強(qiáng)度高、已陶瓷化、耐高溫、耐磨損和具有較高的輻射率等,涂刷在高溫襯體的表面上,能達(dá)到節(jié)約能源和提高壽命的目的。因此,該類料也叫做節(jié)能涂料或陶瓷涂料。
? ? 在熱工窯爐中,傳熱有3種基本方式:傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱和輻射傳熱。在工業(yè)爐低溫階段,以對(duì)流傳熱為主,高于800℃時(shí)則以輻射傳熱為主。以軋鋼連續(xù)加熱爐為例,預(yù)熱段為對(duì)流傳熱,加熱段和均熱段則主要是輻射傳熱。因此,提高爐壁的熱輻射率,就能降低燃料消耗,提高爐子熱效率。
? ? 下圖為各種耐火材料的熱輻射率。
? ? 熱輻射涂料用的結(jié)合劑,主要有磷酸鹽、硼酸鹽、硅酸鈉、硅溶膠、鋁溶膠、阿拉伯膠、糊精、羧甲基纖維素和樹脂等材料。
? ? 熱輻射涂料一般以漿狀或膏狀桶裝出廠,也可以粉狀袋裝出廠。施工前,視情況摻加適量的水,攪拌成泥漿狀待用。爐襯或被涂物的表面,吹掃干凈,并保持干燥。該類涂料可人工涂刷,也可用灰漿泵噴涂。耐火涂料的涂層厚度,一般為0.2—0.5mm。在耐火纖維爐襯的表面上,可多次涂刷或噴涂耐火涂料,其涂層厚度應(yīng)小于2mm。耐火涂料涂層自然風(fēng)干后,即可使用。
? ? 熱輻射涂料主要用于軋鋼和鍛鋼加熱爐、各種熱處理爐、電加熱爐、鍋爐燃燒室和化肥廠沸騰爐等熱工設(shè)備上,取得了良好的節(jié)能效果。
? ? 二、防氧化涂料
? ? 含碳不燒磚發(fā)展很快,在冶金熔煉爐及其有關(guān)的設(shè)備上,得到了廣泛的應(yīng)用。該種磚在使用前,一般需經(jīng)中溫烘烤,致使耐火磚的表面發(fā)生碳氧化,呈現(xiàn)疏松狀態(tài),降低了耐火磚的使用壽命。在這種情況下,防氧化涂料應(yīng)運(yùn)而生,并在含碳不燒磚的使用中,發(fā)揮了重要作用。
? ? 防氧化涂料是由低溫釉料組成的。其技術(shù)要求是,與含碳不燒磚的表面有較好的結(jié)合能力,在700—1200℃溫度范圍內(nèi)能形成均勻的釉層,對(duì)鋼水或鐵水的質(zhì)量無(wú)有害影響。另外,有些熱工設(shè)備用的含碳不燒磚,只要求烘烤時(shí)涂防氧化涂料。該類涂料的技術(shù)要求是,與底磚表面有較好的黏結(jié)強(qiáng)度,加熱過(guò)程中不脫落即可。配制時(shí),采用硅酸鋁質(zhì)材料作基質(zhì),用樹脂或水玻璃溶液作結(jié)合劑,調(diào)制成泥漿狀,涂層厚度約為1.Omm,即能滿足要求。
? ? 防氧化涂料的配制,系根據(jù)釉的配料原則進(jìn)行的。主要有助熔劑,穩(wěn)定劑和酸性氧化物,其關(guān)鍵是控制鉀、鈉的含量,能形成釉而不滴落。若含量過(guò)大,熔融和冷卻的過(guò)程中,將會(huì)發(fā)生較大的膨脹和收縮,致使涂層出現(xiàn)裂紋;涂料的細(xì)度為0.04mm的占70%一90%。過(guò)細(xì)時(shí),顆粒表面張力大,易發(fā)生脫層,同時(shí)易被磚面或磚縫吸收而變成千釉狀。涂料的最佳漿狀密度為1.6—1.8g/cm3。
? ? 在含碳不燒磚的表面上,涂敷防氧化涂料,其防氧化機(jī)理是,在加熱過(guò)程中,在900℃以下的時(shí)候,涂層逐漸形成了凝膠保護(hù)層,隔絕了空氣,防止了碳的氧化;高于900℃的時(shí)候,該凝膠保護(hù)層不斷的熔化,變成了一層連續(xù)均勻的玻璃相即釉面而阻止了空氣的侵入,起到了防氧化的作用。同時(shí),在900—1500℃的溫度范圍內(nèi),釉面有較高的黏性和附著性,不脫落,不產(chǎn)生釉滴,因此阻礙了碳的氧化過(guò)程,其氧化層深度的增加,也十分緩慢。
? ? 三、復(fù)合硅酸鹽涂料
? ? 復(fù)合硅酸鹽涂料是由天然鋁鎂硅酸鹽材料、輕質(zhì)填充料、結(jié)合劑和外加劑調(diào)制成膏狀而成的。該材料又稱為憎水型復(fù)合硅酸鹽節(jié)能保溫膏,簡(jiǎn)稱保溫膏。
? ? 復(fù)合硅酸鹽材料主要是含鋁鎂硅酸鹽礦物,呈纖維狀,質(zhì)輕、憎水,又叫做海泡石;其次是膨脹珍珠巖和石棉絨等填充料。結(jié)合劑和外加劑有水玻璃溶液、聚乙烯醇、硅溶膠、糊精和甲基纖維素等。當(dāng)配制保護(hù)層時(shí),采用酚醛樹脂作結(jié)合劑,并摻加烏洛托晶硬化劑。根據(jù)配合比要求,稱量復(fù)合硅酸鹽材料,攪拌均勻,再加結(jié)合劑和外加劑,調(diào)制成泡沫黏稠狀的膏體,裝桶密封,即為成品。
? ? 應(yīng)當(dāng)指出,在耐火纖維爐襯的表面上,通常采用Al2O3—Si02基涂料,涂層厚度1—2mm,分2—3次涂敷完畢。該涂料的配合比(%):小于0.09mm的高鋁粉70,0.2—1.Omm的氧化鋁空心球或高鋁質(zhì)顆粒料30。外加硅溶膠20、雙氫磷酸鋁10、甲基纖維素溶液5。這種涂料涂在耐火纖維爐襯的表面上,自然風(fēng)干后即與纖維牢固的黏結(jié)在一起,不經(jīng)烘烤,便可升溫生產(chǎn)。涂層耐高溫,抗氣流沖刷,因此能提高爐襯的使用壽命。