硅钢高温防氧化涂料开题报告.docVIP

1.文献综述 1.1课题来源 1.2课题背景及研究意义4%~6%。仅加热过程中钢坯的表面高温氧化就致使烧损率高达2.5%，平均烧损率也达1.0%以上。另外，钢制件的高温氧化还造成原料、能源和劳动力的较大浪费[1]。例如在钢铁生产中，钢坯、钢锭在轧制前，一般都要在一定温度（1250~1300℃）氧化性气氛的加热炉中加热或均热2~3h，甚至更长时间，因此钢铁表面会与气氛中的氧发生强烈的氧化反应，从而生成大量的氧化皮，烧损大使钢的成材率显著降低；修炉频率高、产量降低；燃料消耗多、炉子寿命短、制造成本高、产品表面缺陷增多等。实际情况中有的通过自动调整加热炉燃气组分、盐浴加热、快速加热和真空保护来实现钢的少氧或无氧化加热。但因其设备投资成本高，不利于大规模生产，而不能广泛推广。从工艺和经济角度考虑，目前较易推广的是防氧化涂敷技术，它是通过调节高温防氧化涂料体系中的功能组分，使其涂敷在钢坯表面形成涂层，起到保护的作用。钢铁零部件热处理防氧化涂层一般是一次有效的。即在加热工序完成之后，要求保护涂层必须从原零件表面去除干净。 随着国民经济的迅猛发展，电工钢板的需求量大，热轧硅钢片不但没有被淘汰，还在逐年增加。由于取向硅钢广泛的应用于国民经济的各个部门。例如我国目前变压器主要向两个方面发展：一是向特大型超高压方面发展，电压等级由220 V、330 V 和500 kV 向750kV，1000kV发展；二是向节能化、小型化、低噪音、高阻抗、防爆型发展。这些产品以中小型产品为主，如目前在城网、农网改造上被推荐采用的新S9型配电变压器[2]。相应的取向硅钢的发展也是向着这个方向发展，逐步提高产品的产量和质量，满足市场的需求。现在各个国家都在研究硅钢的热处理过程中的保护涂料，所以获得较好的抗高温氧化涂料，因此降低涂料的成本和提高涂料的抗高温氧化效果，将会带来巨大的经济效益，并且能够带来热轧硅钢板的热处理效果质的飞跃。 1.3国内外钢坯防氧化涂料的研究现状 在国外，钢铁的高温防氧化涂料的研究早已引起人们的关注。目前，美国、日本和西欧等国家和地区多采用以金属氧化物、微晶玻璃和成分复杂的混合物为基础的耐热涂料，以防各种碳钢、合金钢等在轧制、锻造和热处理时发生高温氧化。 对于采用玻璃，陶瓷一类非金属粉末作为金属和合金的防氧化涂层的研究工作从七十年代就开始了。一般情况下，无机高温抗氧化涂层即在工件进行热加工前涂敷耐高温玻璃－陶瓷涂料，形成完整的致密均匀的保护膜，隔绝高温炉气与金属表面的直接接触，保护其不被氧化，且在工件冷却后涂层易于去除，最终达到保护金属基体的目的。为了解决金属加工过程中的氧化问题，很多学者做了大量工作[3]。在美国、日本和西欧国家，工业上主要采用以金属氧化物、微晶玻璃和成分复杂的混合物为基体的耐热材料，在轧制、锻造和热处理各种碳钢、合金钢及多种合金时防止高温氧化[4]。例如以水玻璃为粘结剂的涂料，在1100℃以下可以起到很好的防氧化效果，但由于大量Na+、K+在1200℃以上时对金属有很强的腐蚀活性，会在烧结过程中和表面氧化层起反应，从而使基体露出表面，受到氧化和腐蚀[5]，而且涂料中的硅元素有可能形成铁橄榄石等与金属基体结合紧密的化合物，不容易剥离，从而使涂料的防氧化性能受损。 如美国Advanced Technical Products公司的ATP Metallurgical Coatings系列高温防氧化脱碳涂料，美国Duffy公司的condursal Z0095Scale Prevention防氧化涂料，英国Berktekt系列金属高温保护涂料，日本渗透株式会社的特许耐热涂料系列等，均在生产中得到广泛应用，收到了显著效果。有资料显示[6]，日本新日铁公司研制的金属铝系防氧化涂料用于特种钢，与不涂涂料的裸材相比，钢在加热过程中的氧化烧损减少了98%；其所研制的二氧化锰系防氧化涂料用于普通碳钢[7]，与裸材相比，钢的氧化烧损也可减少98%左右。而美国NALCO化学公司研制的NALCO84MB264涂料[8]涂于钢锭、钢坯表面，钢的氧化烧损能减少70%左右；而用于高碳钢和工具钢，其脱碳层厚度小于0.25mm。前苏联研制的防氧化涂料用于X15H5钢板坯上，氧化烧损减少25%~30%，提高了钢的表面质量。 我国钢铁高温防氧化研究的起步较晚。近年来，几家大型的钢铁企业相继对此展开了研究。 武钢研制了硅钢板坯加热用防氧化涂料，并获国家专利[9]，该涂料可使钢的氧化烧损降低70%~90%；包钢研制的高温防氧化钢坯涂料用于低碳钢，可以使钢坯炉内氧化程度较少40%~60%，减少全程氧化的30%，该项技术已通过相关部门鉴定[10]；攀钢自1991年以来，开始着手研究用于连铸板坯上的防氧化涂料，实验室模拟试验结果表明[5]，该技术可减少钢的氧化烧损60%~8