第10卷第5期 2010年10月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
钢坏热轧高温防护功能涂层研究及应用进展王晓婧，叶树峰"，徐海卫"，魏连启，周旬2，陈运法
Vol.10 No.5 Oet.2010
(1.中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京100190：2.中国科学院研究生院，北京100049：3，首钢技术研究院，北京100043)
摘要：对钢坏热轧高温防护功能涂层研究(涂层分类、组分分类、保护机理)及其实际应用进展进行了概述，归纳指出涂层基本组成是以高熔点物质(如SiO2,Al,Os，MgO)和低熔点物质(如TiO2,CaO)作为基材，水玻璃、硼酸盐和磷酸铝类为粘结剂，并配某些功能组分为特殊成分。论述了涂层材料的主要防护机理和设计原则，并指出增加涂层对不同钢种及使用条件的适应性，提高涂层材料保护效果、稳定性、最浮性，解决喷涂均匀性、粘附性间题及保证涂层的热传导性能等是未来涂层研究的发展方向，
关键词：涂层；防氧化；脱碳；钢坏；高温防护
中图分类号：TG178
1
前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)051030-11
物而逃逸，造成脱碳，脱碳层比基体软，易变形，易形
钢铁是用途最广泛的金属材料，其产量往往是衡量
一个国家工业化水平和生产能力的重要标志，在钢铁产量快速增长的情况下，钢材的后续处理工序，不论是轧制、锻造，还是泽火、退火、正火等，都需要经过二次高温处理。加热过程中，金属基体与气氛之间发生化学反应，会导致氧化、脱碳和元素贫化等问题12]，金属与氧发生反应，产生氧化皮，加热时间越长，温度越高，氧化烧损越严重(3，高温氧化还会造成原料、能源和劳动力的严重浪费围，据统计，我国粗钢产量占全球产量的38%以上，2008年达5亿t.按以往3%的总氧化率计，氧化损耗量为1500万t/a，相当于一个大型钢厂的年产量。伴随着氧化，脱碳现象也很严重(5.6]，炉内氧化性气氛与金属基体表层中的碳相互作用，形成碳的气态氧化
成裂缝，从而导致钢材抗拉强度和屈服极限下降，降低工件质量，影响钢材性能和使用寿命[57,]，特别是某些钢种，如高碳钢、弹簧钢等，大量脱碳导致强度下降，严重影响钢材质量(6)
近年来，我国钢铁产量逐步增加，燃料、原材料供应及运输能力紧张的矛盾更加激烈，而钢材价格水平总体已开始呈下降趋势.钢铁企业为保持可观的利润水平，需要节约能源、降低消耗，提高钢材成材率，即单位粗钢生产的成品钢量增加.其中，提高成材率的重要手段是在钢坏加热过程中进行保护，具体方法有很多种针对加热炉的改善和钢坏本身的保护都能达到效果，常用方法见表1，其中涂层保护的方法操作简单、成本低、使用方便、适用范围广，
表1钢还高温防护方法比较
Table1
Method
Heating in a sheathed case
Vacuum or controlled atmosphere heating
Heating in salt bath Polishing or taming Improving heating rate Oxidation resistant coating
Comparison of different methods forbillet protection at high temperature Applicatioe/advantage
Limitation or problem
This method is time-consuming with poor working condition,
Prevention of oxidation of bronze or iron Its protective effect is ideal.
It is applied to carbon tool steel, alloy tool steel and
high-speed tool steel and has the advantages of constant temperature and being,precisely controlled.
This method is used to remove the decarburized layer of end product
It can prevent ferritic decarburization
The coating method has the advantages of simpleness, low aees jo ease preassaons
and polishing performance is reduced. But its protective effect is not ideal.
Because of the complex equipment, high investment and strict operation management, its application is limited in small and medium scales.
It causes severe pollution and great energy consumption
It not only increases technology links, but also brings about
the abnormal problem of deepening decarburized layer. It raises the current of roiling mll, inducing the damage to service life, and it is hard to generalize
Ref.[6]
[7][ot[ut[6][z]
收稿日期：20100809，修回日期：20100907
基金项目：国家科技部重大科技支撑项日基金资助(编号：2006BAC02A14)：国家自科学基金资助项目(编号：50774073)：中国科学院知识创新工程重
要方向基金资助项月(编号：KGCX2-yw-224)
作者菌介：王晓端(1985-)，女，北京市人，顽土研究生，化学工程专业：叶树峰，通讯联系人，Te:010-62588029,E-mail:stye@home.ipe.ac.cn
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