Способ защиты углеграфитовых материалов от окисления

ОПИСА ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУп 11 310508 Союз Советских Социалкстических Республик(22) Заявлено 23.07.69 (21) 1350130,23-2 с присоединением заявки ЛЪ М. Кл. С 0 Ь 31 Государственный комитет 32) Приоритетпубликовано 25,01.75. Бюллетень Мата опубликования описания 02.03.7 овета Министров СССпо делам изобретений. Гусев 71) Заявитель 4) СПОСОБ ЗАЩИТЫ УГЛЕГРАФИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ ОКИСЛЕНИЯУглеграфитовые материалы находят все более широкое применение в химической промышленности (теплообменники, реакторные колонны), а также черной и цветной металлургии (электроды дуговых печей, катоды и аноды алюминиевых электролизеров, крпсталлизаторы) .Одной из основных причин, препятствующих широкому распространеншо углеграфитовых материалов, является их высокая окнсляемость в воздушной атмосфере. Так потери от окисления электродов дуговых печей составляют до 50% расхода материала электрода, При больших габаритах деталей наиболее технологичный способ защиты углеграфитовых деталей от окисления - нанесение поверхностных окисных пленок методом напыления.Вследствие дешевизны и недефпцитности наиболее перспективно применение окиси адо. минпя. Однако плазменнонапыленные покрытия из окиси алюминия отличаются высокой пористостью (10 - 15%), делающей покрытие газопропицаемым и плохо защищающим графит от окисления.Известен способ получения жаростойкого самозалечивающего покрытия путем добавления к окислам алюминия, магния, циркония, добавок металлического кремния и последующего плазменного напыления приготовленной таким образом шихты. Кремний имеет сравнительно невысокую температуру плавления и, расплавляясь, заполняет поры и неплотностп покрытия. В зависимости от условий работык окислу добавляют от 25 до 50% 5 кремния. Однако получаемое покрытие недостаточно термостойко; прп любых режимах напыления расплавления кремния не наблюдается и покрытие остается газопроницаемым; в некоторых случаях, например прп защите от 10 окисления анодов алюминиемых электролизеров, недопустимо попадание кремния в жидкую ванну алюминия.Предлагаемый способ отличается тем, что всостав шпхты вводят 10 - 15% порошка алю минпя. В процессе напыления и формированияпокрытия добавки алюминия, окисляясь, закупорпваот поры, способствуя образованшо закрытой порпстостп и повышению газоплотности и окислптельной стойкости углсграфито вых деталей с покрытпсм.П р и м е р 1. Графптовые образцы маркиГЧЗ диаметром 20 мм и длиной 40 мм покрываются покрытием на основе окиси алюминия путем распыления порошка окиси алюминия с 25 добавками: 5, 10 и 30% алюминия; 10 и 30%кремния; без покрытия. Образцы помещают в муфельную печь, нагревают до 950 С и выдерживают прп этой температуре в течение 24 час. Затем по потере в весе определяю- ЗО угар образцов. Наименьшее значение угара310508 Пр имер 2. Образцы обожженного анодаразмером О 40 К 40 без покрытия и с покрытием с 10% А в шихте испытываются на воздухе в течение 12 час при 900 С. За это время 5 угар образца без покрытия составляет 82,7%,а с покрытием - всего лишь 0,86/в, т. е. скорость окисления образца с покрытием в 100 раз ниже, чем у образца без покрытия. Угар (г/смг) за время, час Состав шихты для напыления 24 18 12 0,011 0,030 0,155 0,040 0,045 10 щ и й с я тем, что, с целью повышения газоплотности и стойкости к окислению при высоких температурах, в состав шихты введено 10 - 15% порошка алюминия. Предмет изобретен и я Составитель Н. Семенова Техред Т. МироноваКорректор Е. Кашина Редактор Н. Корченко Заказ 444/2 Изд. Мг 318 Тираж 593 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр Сапунова, 2 свидетельствует о наилучших защитных свойствах покрытия.Результаты испытания приведены в таблице.Как видно из таблицы, наилучшими защитшями свойствами обладает покрытие с 10% алюминия в шихте. По сравнению с покрытием с добавками 10 и 30/о кремния окислительная стойкость его выше соответственно в 4 и 4,5 раза. Графит ГМЗ без покрытияА 120 з+530 А 1А 1202-1-30",4 АА 12 О 3+ 10 0А 120 з+30,0 51 Способ защиты углеграфитовых материалов от окисления путем плазменного напыления шихты да основе окиси алюминия, о т л и ч а ю 0,264 0,030 0,01 0,015 0,028 0,020 0,029 0,445 0,035 0,01 0,017 0,025 0,030 0,036 разруаается0,13 0,012 0,020 0,096 0,035 0,040