Способ защиты металлических изделий от окисления и обезуглероживания при нагреве

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоцналнсткческниРеспублик и 749913 з(22) Заявлено 14,06,76 (21) 2373956/22-02 С 21 В 1/70 с прнсоелнненнем заявки М -Гооударстевнный комитет СССР по делам изобретений и открытий.785,02 (088,8) Дата опубликования описания 28,07,80 Ю. И. Блинов, Я, Н, Липкин, Н, А, Богатов, В, ф, Степаненко, Я, И, Гольдштейн и В, Х. Касьян(72) Авторы изобретения Вд -рУральский научно-исследовательский институт. 6.г чЬлХ0 фтрубной промышленности(54) СПОСОБ ЗАШИТЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ОТ ОКИСЛЕНИЯ И ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано, в частности, при изготовлении металлоизделий подвергаемых высокотемператур ному нагреву в пламенных печах.Известны способы защиты поверхнос 5 ти металла от окисления и обезуглероживания заключающиеся в предварительном нанесении на поверхность металла защитных покрытий в виде порошка со связующим или шликера 13 и 23тоИзвестен также способ защиты поверкности металла от окисления путем предварительного нанесения на поверхность покрытия, которое в процессе нагрева15 плавится и образует стеклянную пленку прецохраняющую поверхность изделия от окисления при высоких температурах 31,Недостатками известного способа являются: снижение производительности операцич нагрева ввиду наличия слоя холодного неплотного покрытия, снижения экономических показателей операции наг. рева; невозможность применения способа 2в высокопроизводительных проходкак печак (роликовые, с шагающими балками ицр.) из-за механического разрушения нерасплавленного покрытия при низких температурах,Возможность образования пор и трещин покрытия под действием аэродинамического потока горючих газов.Цель изобретения - повышение производительности.Это достигается тем, что изделия,нагреваемые в окислительной среде,предварительно подогревают цо 400700 С, после чего наносят покрытие ввиде расплава, подаваемого потоком смеси продуктов горения топлива и порошкаматериала защитного покрытия, причемпокрытие можно наносить слоями, черецуя периоды нагрева и нанесения покрытия. Предварительный нагрев изделийФцо 400-700 С позволяет при сохранент 5 ивысокой тепловой производительности пе"чи и экономичности использования топлива подготовить поверхность под нанесение покрытия иэ расплава с максимальной адгезией расплава к поверхности.При этом получаются минимальныепоры, покрытие плотное и хорошо удерживается на поверхности изделий.Послойное нанесение покрытия позволяет наносить различные по составу покрытия для каждого температурного интервала всего периода нагрева, что обеспечивает качественную защиту во всем 10интервале температур нагрева, Нанесениепокрытия первого слоя обладающего существенной разницей в коэффициенте термического расширения с металлом,притемпературах ниже 400-700 С, позволяет после нагрева при температурах, не"впйяющих на изменение качества поверхности, отделять от него покрытие и передавать чистые изделия для дальнейшейобработки,20Перевод в расплав покрытия первогослоя окислов и других загрязнений поверхности позволяет повысить эффективностьдействия защитного покрытия путем дополнительной чистки поверхности металла,На чертеже изображено устройстводля осуществления способа. Нагреваемоеизделие 1 размещено на транспортномрольганге 2 в камере нагрева 3, содержащей горелки 4. За камерой нагрева 3расположен узел нанесения покрытия, состоящий иэ горелочного блока 5 и сопла 6подачи аэросмеси порошка покрытия. Заузлом нанесения покрытия расположеныряд нагревательных камер 7 с горелками 4, между которыми могут располагаться один или несколько узлов нанесе-ния покрытия,с горелочными блоками 5и соплами 6. 40Нагрев изделий осуществляется следующим образом.Обрабатываемые изделия 1 по рольгангу 2 перемещаются в камеру" подогрева 3, где нагреваются до температуры400-700 С на поверхности изделий. Такой нагрев проходит с минимальнымокислением металла и с весьма незначительным расходом тепловой энергии, Перемещаясь по рольгангу 2, изделие 2, закамерой подогрева 3 попадает в зонудействия факела горелочного блока 5, который в направленном газо- пламенномпотоке несет расплавленные частицы материала защитного покрытия, подаваемого 55через сопло 6, В виду того, что темпера-тура поверхности изделия 1 значительнониже (на 300-400 С) температура кристаллиэации материала покрытия, на нейобразуется прочная пленка покрытия, которая не отделяется от поверхности изделия 1 при перемещении по рольгангу 2в камере нагрева 7. Для более качественной защиты, на поверхность изделий 1,последовательно воздействуют потокомтепла в камере 7 и защитным покрытием,наносимым при помощи горелочного бло-.ка 5 и сопла 6, установленных по длинекамеры 7, чередуя периоды нагрева снанесением покрытия, В зоне действияфакела горелочного блока 5 (узла нане"сения) одновременно с нанесением покры тия осуществляется и нагрев по заданному режиму термической обработки.Для нанесения защитного покрытияможно применять порошки, полученныепутем сухого помола стекла или эмалевой фритты. При этом подбирается состав, обеспечивающий отделение покрытияот металла при охлаждении иэделий засчет существенного различия коэффициентов термического расширения покрытия иметалла,Предлагаемым способом можно осуществить практически полную защитуметалла от окисления, обезуглероживания или других поверхностных взаимодействий диффундирующих компонентовметалла с газами. Это достигается благодаря воэможности нанесения толстых исплошных покрытий, что обеспечиваетсянаправленным газовопламенным потоком,несущим расплавленный материал,Защитный материал может быть многократно использован путем помола в порошок после отделения от поверхностиохлажденного изделия,Предлагаемый способ может бытьиспользован при нагреве заготовок передпрокаткой в печах с перемещаемым подом (например, в кольцевых), В этомслучае можно применять эмали или стекла, которые при температуре обработкинаходятся в расплавленном (размягченном) состоянии и в таком виде удерживаются поверхностью,Применение предлагаемого способапри термообработке, например труб изстали марки ШХ, а также котельных труб, позволит избежать операцииудаления обезуглероженного и окисленного слоя, а также увеличить выходгодного,формула изобретения1, Способ защиты металлических изделий от окисления и обезуглероживания749913 й да 4 Составитель А. СекейРедактор Л. Лашкова Техред М.Келемеш Корректор ницкая Подписноекомитета СССРткрытийкая наб., д, 4/5 Тираж 608Государственного м изобретений иква, Ж, Рауш Заказ 4558/20 ЦНИИ ПИ по дел 113035, Моспри нагреве, включающий нанесение защитного покрытия, например, стеклянного или эмалевого, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности, поверхность изделия нагревают до 400-700 С, затем возодействуют потоком смеси продуктов сгорания топлива с порошком защитного покрытия.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что покрытие наносят слоями, чередуя периоды нагрева и нанесения покрытия. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США М 3415691,кл, 148 6, 11, опублик. 1966,2, Патент Японии Ж 27926,кл. 10 А 710,1, опублик. 1970,3. Авторское свидетельство СССР М 417495 ю кле С 21 ) 1/701 1972.