Состав покрытия

(54)(57) СОС силикатных ф Фторид кальц о т л и ч а с целью пов алюминию и е плавленый Фт вательеупорноймии Ураль тельно пе дующем соотмас.й: Плавлень Полифос Пентоксид 60 фторид канатрияванадия СССР977 госУДм ственнцй Комитет соПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕтиний йбтйРЬ%(71) Восточный научно-исследский и проектный. институт огпромышленности и Институт хиского научного центра АН ССС(прототип),ТАВ ПОКРЫТИЯ для алюмоутеровок, содержащий ия и полифосфат натрия, ю,щ и й с я тем, что,ышенин устойчивости к го сплавам, он содержит орид; кальция и дополтоксид ванадия при слеошении компонентов,2 О Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано в цветной металлургии цля защиты ялюмосиликятных футеровок ня контакте с алюминием и его сплавами, например в индукционных канальных печах,Известен состаь покрытия на основе оксида бора, наносимого на шамотну.-,ь;у;. р;,в1 ОК недост:.к:.; такого покрытия относится то что оксид бора образует легкоплавкие химически неустойчивые стекла., При частичном окислении расплава алюминия появляется его ок 15 сид, а прн отсутствии которого количество тетраэдров ВО, трехмерно связанных в пространственную сетку,резко уменьшается, что ведет к расслоению защитной обмазки и последующему разрушению ее в процессе плавкиметалле, Открывавшийся шамотный огнеупор интенсивна взаимодействует наконтакте с алюминием. На поверхностифутеровки образуются шлаковые настыли,сцементированные металлическим алюминием,:ремнием, железом, Настылиэятрудн.".зт чиску ванны. Расплав заг-,язвит -: немеалли .ескими включениЗОНаибоп. близким к предлагаемому-.-.:-.ч":с. состав покрытия для защиты. апког-л нкат-.ых футеровок алюминиевых о.:-г; в .и:,нь 1 х печей, содержащий Фтор:. кальц;я огнеупорную глину и 35 фосфятное связующее, в частности полифосфят натрия 2 .Недостатком известного покрытия является низкая металлоустойчивость. Образующийся при термическом разложеО нии глинистого компонента покрытиясвобод.:.ь, циоксид кремния в присутствии расплава алюминия легко подвергается алюмотермическому восстановлению, Появляющийся металлический крем ний, смешиваясь с алюминием, образует сплав силумин, с массовой долейкрния 11,.77 и температурой плавлени 577 С, В индукционных канальныхпечах в течение технопо;ического 5 О цикла плавки температура алюминиевых.сплавов в ванне и каналах колеблетсяв пределах 660-1100 С. Таким образомконтактирующии с покрытием слойметалла значительно перегревается.Перегреть силумин обладая низкойвязкостью., проникает в Футеровку,чтс приводит к ее разрушению. Цель изобретения - повышениеустойчивости к алюминию и его. сплавам,Поставленная цель достигаетсязя счет того, что состав покрытияфутеровок, содержащий фторид кальцияи полифосфат натрия, содержит плавленный Фторид кальция, пентоксид ванадия, при следующем соотношениикомпонентов, мас.7:Плавленый Фторидкальция 50-60Полифосфат натрия 35-38Пентоксид ванадия 2-15Это решает задачу создания покры"тия для алюмосиликатных футеровок,отличающегося высокой металлоустойчивостью к алюминию и его сплавам, способного значительно повысить стойкостьфутеровок тепловых агрегатов, наиример,индукционныхканальных печей,Сущность заключается в использовании термодинамической стабильности фторида кальция и пентоксида ванадия в расплавах алюминия и его сплавов, а также способности пятиоксида ванадия образовывать с оксидом алю"; миния вязкий расплав ванадиеной бронзы, уплотняющии контактный слой алюмосиликатной футеровки и препятствующий химическому взаимодействию огнеупора и выплавляемого металла.Фторид кальция, используемый в предлагаемом составе покрытия в плавленом виде, обладает микроячеистой, сотовой структурой и ростом при термическом нагреве до 850 С. Этим объясняется более низкая пористость покрытия на основе плавле"ного дифторида кальция, что приводитк повьшению металлоустойчивости впредложении,При массовой доле фторида кальцияв покрытии более 607 повышается огнеупорность материала, следовательно,при нагреве ухудшается его спекаемость, покрытие образуется с проницаемой канальной пористостью, чтоснижает металлоустойчивость футеровки в целом, Если массовая доля Фторида кальция в покрытии менее 507, тоснижается огнеупорность материала,следовательно, повышается вероятность чрезмерного оплавления футеровки при перегревах металла, имеющихместо в плавильном канале индукционной единицы.3 1159911 ф Повышение массовой доли пентоксида ванадия в покрытии более 15% повышает содержание жидкой Фазы во время службы Футеровки за счет. легкоплавкости пе 11 токсида взнядия .,Окрь тие на контакте с рас 111 аврм быстро разрушается в результате гидродинамической циркуляции последнего а металлоустойчивость снижается:При массовой доле пентоксида ванадия "1 в покрытии менее 57 уменьлается коли= чество ванадиевой бронзь 1 щелочного металла, что снижает адгеэию покрытия к алюмосиликатной Фу 1 еровке при разогреве теплового агрегата. Пок рытие получается некачественным и легко разрушается потоками металла.Повышенная массовая;:оля полифосфата натрия более 38% спо.обствует увеличению Открытой пс 1 с о - 22 сти покрытия., испаряющаяся влага повьппает процент канах 1 ьнОЙ пористостй следовательно, в службе происходит инфильтрация расплава в Футеровку и ее разрушение, Сниле 11 ие массовой 2 доли полифосфата натрия киже 357 вызывает технологические трудноси нанесения покрытия на Футеровку.ДЛя изготовления контрольных образ" цов, соответствующих составу покрытий 31;: предлагаемого и известного,берут плавленый фторид кальцияпентоксид ванадия, химический реактив фторид кальция, огнеупорную глину Нижне-Увельского месторождения. Зерновой сос: ав смесей следующий, мас,71Фракция 16-56 мкм 30-40Фракция 30-40 мкм 60-20В качестве связуюЩего применяют водный раствор гексаметафосфата натрия, кажущейся плотностьк 142 гс.1".П р и м е р 1:. Массу для покрытия готовят механическим с .е 11 енчем всухую:, 60 мас.7, плавленного Фторида кальция и 2 мас.7. пентоксида ванадия, псспе 4; чего увлажняют связывающим до консистенции позволяющей нанОсить покрытие строительной кистью. Покрытие наносят на внутреннюю поверхьсст 1:, ш:огнь 1", тигпеи, предварительно смоченную Бй полифосфатом нагрия. Шамотные тигли емкостью 25 с,:прессу 10 т при давлении 60 1 П 1 а,. Ио,.оцяиз рекомендаций по зерновому соста 1 у режимам смешения и термообработк: дляобычных шамотных изделий. Открытаяпарис,.11"1 ей Составляет 21-23% Тигли с нанесенным покрытием сушатб Ф при 120 С и обжигают при 1000 С. Скорость подъема температуры составляет 15 С в мин. Изотермическая выдержка при конечной температуре 2 ч.Технологические приемы смешения, нанесения покрытия, а также режим и условия термообработки остальных примеров (2-Я аналогичны примеру 1.Бэготовление образцов рассмотренных составов производят следующим образом:Шихту увлажняют полифосфатом натрия плотностью 1,42 г/см до влажности 6%. Затем при давлении 60 МПа прессуют образцы, сушат их при 120 С в течение 2 ч и обжигают при 850 С, Скорость подъема .температуры в про,цессе обжига составляет 1,5 С в мин, изотермическая выдержка при конечной температуре 4 ч.Металлоустойчивость определяют стациоиарным тигельным методом, Скорость подъема температуры составляет 1,5 С в мин. Изотермическая выдержка при конечной температуре 48 ч. После этого тигли охлаждают вместе с печью,Сравнительные данные свойств покрытий приведены в таблице.Тигли с покрытием предлагаемого состава 2 имеют незначительную пропитку расплавом алюминия, Отсутствие корроэионного разрушения объясняется тэм, что расплав образовавшихся ванадиевых бронз уплотняет контактный слой алюмосиликатного огнеупора .и препятствует химическому взаимодействию его с металлом. Металлоустойчивость предлагаемого покрытия превы" шает в 4 раза металлоустойчивость иэ:эестно 1 о покрытия.11 окрь;тне на основе плавленого Фториа кальция и пентоксида ванадия прочно прилипает к поверхности тиглей, НЕ О 1.":-,.аэует трещин и .дефектов после сушки и обжига, обладает более низкой, открыой Аористостью. Кроме того, определяют относительное удлинение .б: аэцов из плавленного фторида а 1 ь 11 ия и химического реактива фторида кальция при нагревании до 850 С. Образец иэ плавленого Фторида к.пь.ия имеет при температуре службы теркк еское расширение 1,04%, а у известного - усадку, составляющую при 850 С 10, 1%, что увеличивает открь 1 тую пористотсть покрытия до11.59911 Глубинареакционной эоны,Маркировкасоставя Мас.З Открытаяпористостьпокрытиййосле обКоррозионное разрушение, 7 жига при850 С,З 60 О;8 21 Пентоксид ванадия 38 Полифосфат натрия Фторид кальция Отсутствует 0,5 2 Пентоксид ванадия Полифосфат натрия 37 фторид кальция 0,8 0,3 3 Пентоксид ванадия Полифосфат натрия Известный фтоид кальция 13 4 Огнеупорная глина 18 Полифосфат натрия Вода Фторид кальция 53 39,5 Огнеупорная глина Полифосфат натрия 23 Вода ВнИИПИ Заказ 3686/21 Тираж 605 Подписное Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная. 4 5 Вещественный состав покрытияПредлагаемый 1 Фторид кальция 407 и приводит к снижению металло- устойчивости,Основным преимуществом разработанного состава покрытия является незначительная пропитка и .более высокая металлоустойчивость к расплавам и шлакам алюминиевого производства, превышающая в 3-4 разаметаллоустойчивость известных покрытий.