Способ обработки изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ( Ц 4 ЗС 28 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ выбранного иэ люминий, маргане содержании его Х, и дополнител из суспензни в лектрофильтров производствауппы, вкл металла, чающей а цинк прн 25-35 об покрытие ле пыли зоочистк марганца чах при 35 об.Х. титан,суспензи ьно наносятжидком стек- систем гао,До еталлическо отличаю- пыль электрофиль стки производства анца в рудовосста меет состав,2 особ по п с я тем, чт истем газооч.щ и тро лического ма ельных печах ме нови ас 5,9-7,8 7,2-30,Диоксид кремнияОксид марганцаОксид железаОксид алюминияОксид кальцияОксид магнияУглеродОксиды натрияи/или калия 1,0-1,2 7,4-9,6 0,9-1,0 6,6-8,4 стальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1 СПОСОБ преимущественно гра тродов для защиты о чающий нанесение на трода покрытия из с персного металличес жидком стекле и сушк отличающий целью повышения эфф ты, в качестве мелк металлического лоро БРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ,итированных элекокисления, вклюповерхность элекспензии мелкодисого порошка ву на воздухе,с я тем, что, сктивности защидисперсногошка берут порошок в рудовосстановительных пее содержании в суспензии 251171 Изобретение относится к защите различных материалов от высокотемпературного окисления, в частности к защите от окисления в процессе плавки графитированных электродов электропечей.Цель изобретения - повышение эффективности защиты электродов.Способ осуществляют следующим образом. 10 5,9-7,82,2-30,02,8-5,51,0-1,27,4-9,60,9-1,06,6-8,4 Диоксид кремнияОксид марганцаОксид железаОксид алюминияОксид кальцияОксид магнияУглеродОксиды натрияи/или калия Остальное Нанесение двух слоев указанного состава при укаэанномсодержании ком понентов в суспензии приводит к образованию плотного беспористого покрытия на поверхности электрода в процессе его эксплуатации. Это происходит следующим образом.При достижении 50о в электропечи температуры 450 С начинается окисление углерода на поверхности электрода кислородом газовой фазы и кислородом воздуха, оставшимся в порах электрода и адсорбирован ным поверхностью графита. Образующие" ся газообразные СО и СО вследствие наличия градиента концентрации дифНа рабочую часть графитированных электродов наносят покрытие из суспенэии мелкодисперсного металлического порошка в жидком стекле и просушивают его на воздухе, после чего на первый слой покрытия после просушивания наносят второй слой, причем в качестве материала первого слоя, прилегающего к электроду, используют мелкодисперсный порошок металла, выбб раиного из группы, включающей алюминий, марганец, титан, цинк при содержании его в суспензии 25-35 об.7., а в качестве материала второго слоя - пыль электрофильтров системгазоочистки производства металлического марганца в рудовосстановительных печах, причем в качестве дисперсионной среды также используют жидкое стекло, концентрация дисперсной фазы состав ляет 25-35 об,%.Пыль электрофильтров систем газоочистки имеет состав, мас.Х: 564фундируют по порам двухслойной обмазки наружу. На этом этапе покрытие еще пористое и не препятствует удалению образующихся газов и паров воды.При достижении температуры 700- 800 С начинается окисление металла,овходящего в состав первого (внутреннего) слоя, для которого отношение объема окисной формы к объему металла Чц/Чц находится в пределах 1,21,8, При этих условиях интенсифицируется окисление углерода. Если окисление происходит за счет кислородагазовой фазы, скорость окисления металла при этих температурах оказывается ниже скорости окисления углерода, и выделяющиеся газообразные продукты последней реакции (СО и СО ) препятствуют росту оксида металЛавнутрь пор, их закрытию и образованию плотной пленки покрытия, поэтому процесс окисления металла первого слоя необходимо проводить ускоренно. Этому способствует второй слой покрытия, состоящий из малопрочных оКислов которые плавятся в этом же ин0тервале температур (700-800 С), Образующийся расплав становится источником активной формы кислорода, взаимодействующего с металлом первого слоя покрытия со скоростью, во много раз превышающей скорость окисления углерода.За счет увеличения объема окисной формы металла первого слоя поры, через которые отводятся СО и СО , закрываются, и покрытие образует йлот. - ную пленку на поверхности электрода, исключая прямой контакт графитированного электрода с кислородом печной атмосферы и его окисление.Таким образом, использование в качестве материала первого (внутреннего) слоя порошка металла, выбранного из группы, включающей алюминий, марганец, титан и цинк с отношением /7 в пределах 1,2-1,8 и при его концентрации в суспензии 25-35 об.7., обеспечивает полное закрытие пор в покрытии и,защиту электрода от окисления.аСнижение концентрации порошка металла первого слоя в суспензии менее 25 об.7. приводит к увеличению пористости покрытия, которое не может быть компенсировано за счет увеличения объема металла при его последующем окислении.3 1171При повышении концентрации порошка металла в суспензии более 35 об.7 плотность суспензии возрастает настолько, что затрудняется нанесение ее на электрод, снижаются Физическая прочность покрытия и адгезия его кэлектроду.Использование в качестве материала второго слоя малопрочных окислов с температурой плавления 700- 1 О 800 С обеспечивает условия для ускооренного окисления металла первого слоя за счет активного кислорода расплава этих окислов, а использова. ние с этой целью отходов производст ва - пыли электрофильтров систем газоочистки производства металлического марганца в руцовосстановительных печах делает предлагаемый способ особенно эффективным. 20.Уменьшение концентрации пыли ниже. указанных пределов (25 об.%) приводит к нехватке активного кислорода на полное окисление металла первого слоя покрытия, в результате чего по крытие получается пористым и не повы- шается эффективность защиты.Повышение их концентрации в суспензии сверх 35 об.% приводит к получению студнеобразной смеси, нанесение которой на поверхность первого слоя затруднено. При этом резко снижаются адгезионные свойства покрытия.П р и м е р. Для получения защитного покрытия готовят суспензии на основе жидкого стекла (70 об.7), Для первого (внутреннего) слоя с порошком магния, титана, алюминия, марганца, хрома (30 об.% в каждой суспензии), для второго (наружного) слоя с пылью электрофильтров (30 об.%).Кроме того, готовят суспензия, используемые согласно известным .способам, в частности суспензию, содержащую мас.7: Как видно иэ табл.2, применение смеси малопрочных окислов с т.пл.700 о800 С обеспечивает наибольшее сниже" ние окисления образца (на 50,.9-55, 1%). Уменьшение и увеличение температуры плавления выше указанных пределов ухудшают защитные свойства покрытия.Таким образом, как видно из приве" денных данных, предлагаемый способ в 1,5-2 раза повышает стойкость электрода к окислению, Окисление электрода снижается на 35"55%,тогда как по известным способам - на 22-24,8%, причем наилучшие результаты получены при использовании в качестве мате" риала первого (внутреннего) слоя алюминиевой пудры (Чщ, /Ч,. 154) при 20 5 20 3 20 ОстальноеКарбид кремнияАлюминиевая пудраБарная кислотаКарбид титанаТетраборат натрияВода и суспензию, содержащую 50 г порошкацинка, 50 г порошка алюминия и 90 мпжидкого стекла (примеры 8 и 9). Суспензии наносят на образцы иэспектрально чистого графита длиной80 мм диаметром б.мм путем окунания 564 фи просушивают на воздухе каждый слойв течение 2 ч,Водную суспензию наносят с известным способом 1 .Все образцы испытывают на окисляемость в проточной термогравиметрической установке с программированным нагревом, позволяющей вести непрерывн 0запись изменения веса образца. Скорость нагрева образцов составляет10 град/мин до 1000 С, после чегоОделается 30-минутная изотермическаявыдержка. Расход воздуха поддерживается постоянным и составляет 200 смз/мин,Составы испытанных защитных покрытийи результаты испытаний приведены втабл.1,Как видно из табл. 1, наибольшийпротивоокислительный эффект дают покрытия, содержащие алюминий, титан,марганец, цинк, у которых отношениеЧ /, находится в пределах 1,2-1,8(например, титан, алюминий, марганец).Снижение окисляемости электрода посравнению с контрольным образцом (безпокрытия) достигает 35,5-55, 17.Применение для внутреннего слояпокрытия других металлов, в частностимагния, с Ч /Ч т ниже 1,2 и выше1,8, например, приводит к резкомуухудшению свойств покрытия, в результате чего снижение окисляемостиэлектрода достигает всего 15,9 и 21%.Если для Формирования наружногослоя использовать другой материал,в частности смесь других окислов,отличных от входящих в состав пыпиэлектрофильтров, что соответственноизменяет температуру плавления этогослоя, эффективность защиты намногониже,что видно иэ данных табл.2.Таблица 1 ОтношеВес образца, г Приведенный расход электрода,мг/г Состав суспензиидля защитного покрытия Повышение стойкости Пример ниеЧомвтдля металлавнутреннегослоя После испытаний До нанесенияпокрытия,с покрытием посэлектродак окислению Наружный слойВнутренний слой по отношению к исходному,мас.Е ле просушки на воздухе 1 Без по 5, 1429 4,0424 214 крытия Порошок Пыль 0,81 магния электро- (307) Фильтров, 1280 6,1922 180 15,89 4 Порошок То же 1,20 титана (ЗОХ) 35,50 5 2318 7,2735 138 1,54 5 2173 6,7205 7,2214 Порошокалюминия2,07 5 2001 6,3002 7, 1792 169 21,03 8 Известнаясуспензия 11 24,77 5 ф 0064 599116,7230 161 9 Известнаясуспензия21 22,43 166 5 2715 6,01826,8932 5 1171564 6концентрации ее в суспензии 30 об.7 тем газоочистки цехов по производсти при использовании во втором слое ву металлического марганца и ферропыпи электрофильтров с температурой марганца, повышает качество получаеплавления 7 бО С при ее концентрации мых ферросплавов за счет уменьшенияов суспензии 30 об.У. сколов и осыпания электрода, уменьПредлагаемый способ защиты рабо- шает выделение. оксидов углерода в чей части графитированных электродов окружающую среду при работе рафиниувеличивает стойкость графитированных ровочных печей.электродов к окислению в 1,5-2 раза, Все это позволяет использовать снижает стоимость покрытия за счет Ю изобретение для защиты графитированиспольэования отходов "большой" ме" ных электродов электропечей от окисталлургии - ныли электрофильтров сис- ления в процессе плавки металлов..1 окры-тие После испытания просушки навоздухе 6,4993 5 0980 ,й 650 135 36,92 7, 1875 50,93 6,6992 105 700 5 1675 7,2418 5 2173 7,2214 67205 760 96 55, 14.54,20 5 2015Аев6,7609 800 7,2706 840 5 223.1 7,3118 6,6746 122 43,00 П р и м е ч а н и е. Внутренний слой покрытия во всех опытах имеет постоянный состав - 30 об.7 алюминиевой пудры, жидкоестекло - остальное. Второй (наружный) слой покрытиясодержит 30 об.Х смеси малопрочных окислов, жидкоестекло - остальное. Составитель Л,КазаковаРедактор С.Саенко Техред А.Бабинец Корректор Е. Сирохман Заказ 4823/29 Тираж 900ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 второго (наружного)слоя, С До нанесения покрытия/с покрытием после вПриведенный расход электрода, мг/г Повышение стойкости электрода к окислению по отношению к исходному, мас.Х