Эмалевый шликер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я. Го(71) Магнитогорский металлургический комбинат им. В, И. Ленина(56) Авторское свидетельство СССРМ 950689, кл. С 03 С Г/16, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 1105483, кл, С 03 С 8/16, 1984.ТИ-Я Ш-86 Магнитогорского металлургического комбината, 1990.(57) Использование: для получения эмалевоПредполагаемое изобретение относится к производству товаров народного потребления, в частности к созданиюэмалевых покрытий для стальных изделий,Известен состав эмалевого шликера, содержащий, мас, ч,:Ф ритта 100Глина 1 - 5Песок 1 - 30Электролиты 0,1 - 0,5Гипсовое вяжущее 0,05 - 1,0Вода 45 - 65Недостатком этого способа являетсявысокая пористость покрытия (газовые пузыри) и низкая прочность сцепления эмалевого покрытия с металлом,Известен также состав эмалевого шликера, содержащий, мас.%:Фритта 53 - 60Кварцевый песок 5,24 - 16.БЦ 1763401 А 151)5 С 03 С 8/16 го покрытия, в частности для грунтового покрытия при эмалировании стальных изделий. Сущность изобретения: эмалевый шликер содержит, мас, ч фритту системы 502 - В 202 - А 120 з - Т 1 02 - СаО - В 20 100, буру 0,15 - 1,0, молибденовокислый аммоний 0,05 - 0,15, воду 35 - 50, огнеупорную смесь, состава, мас. ч,: кварцевый песок 72, полевой шпат 13,5, хромомагнезит 4,5, глину 9 и буру 1 - 15 - 25, порошковую микро- кристаллическую целлюлозу 0,1 - 5,0, натрийкарбоксиметилцеллюлозу 0,1 - 4,0, хлористый алюминий 0,02 - 0,5, Характеристика покрытия: прочность 98,2 - 99,8%, содержание в пок 2 оытии крупных пузырей 3000 - 5100 шт/м . 3 табл. Глина 2,3 - 3 Окись хрома 0,6 - 1,1Молибденовокислыйалюминий 0,6 - 0,8 Кристаллическая бура 0,1 - 0,16 Вода 26 - 29 Свинцовый глет 0,01 - 0,06 Недостатком известного эмалевого шликера является низкая суспендирующая способность, которая снижает приставаемость шликера к поверхности изделия, в результате чего ухудшается качество готовых изделий (наблюдается наличие крупных пузырей).В качестве прототипа взят эмалевый шликер, содержащий фритту системы 202 - В 20 з - АЬОз - Т 02 - СаО - В 20, буру, молибденовокислый аммоний, воду и огнеупорную смесь состава, мас, ч,; кварцевый песок 72, полевой шпат 13,5, хромомагнезит 4,5,100 3015 - 250,15 - 1,0 0,1 - 5,0 глина 9 и бура 1 при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:Указанная фритта 100Бура 0,1 - 0,5Молибденовокислый 5 аммоний 0,05 - 0,15 Огнеупорная смесь 1 - 20Вода 33 - 36Глина 4 - 9Недостатком данного шликера являет ся неоднородность структуры, приводящая к возникновению крупных газовых пузырей, а также недостаточно высокая прочность покрытия, обусловленная плохим сцеплением эмали с металлом, 15Целью изобретения является повышение прочности и однородности покрытия.Указанная цель достигается тем, что известный эмалевый шликер, содержащий фритту системы Я 02 - В 20 з - А 20 з - ТОг - 20 СаО - РгО, буру, молибденовокислый аммоний, воду и огнеупорную смесь состава в мас, ч.: кварцевый песок 72, полевой шпат 13,5; хромомагнезит 4,5, глина 9 и бура 1, дополнительно содержит порошковую мик рокристаллическую целлюлозу, натрийкарбоксиметилцеллюлозу и хлористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:Указанная фриттаОгнеупорная смесьБураМолибденовокисл ыйаммоний 0,05 - 0,15Вода 35 - 50 35 Порошковая микрокристаллическаяцеллюлозаНатрийкарбоксиметилцеллюлоза 0,1 - 4,0 . 40 Хлористый алюминий 0,02 - 0,5Обычно однородность покрытия обеспечивается за счет введения в состав шликера глины, которая является природным материалом, не подвергающимся специаль ной промышленной обработке, свойства которого изменяются в широких пределах,По сравнению с глиной порошковая микрокристаллическая целлюлоза и натрийкарбоксиметилцеллюлоза (заменители гли ны) являются синтетическими продуктами с постоянным составом и свойствами, Кроме того, в процессе отжига порошковая микро- кристаллическая целлюлоза и натрийкарбоксиметилцеллюлоза разлагаются, 55 образуя газы СО и СО 2, которые затем удаляются из покрытия. Таким образом, данные заменители глины, выполнив свою функцию суспендирующих добавок, выходят из состава эмалевого шликера в процессе, отжига, что повышает его прочность посравнению с прототипом, Входящая в состав огнеупорной смеси глина существенного влияния на снижение прочности шликеране оказывает,Хлористый алюминий применяется каккатализатор при растворении порошковоймикрокристаллической целлюлозы,Прочность достигается заменой глиныдругими компонентами (натрийкарбоксиметилцеллюлоза и микрокристаллическая порошковая целлюлоза) при определенномколичественном соотношении.Для обоснования заявленных количественных соотношений инградиентов вещества были проведены испытания заявленногосостава шликера и известного, Достижениеположительного эффекта наблюдалось привсех граничных и средних значениях. Приэтом доказывалось существенность признаков, т, е, недостижение положительного эффекта при выходе за граничное значение,хотя бы одного из ингредиентов шликера(см, табл. 1).Для приготовления шликера используют материалы, выпускаемые по ГОСТам иТУ: фритта ГОСТ 24405-80 (состав фриттыописан в технологической инструкции ТИ.101 ЯШ-86), бура (Ма 2 В 20 т х 10 Н 20ГОСТ 8429-77, молибденовокислый аммоний (МН 4)2 Мо 04 ГОСТ 3765-53, порошковаямикрокристаллическая целлюлоза ТУ 84402-42-89, натрий ка рбоксиметилцелл юлозОСТ 605-38673, хлористый алюминий (АС 3х 6 НО) ГОСТ 3759-65 и огнеупорная смесьвключающая кварцевый песок ГОСТ 703175, полевой шпат ГОСТ 13451-77, хромомагнезит ГОСТ 5381-72, глину МРТ14-06-21-63, буру ГОСТ 8429-77.В табл. 1 представлены несколько вариантов составов фритты.В табл, 2 представлены составы шликеров на 100 мас, ч. фритты, На основании 3вариантов выбраны те, количественное содержание которых позволило получить наибольший положительный эффект п(сравнению с прототипом, а именно, мас. ч.Бура 0,15 - 1,0Молибденовокислыйаммоний 0,05 - 0,15Вода 35 - 50Огнеупорная смесь 15 - 25Порошковая микрокристаллическаяцеллюлоза 0,1 - 5,0Натрийкарбоксиметилцеллюлоза 0,1 - 4,0Хлористый алюминий 0,02 - 0,5Один из положительных результатовкоторый поставлен целью изобретения од5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нородность покрытия - оценивался по количеству Крупных газовых пузырей размером более 0,02 мм (шт/м ).Прочность покрытия оценивалась с помощью прибора Новочеркасского политехнического института (процент оставшегося на поверхности покрытия при выдавливании лунки глубиной 6 мм),В опыте 1 (табл. 2) содержание компонентов эмалевого шликера находилось на уровнях средних значений. По сравнению с прототипом (опыт 34) получено увеличение прочности покрытия с 91,5 до 99,7)ь, Содеркание газовых пузырей уменьшилось с 48000 до 3000 шт,В опытах 2 - 8 на нижних допустимых пределах находились соответственно содержания буры, молибденовокислого алюминия, воды, огнеупорной смеси, порошковой микрокристаллической целлюлозы, натрийкарбоксиметилцеллюлозы и хлористого алюминия, Положительный эффект достигался, Поддержание содержания данных компонентов на уровне верхних допустимых значений (опыты 9 - 15), также обеспечило существенное увеличение выхода готовых изделий.Когда содержание буры ниже нижнего допустимого значения, снижается адгезия шликера к поверхности изделия, что приводит к снижению однородности и прочности покрытия (опыт 16).При снижении содержания молибденовокислого аммония ниже нижнего предельного значения, снижается равномерность покрытия, что приводит к образованию дефекта "прогар". Выход несортной буры достигал 12,7 (опыт М 17),Уменьшение ниже предельного значения содержания воды приводит к увеличению вязкости шликера и ухудшению качества покрытия (опыт 18),Когда содержание огнеупорной смеси ниже нижнего допустимого предела, сужается интервал обжига грунтовойэмали, что приводит к снижению выхода годного (опыт 19).В опыте 20 ниже нижнего допустимого предела находилось содержание порошковой микрокристаллической целлюлозы, В результате снизилась седиментационная устойчивость эмалевого шликера, оказавшая отрицательное влияние на качество готового покрытия,Поддерживание содержания натрийкарбоксиметилцеллюлозы и хлористого алюминия на уровне нижних запредельных значений (соответственно опыты 21 и 22) также не обеспечило получения равномерного и прочного покрытия. Запредельные верхние значения содержания буры и молибденовокислого аммония увеличили вязкость шликера (опыты 23 и 24). Соответственно возросла неравномерность покрытия, которая привела к снижению его прочности. Однородность покрытия также ухудшилась. Положительный аффект не достигался, Увеличение содержания воды выше верхнего предельного значения (опыт 25) привело к снижению седиментационной устойчивости и вязкости шликера, и соответственно к ухудшению качества покрытия,Увеличение содержания огнеупорной смеси выше верхнего предельного значения (опыт 26) привело к ухудшению сцепления покрытия с поверхностью и уменьшению его однородности,Повышенное содержание порошковой микрокристаллической целлюлозы, натрийкарбоксиметилцеллюлозы и хлористого алюминия (соответственно опыты 27, 28 и 29) приводит к загущению шликера и неравномерному нанесению покрытия, что также отрицательно отразилось на качестве покрытия.Поддержание содержания всех компонентов на нижних или верхних пределах обеспечивает достижение положительного эффекта (опыты 30, 31). Когда содержание всех компонентов находится ниже или выше допустимого уровня, положительный эффект не достигается (опыты 32, 33),Таким образом, в результате промышленных испытаний установлено, что при содержании компонентов в предлагаемом эмалевом шликере в заданных пределах обеспечивается повышение однородности и прочности покрытия по сравнению с прототипом.Приготовление эмалевого шликера заявляемого состава осуществляют путем добавки к фритте остальных компонентов, в обычных условиях, При этом прежде всего получают простым перемешиванием фритту (либо по вариантам, представленным в табл.1, либо имея три состава фритт ЭСГ, ЭСГ 26 и ЭСГв соотношениях соответственно (мас, ) 30: 40: 30 или 30; 30; 40,Порядок получения вещества следующий.Порошковую микрокристаллическую целлюлозу (ПМЦ) смешивают с водой и натрийкарбоксиметилцеллюлозой (Ка КМЦ) в заданных соотношениях. Затем добавляют хлористый алюминий, перемешивают и выдерживают смесь в течение 1 - 2 сут.Готовят огнеупорную смесь путем механического перемешивания и перемалывания кварцевого песка, полевого шпата,хромомагнезита, глины и буры до размера частицне более 60 мкм (нулевой помол). Загружают в шаровую мельницу расчетные количества фритты, буры, молибденовокислого аммония, воды, огнеупорной смеси и смеси, приготовленной по и, 1. Производят помол и перемешивание смеси компонентов в течение 8 - 12 ч до размера частиц не более 100 мкм, выдерживают готовую суспензию в течение суток,Полученный шликер наносят на металлическое изделие в виде эмалевого покрытия,. которое затем обжига ют и ри температуре 780 - 900 С, Обожженное покрытие отличается высокой однородностью и повышенной точностью.В табл, 3 приведены составы грунтовых эмалевых шликеров, используемых для производства эмалированной посуды.В опыте 1 эмалевый шликер готовили следующим образом:ПМЦ в количестве 15 кг смешивали с 50 л воды и 20 кг Иа КМЦ, Затем добавляли 1,5 кг хлористого алюминия, перемешивали и выдерживали смесь в течение суток,Огнеупорную смесь готовили путем механического перемешивания и перемалывания в шаровой мельнице 151 кг кварцевого песка, 28,45 кг полевого шпата, 9,45 кг хро-. момагнезита, 19 кг глины и 2,1 кг буры (размер частиц - не более 60 мкм).В шаровую мельницу загружали фритты ЭСГ, ЭСГи ЭСГсоответственно в количестве 300 кг, 300 кг и 400 кг, 2 кг буры;2,2 кг молибденовокислого аммония и смесей, приготовленных по и, 1 и п, 2. Затем добавляли 400 л воды, В течение 10 ч производили помол и перемешивание смеси компонентов (размер частиц - не более 100 мкм). Выдерживали готовый шликер в течение суток, Наливали шликер в рабочую емкость, наносили на металлическое изделие ручным окунанием в виде эмалевого покрытия. Изделие обжигали при температуре 780 - 900 С. Прочность покрытия составила 99,7 содержание газовых пузырей - 3000 шт/м . У прототипа эти показатели соответственно 91,5 фс и 48000 шт/м,В опыте 30 эмалевый шликер готовили следующим образом,ПМЦ в количестве 1 кг смешивали с 5 л воды и 1 кг Иа КМЦ. Затем добавляли 0,2 кг хлористого алюминия, перемешивали и выдерживали смесь в течение суток,Огнеупорную смесь готовили путем механического перемешивания и перемалывания в шаровой мельнице 108 кг кварцевого песка, 20,25 кг полевого шпата, 6,75 кг хро 0,05 - 0,15;35 - 50;15 - 25; 0,1 - 4,0;0,02 - 0,5 момагнезита, 13,5 кг глины и 1,5 кг буры (размер частиц не более 60 мкм), В шаровую мельницу загружали фритты ЭСГ, ЭСГи ЭСГ-З 1, Соответственно в количестве 300 5 кг, ЗОО кг и 400 кг, 10 кг буры, 1,5 кг молибденовокислого аммония и смесей, приготовленных по и. 1 и и. 2, Затем добавляли 350 л воды, В течение 9 ч производили помол и перемешивание смеси компонентов (раз мер частиц не более 100 мкм), Готовый шликер выдерживали в течение 30 ч.Наливали шликер в рабочую емкость инаносили на изделия в виде эмалевого покрытия, Изделие обжигали при температуре 15 780 - 900 С. Прочность покрытия составила99,1, а содержание газовых пузырей уменьшилось до 3900 шт/м, что говорит огдостижении положительного эффекта (у прототипа соответственно 91,5 и 48000 шт 20 на 1 м ).Сравнительный анализ заявляемогоэмалевого шликера и шликера по прототипу показал преимущество первого, которое заключается в следующем: 1. шликер имеет 25 улучшенную однородность покрытия, 2. обладает повышенной прочностью и хорошим блеском, Применение эмалевого шликера нового состава в цехе эмалированной посуды товаров народного потребления Магни тогорского меткомбината позволитуменьшить на 0,5 выход несортной продукции.Формула изобретения Эмалевый шликер, включающий фритту 35 системы 3 Ог - ВгОг - АгОз - ПОг - СаО -ВгО, буру, молибденовокислый аммоний, воду и огнеупорную смесь состава,мас, ч,: кварцевый песок 72, полевой шпат 13,5, хромомэгнезит 4,5, глина 9, бура 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияпрочности и однородности покрытия, он дополнительно содержит порошковую микро- кристаллическую целлюлозу, натрийкарбоксиметилцеллюлозу и хлористый алюминий 45 при следующем соотношении компонентов,мас, чуказанная фритта 100,бура 0,15 - 1,0;мол ибденовокислый50 эммонийводаогнеупорная смесьпорошковая микрокоисталлическая55 целлюлоза 0,1 - 5,0;натрийкарбоксиметил целлюлозахлористый алюминий10 1763401 Таблица 1 Таблица 2 Составы эмалевых шликеров (на 1качество покрытия) 00 мас.ч. фритты и Огнеупорная смесь Номер опыта Бура Молибденовокислый аммоний НатрийкарбоксиВода Порошковалмикрокристаллическаяцеллюлоэа Однородность1763401 Таблица 3 Составы эмалевых шликеров орректор Т,Палий актор А,Зроб Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж ул,Гагарина, 1 каз 3426 ВНИИП оставитель В,Пивов ехред. М.Моргентал Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5