Состав покрытия

Состав покрытия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОСТАВ ПОКРЫТИЯ для алюмосилИкатных футеровок, содержащий фторид кальция и полифосфат натрия, отличаю.щийся тем, что, с целью повышения устойчивости к ал.юмк1Шю и его сплавам, он содержит плавленый фторид кальция и дополнительно пентоксид ванадия при следующем соотношении компонентов, мае„%: Плавленьй фторид кальция 50-60 Полифосфат натрия 35-38 Пентоксид ванадия 2-15

(19) SU(ll) А

4(5Ц С 04 В 41/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОЬР =-ТЕНИй ЙОТН1 о (21) 3650173/29-33 (22} 11.10.83 (46). 07.06. 85. Бюл. И - 2 1 (7 2) A.И. Снегирев, А.А. Фотиев, Т.М. Бузаева, М. Б.Оводенко, В.А.Золотухин и Г.И.Кадышева (71) Восточный научно-исследовательский и проектный. институт огнеупорной промышленности и Институт химии Ураль. ского научного центра АН СССР (53) 666.762(088.8} (56) 1. Патент СКА И 2690879, кл. 106-62, опублик. 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

У 654584, кл. С 04 В 35/52, 1977 (прототип). (54) (57) СОСТАВ ПОКРЫТИЯ для алюмосиликатных футеровок, содержащий фторид кальция и полифосфат натрия, отличающийся тем, что, с целью повышении устойчивости к алюминию и его сплавам, он содержит плавленый фторид кальция и дополнительно пентоксид ванадия при следующем соотношении компонентов, мас.й:

Плавленый фторид кальция 50-60

Полифосфат натрия 35-38

Пентоксид ванадия 2-15

1! 59911

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано н цветной металлургии цля защиты алюмосиликатных футеровок на контакте с алюминием и его сплавами, например в индукционных канальных печах. сид, а прн отсутствии которого количество тетраэдров ВО, трехмерно связанных в про".транст"венную сетку, резко уменьшается, что ведет к расслоению -.ащитной обмазки и последу2О ющему разрушению ее в процессе плавки металле. Открывавшийся шамотный огне-упор интенсивно взаимодействует на контакте с алюминием. На поверхности футеронки образуются шлаковые настыли, 25 сцементированные металлическим алюминием,„:;-;ремнием,, железом. Настыли эатрудн. =:ют чиску ванны. Расплав заг-,е. . ","алли ескими включениЗО

Наиболе:. близким к предлагаемому

:-.: -.-.ч ".с-: состав покрытия для защитыа;ц...:;о-.-:... Инат..-.".:п футеровок алюминиевых с":;-:-:,.-:.т; †.и,нь1х печей, содержащий фтор;; кальцля (; неудорную глину и 35 фосфатное связующее,, в частности, полифосфат натрия 2 .

Недостатком известного покрытия является низкая металлоустойчивость.

Образующийся при термическом разложе-4О н, и гл",.íèñòîãî компонента покрытия свобод::.ы. цноксид кремния в присутствии расплава алюминия легко подвергается алюмотермическому восстановлению, Появляющийся металлический крем-45 ний. смешиваясь с алюминием, образует сплав силумин, с массовой долей кр::.ния 11 77 и температурой плавлени:: 577 С, 8 индукционных канальных печах в течение технопо;ического 5Q цикла плавки температура алюминиевых .сплавов в ванне и каналах колеблется в пределах 660-1100 С. Таким образом контактирующий с покрытием слой металла ..-.Иачительно перегревается.

Перегрет,rf:. „силумин обладая низкой вязкостью., проникает в футеровку, чтс BpviHýäûò к ее разрушению.

Известен состаь покрытия на основ= оксида бора, наносимого на шамотную +yJ" р 1в," / г! }

1О

К н==,—:,,.ста:..к.-.::. такого покрытия относится то, что оксид бора образует легкоплавкие химически неустойчивые :.òå J1à, При частичном окислении расплава алюминия появляется его окПель изобретения — повышение устойчивости к алюминию и его. сплавам.

Поставленная цель достигается эа счет того, что состав покрытия футеровок, содержащий фторид кальция и полифосфат натрия, содержит плавленный фторид кальция, пентоксид ва надия, при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Плавленый фторид кальция 50-60

Полифосфат натрия 35-38

Пентоксид ванадия 2-15

Это решает задачу создания покрытия для алюмосиликатных футеровок, отличающегося высокой металлоустойчивостью к алюминию и его сплавам, способного значительно повысить стойкость футеровок тепловых агрегатов, наиример, индукционных канальных 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, уплотняющий 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

d при термическом нагреве до 850 С.

Зтим объясняется более низкая пористость покрытия на основе плавле" ного дифторида кальция, что приводит к повь!шению металлоустойчивости в предложении.

При массовой доле фторида кальция в покрытии более 607 повышается огне. упорность материала, следовательно, при нагреве ухудшается его спекаемость, покрытие образуется с проницаемой канальной пористостью, что снижает металлоустойчивость футеровки в целом. Если массовая доля фторида кальция в покрытии менее 507, то снижается огнеупорность материала, следовательно, повышается вероятность черезмерного оплавления футеровки при перегревах металла, имеющих место в плавильном канале индукционной единицы.

3 1159911 ф

Повышение массовой доли пентоксида ванадия н покрытии более 15% повышает содержание жидкой фазы на время службы футеранки за счет. легкоплавкости пеитоксида ганадия, oõðû1 тие на контакте с расги авр быс гра разрушается в результате гидродинамической циркуляции последнего, а металлоустойчивость снижа"-тся, При массовой дале пентоксида ванадия " н покрытии менее 5% уменьшается коли= чество ванадиевой бронзь1 щелочного металла, что снижает адгеэию покрытия

_#_ алюмосиликатной фучеронке при разогреве теплонога агрегата. Покрытие получается некачественным и легко разрушается потоками металла.

Повышенная массовая даля полифосфата натрия более 38% ;посаб= ствует увеличению открытой пс, .=с -а-сти покрытия., испаряащаяся влаг= повышает процент канальной паристастй следовательно, в службе граисходит инфильтрация расплава в футеранку и ее разрушение, Сниление массовой доли полифосфата натрия киже 357 вызывает технологические трудности нанесения покрытия на футеранку.

ДЛя изготовления контрольных образцон, соответствующих составу покрытий 3,",: предлагаемого и иэнестнога,берут плавленый фторид кальция пентаксид ванадия, химический реактив фторид кальция,, огнеупорную глину Нижне-Унельскага месторождения. Зерновой сос: =-.н сме-. сей следующий, мас.7:

Фракция 16-56 мкм 30-40

Фракция 30-40 мкм 60-20

В качестве связующего применяют водный раствор гексаметафосфата натрия, кажущейся плот ocT;=n ;,42 I /.-.ьР ., Пример l;. Массу для :,акрь|тия готовят механическим с; ешенчем нсух .ю:, 60 мас.7. планленнога фтарид кальция и 2 мас.7. пентоксида ванадия, песне 4 ; чего увлажняют связывающим до консистенции позволяющей наносить покрытие строительной кистью. Покрытие наносят на внутреннюю поверхность ш-:.;;::,гнь.:". тигпеи, преднарительно сма- енную 5(1 палифосфатам нагрия.

Шаматные 1игли емкостью 25 o!,: прессуют при давлении 60 К1а,. ио,:аця из рекомендаций па зерновому cooràý „ - - режимам смешения и термаабработк:.-: для обычных шаматных изделий. Открытая парис:...,., 1"лей составляет 21-23%

Тигли с нанесенным покрытием сушат

0 0 при 120 С и обжигают при 1000 С. СкаросТ подъема температуры составляет .,5 С в мин. Изотермическая выдержка при конечной температуре 2 ч.

Технопогические -приемы смешения, нанесения покрытия, а также режим и условия термообрабатки остальных примеров (2-5) аналогичны примеру 1.

Изготовление образцов рассмотренных составов производят следующим образом:

Шихту унлажняют полифосфатом натрия плотностью 1,42 г/см до влаж- . ности 6%. Затем при давлении 60 ИПа прессуют образцы, сушат их при 120 С в течение 2 ч и обжигают при 850 С, Скорость подъема температуры в npo.qecce обжига составляет 1,5 С в мин, «=-атермическая выдержка при конечной темлературе 4 ч.

Металлаустайчивость определяют стационарным тигельным методам. 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 н таблице.

Тигли с покрытием предлагаемого состава 2 имеют незначительную пролитку расплавом алюминия, Отсутствие к:рраэионнага разрушения объясняется тэм, что расплав образовавшихся нанадиеных бранз уплотняет контактный слой алюмосиликатного огнеупора .и препятствует химическому взаимодействию er.o с металлбм. Иеталлоустойчинасть предлагаемого покрытия превы" шает н 4 раза металлоустойчивость иэ:зестнаго покрытия.

Покр:Tae на основе плавленого

:.тарида кальция и пентоксида ванадия прачка прилипает к поверхности тиглей, не аб-,.:= зует трещин и .дефектов после сушки и обжига, обладает более низкой, с.Iкры ай лористастью. Кроме того, определяют относительное удлинение аб аэцон из плавленного фторида .альпин и химического реактива фторида кальция при нагревании до 850 С.

Образец иэ плавленого фторида к:-пьция имеет при температуре службы терек-:еское расширение 1,04% а у известного — усадку, составляющую при 850 С 10, 1%, чта увеличивает открытую пористотсть покрытия до

1159911

Глубина реакционной эоны, Иарки ровка соста вя

Иас.7.

Открытая пористость покрытий йосле обКоррозионное разрушение, 7 жига при

850 С,й

О;8

Пентоксид ванадия

Полифосфат натрия

Фторид кальция

Отсутствует 0 5

2 Пентоксид ванадия

Полифосфат натрия

Фторид кальция

0,8

0,3

3 Пентоксид ванадия

Полифосфат натрия

Известный

Фтоид кальция

4 Огнеупорная глина

Полифосфат натрия

Вода

Фторид кальция

39, 5 Огнеупорная глина Полифосфат натрия

Вода

ВНИИПИ Наказ 3686/21 1:ираж 605 Подписное филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная. 4

Вещественный состав покрытия

Предлàraемый

1 Фторид кальция

407 и приводит к снижению металлоустойчивости.

Основным преимуществом разработанного состава покрытия является незначительная пропитка и .более высокая металлоустойчивость к расплавам и шлакам алюминиевого производства, превышающая в 3-4 раза металлоустойчивость известных покрытий.