Способ обработки изделий

Способ обработки изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно графитированных электродов для защиты от окисления, включающий нанесение на поверхность электрода покрытия из суспензии мелкодисперсного металлического порошка в жидком стекле и сушку на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения эффективности защиты , в качестве мелкодисперсного металлического порошка берут порошок металла, выбранного из группы, включающей алюминий, марганец, титан, цинк при содержании его в суспензии 25-35 об.%, и дополнительно наносят покрытие из суспензии в жидком стекле пыли электрофильтров систем газоочистки производства металлического марганца в рудовосстановительных печах при ее содержании в суспензии 2535 об.%. 2. Способ ПОП.1, отличаю .щ и и с я тем, что пыль электрофильтров систем газоочистки производства металлического марганца в рудовосстае новительных печах имеет состав, ® «Л мае.%: 5,9-7.8 Диоксид кремния 27,2-30,0 Оксид марганца 2,8-5.5 Оксид железа 1,0-1,2 Оксид алюминия 7,4-9,6 Оксид кальция 0.9-1.0 Оксид магния 6.6-8.4 Углерод Оксиды натрия и/или калия Остальное

СО1О3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1l) Ш)4 С 23 С 28/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5,9-7,8

27,2-30iO

2,8-5,5

1 0-1,2

7,4-9,6

0,9-1,0

6,6-8,4

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3621711/22-02 (22) 08.07.83 (46) 07.08.85. Бюл. Ф 29 (72) С.С.Кудиевский, В.Е.Власенко, Ю.П.Галицкий, Н.Т.Заозерный, Г.М.Донская, И.Б.Качаловский, И.В.Падалко, В.Ф.Ткаченко и В.Ю.Стройников (71) Запорожский индустриальный институт (53) 621. 793. 4 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 814991, кл. С 01 В 41/06, 1979.

Патент США У 3423229, кл. 427-344, опублик. 1969. (54) (57) 1 ..СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, преимуществе нно графитированных электродов для защиты от окисления, включающий нанесение на поверхность электрода покрытия из суспензии мелкодисперсного металлического порошка в жидком стекле и сушку на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты, в качестве мелкодисперсного металлического порошка берут порошок металла, выбранного иэ группы, включающей алюминий, марганец, титан, цинк при содержании его в суспензин

25-35 об.X и дополнительно наносят покрытие из суспензии в жидком стекле пыли электрофильтров систем газоочистки производства металлического марганца в рудовосстановительных печах при ее содержании в суспензии 2535 об.X.

2. Способ по и.1, о т л и ч а ю.шийся тем, что пыль электрофильтров систем газоочистки производства металлического марганца в рудовосстановительных печах имеет состав, мас.Х:

Диоксид кремния

Оксид марганца

Оксид железа

Оксид алюминия

Оксид кальция

Оксид магния

Углерод

Оксиды натрия и/или калия

1171

На 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, выб-2б раиного из группы, включающей алюминий, марганец, титан, цинк при содержании его в суспензии 25-35 об.%, 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.%:

5,9-7,8

2?,2-30,0

2,8-5,5

1,0-1, 2

7,4-9,6

0,9-1,0

6,6-8,4

Диоксид кремния

Оксид марганца

Оксид железа

Оксид алюминия

Оксид кальция

Оксид магния

Углерод

Оксиды натрия и/или калия

Остальное

Нанесение двух слоев указанного состава при укаэанномсодержании ком- 45 понентов в суспензии приводит к образованию плотного беспористого покрытия на поверхности электрода в процессе его эксплуатации. Это происходит следующим образом.При достижении SO о в электропечи температуры 450 С начинается окисление углерода на поверхности электрода кислородом газовой фазы и кислородом воздуха, оставшимся в порах электрода и адсорбирован- 55 ным поверхностью графита. Образующиеся газообразные СО и СО вследствие наличия градиента концентрации дифИзобретение 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 осушествляют следующим образом. 10

564 фундируют по порам двухслойной обмазки наружу. На этом этапе покрытие еще пористое и не препятствует удалению образующихся газов и паров воды.

При достижении температуры 700800 С начинается окисление металла, о входящего в состав первого (внутреннего) слоя, для которого отношение объема окисной формы к объему металла Vo„/Vö находится в пределах 1,21,8. При этих. условиях интенсифицируется окисление углерода. Если окисление происходит за счет кислорода газовой фазы, скорость окисления металла при этих температурах оказывается ниже скорости окисления углерода, и выделяющиеся газообразные продукты последней реакции (СО и СО ) препятствуют росту оксида металЛа внутрь 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 инФ о тервале 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.

3а 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

$„/V в пределах 1,2-1,8 и при его концентрации в суспензии 25-35 o6,%, обеспечивает полное закрытие пор в покрытии и,защиту электрода от окисления. а

Снижение концентрации порошка металла первого слоя в суспензии менее

25 об.% приводит к увеличению пористости покрытия, которое не может быть компенсировано за счет увеличения объема металла при его последующем окислении.

3 1171

При повышении концентрации порошка металла в суспензии более 35 об.% плотность суспензии возрастает настолько, что затрудняется нанесение ее на электрод, снижаются физическая прочность покрытия и адгезия его к электроду

Использование в качестве материала второго слоя малопрочных окислов с температурой. плавления 700- 10

800 С обеспечивает условия для ускоо ренного окисления металла первого слоя за счет активного кислорода расплава этих окислов, а использова. ние с этой целью отходов производства — пыли электрофильтров систем газоочистки производства металлического марганца в руцовосстановительных печах делает предлагаемый способ особенно эффективным. 20

Уменьшение концентрации пыли ниже. указанных пределов (25 об.z) приводит к нехватке активного кислорода на полное окисление металла первого слоя покрытия, в результате чего lIQ- 25 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.

Пример. Для получения защитного покрытия готовят суспензии на основе жидкого стекла {70 об.%). Для первого (внутреннего) слоя с порошком магния, титана, алюминия, марганца, хрома (30 об.X в каждой суспензии), для второго (наружного) слоя с пылью электрофильтров (30 об.Ж).

Кроме того, готовят суспензия, используемые согласно известным .способам, в частности суспензию, содержащую мас.%:

Как видно иэ табл.2, применение смеси малопрочных окислов с т.пл.700о

800 С обеспечивает наибольшее сниже" ние окисления образца (на 50,.9-55,1X)

Уменьшение и увеличение температуры плавления выше указанных пределов ухудшают защитные свойства покрытия.

Таким образом, как видно иэ приве" денных данных, предлагаемый способ в 1,5-2 раза повышает стойкость электрода к окислению. Окисление электрода снижается на 35"553,тогда как по известным способам — на 22-24,8Х, причем наилучшие результаты получены при использовании в качестве мате" риала первого (внутреннего) слоя алюминиевой пудры (Ч „ /Ч„„, 1 ° 54) при

20

Остальное

Карбид кремния

Алюминиевая пудра

Барная кислота

Карбид титана

Тетраборат натрия

Вода и суспензию, содержащую 50 r порошка цинка, 50 r порошка алюминия и 90 мп жидкого стекла (примеры 8 и 9).

Суспензии наносят на образцы иэ спектрально чистого графита длиной

80 мм диаметром б.мм путем окунания

564 ф и просушивают на воздухе каждый слой в течение 2 ч.

Водную суспензию наносят с известным способом (1), Все образцы испытывают на окисляемость в проточной термогравиметричесКоН установке с программированным нагревом, позволяющей вести непрерывн 0 запись изменения веса образца. Скорость нагрева образцов составляет

10 град/мин до 1000 С, после чего

0 делается 30-минутная изотермическая выдержка. Расход воздуха поддерживается постоянным и составляет 200 смз/мин, Составы испытанных защитных покрытий и результаты испытаний приведены в табл.1.

Как видно иэ табл. 1, наибольший противоокислительный эффект дают покрытия, содержащие алюминий, титан, марганец, цинк, у которых отношение

Ч„„/Q, находится в пределах 1,2-1,8 (например, титан, алюминий, марганец).

Снижение окисляемости электрода Ilo сравнению с контрольным образцом (без покрытия) достигает 35,5-55, 1Х.

Применение для внутреннего слоя ! покрытия других металлов, в частности магния, с Ч „ /Ч т ниже 1,2 и выше

1,8, например, приводит к резкому ухудшению свойств покрытия, в результате чего снижение окисляемости электрода достигает всего 15,9 и 21%.

Если для формирования наружного слоя использовать другой материал, в частности смесь других окислов, отличных от входящих в состав пыпи электрофильтров, что соответственно изменяет температуру плавления этого слоя, эффективность защиты намного ниже, что видно иэ данных табл.2.

5 1 l 71564 6 концентрации ее в суспензии 30 об. тем газоочистки цехов по производсти при использовании во втором слое ву металлического марганца и ферропыпи электрофильтров с температурой марганца, повышает качество получаеплавления 760 С при ее концентрации мых ферросплавов за счет уменьшения о в суспензии 30 об.X. 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 10 изобретение для защиты графитированиспольэования отходов "большой" ме" ных электродов электропечей от окисталлургии — ыли электрофильтров сис- ления в процессе плавки металлов °

Таблица 1

ОтношеВес образца, r

Приведенный расход электрода,мг/г

Состав суспензии для защитного покрытия

Повышение стойкости

Пример ние

Чо мат для металла внутреннего слоя После испытаний

До нанесения покрытия/ с покрытием посэлектрода к окислению

Внутрен- Наружный ний слой слой по отношению к исходному,мас.X ле просушки на воздухе

1 Без по5, 1429 4,0424

214 крытия

Порошок Пыль 0,81 магния электро(ЗО ),фильтров (ЗОБ) 5 1987. л.

7, 1280 б, 1922

180

15,89

6,5515

4 Порошок То же 1,20 титана (30X) 35, 50

5 2318

А

7,2735

138

1,54 5 2173 6,7205

7,2214

Порошок алюминия (30 )

Порошок марганца (ЗОЖ) 96

55, 14

1,79 5,0933 6,7147

7,3 те

42,52

123

7 Порошок хрома

2,07 5 2001 6,3002

7, 1792

169

21,03

8 Известная суспензия (1) 24,77

5, 0064 5, 91? 1

6,7230

161

9 Известная суспензия

f2)

22, 43

166

5 2715 6,0182

6,8932

1171564

Таблица 2

Вес образца, r

Т.пл..1окры- тие

После испытания просушки на воздухе

6,4993

5 0980

А

7, 1875

650

135

36,92

50,93

6,6992

105

700

5 1б75

7,2418

5 2173

Л.

7,2214

6 7205

760

55, 14.54,20

5 2015

А

7,2706

6 7609

800

840

5 2231

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, жидкое стекло — остальное. Второй (наружный) слой покрытия содержит 30 o6.X смеси малопрочных окислов, жидкое стекло - остальное.

Составитель Л.Казакова

Редактор С.Саенко Техред А.Бабинец Корректор Е. Сирохман

Заказ 4823/29 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 второго (наружного) слоя, С

До нанесения покрытия/с покрытием после

Приведенный расход электрода, мг/г

Повышение стойкости электрода к окислению по отношению к исходному, мас.Ж