Состав для получения покрытия на стальных изложницах

 

Изобретение относится к защите металлов от высокотемпературных коррозии и эрозии, в частности поверхности стальных изложниц при изготовлении кузнечных слитков, в т.ч. и в вакууме. Цель изобретения - повышение прочности сцепления покрытия с изложницей. Состав содержит следующие компоненты, мас.%: магнезит 25 - 55, криолит 10 - 40; хлорид магния 10-20, вода остальное. После перемешивания компонентов получают шликер, который торкретированием или кистью наносят на рабочую поверхность изложницы, предварительно нагретую до 100 - 150°С В процессе твердения покрытия образуются кристаллы, состоящие из оксихлорида и брусита, которые заполняют имеющиеся неоднородности и шероховатости рабочей поверхности изложницы , обеспечивая начальную прочность сцепления покрытия с подложкой. При заливке сплава в изложницу идет дальнейший процесс упрочнения покрытия за счет твердожидкостного спекания Наличие в составе криолита позволяет получить при температурах эксплуатации большое количество жидкостной фазы, одновременно выполняющей роль смазки, что способствует равномерному распределению расплава по поверхности изложницы, и препятствующей его взаимодействию с огнеупорным покрытием Таким образом устраняется высокотемпературные коррозия и эрозия поверхности изложницы, повышается стойкость изложниц в 1 3-1.5 раза, устраняется привар слитка, обтегчакзтсс условия труда в сталеплавильных цехах и не требуется дополнительных затрат 2 табл (Л С

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 22 С 3/00

ГОСУДАРСТ8Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

6д 0 О) (21) 4619780/02 (22) 14,12,88 (46) 07.04.91. Бюл. N 13 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина и Научно-производственное объединение "ЦНИИТМАШ" (72) В.M.Êàçàêåâè÷, А.Д.Пономаренко, B,Ñ.Äóá, В.Я.Бакуменко, В,К.Новицкий, А.Ф.Квятковский, И,И.Цомик, Ю,M.Êîðáóò, А.H.Båñåëîâñêèé, В.ДЛазебный и В.Г.Зинченко (53) 621.744.079 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1177029, кл. В 22 С 3/00, 1983, Авторское свидетельство СССР № 1199425, кл. В 22 С 3/00, 1983. (54) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРЫТИЯ

НА СТАЛЬНЫХ ИЗЛОЖНИЦАХ (57) Изобретение относится к защите металлов от высокотемпературных коррозии и эрозии, в частности поверхности стальных изложниц при изготовлении кузнечных слитков, в т.ч. и в вакууме, Цель изобретения— повышение прочности сцепления покрытия с изложницей. Состав содержит следующие компоненты, Mac.%: магнезит 25 — 55; криолит10 — 40; хлорид магния 10 — 20; вода

Изобретение относится к защите металлов от высокотемпературных коррозий и эрозий, в частности поверхности стальных изложниц при изготовлении кузнечных слитков, в т.ч, и в вакууме.

Цель изобретения — повышение прочности сцепления покрытия с изложницей.

В качестве основных ингредиентов состава для получения покрытия используются магнезит, криолит, хлорид магния и вода.

„„Я „„1639874 A l остальное. После перемешивания компонентов получают шликер, который торкретированием или кистью наносят на рабочую поверхность изложницы, предварительно нагретую до 100 — 150 С. В процессе твердения покрытия образуются кристаллы, состоящие из оксихлорида и брусита, которые заполняют имеющиеся неоднородности и шероховатости рабочей поверхности изложницы, обеспечивая начальную прочность сцепления покрытия с подложкой. При заливке сплава в изложницу идет дальнейший процесс упрочнения покрытия за счет твердожидкостного спекания. Наличие в составе криолита позволяет получить при температурах эксплуатации большое количество жидкостной фазы, одновременно выполняющей роль смазки, что способствует равномерному распределению расплава по поверхности изложницы, и препятствующей его взаимодействию с огнеупорным покрытием. Таким образом устраняется высокотемпературные коррозия и эрозия поверхности изложницы, повышается стойкость изложниц в 1.3 — 1;5 раза, устраняется привар слитка, облегчаютс условия труда в сталеплавильных цехах и не требуется дополнительных затрат. 2 табл.

Магнезит, используемый в качестве наполнителя, имеет следующий химсостав. мас.%:

MgO 91,58 — 95,82

СаО 1,88 — 2,59

РегОз 1,86 — 2,60

Si0z 2,56 — 3,30

Криолит NazAIFg используется в качестве плавня, способствующего интенсификации процесса спекания с MgO, 1639874

20

50.содержащимся в магнезите. Кроме того, размягчаясь при температуре 920 С, криолит способствует образованию легкоплавкой смазки, позволяющей равномерно распределяться расплаву по поверхности изложницы и препятствующей его взаимодействию с огнеупорным покрытием.

Хлорид магния (Mg Clz 6H20) — продукт .,переработки рассолов залива Кара-Богазгол или рапы морской воды. Его использование в составе обеспечивает первоначальную механическую прочность покрытия, Примеры составов для получения покрытия на изложницах по изобретению приведены в табл.1.

Составы приготовляют следующим образом.

Магнезит и криолит (фракция зерна 6080 мкм), взятые в соотношениях, указанных в табл.1, затворяют водным раствором хлорида магния (плотностью 1,2 — 1,25 г/смз) до получения шликера, Шликер наносят на рабочую поверхность изложницы, нагретую до температуры не ниже 100 — 150 С, торкретированием или же ручным способом с помощью асбестовой кисти в зависимости от плотности образующегося шликера, получая таким образом покрытие на изложницах.

Свойства получаемых из шликера покрытий приведены в табл.2.

Из табл.2 видно, что введение в состав покрытия криолита и хлорида магния соответственно 10 — 40 и 10 — 25 мас,% способ-. ствует улучшению механических характеристик покрытия относительно стальной подложки и соответственно его способности противостоять эрозионному воздействую струи жидкой стали и устранению приварка слитка.

В процессе нанесения состава на рабочую поверхность изложницы в покрытии начинаются интенсивные процессы твердения между MgO из магнезита и хлоридом магния с образованием новых фаз оксихлорида магния и брусита, кристаллы которых заполняют имеющиеся неоднородности и шероховатости рабочей поверхности изложницы, обеспечивая начальную, прочность сцепления.

За счет того, что реакция происходит при температурах 100 — 150 С, твердение покрытия происходит в течение 5 — 10 мий.

В дальнейшем при разливке стали в изложницу в покрытии начинают протекать процессы твердожидкостного спекания с увеличением прочности сцепления по следующей схеме.

При температуре разливки стали кристаллические новообразования, описанные выше, позволившие обеспечить начальную механическую прочность и прочность сцепления, дегидратируют с выделением оксида магния, который начинает взаимодействовать с легкоплавкой жидкой фазой, образуемой расплавом криолита, заполняющим вместо дегидратировавших новообразований шероховатости и неоднородности рабочей поверхности. B связи с близкими значениями кристаллохимических параметров кристаллических решеток (в частности, ионного радиуса) ионов магния и алюминия (из криолита) их оксиды в интервале температур эксплуатации (900 — 1590 С) образуют широкий ряд твердых растворов шпинели типа xMgO уА!гОз, простирающиеся до состава MgO 5AlzOa. При этом растут значения величин механических характеристик (прочность сцепления и др.). Кроме чисто механического закрепления покрытия на изложнице за счет описанных выше новых фаз при дальнейших разливках стали начинаются процессы вэаимодиффузии на контакте покрытие —. сталь с образованием переходного слоя иэ шпинелида типа (Mg, Fe)O; что позволяет говорить о появлении физического взаимодействия, положительно влияющего на прочность сцепления покрытия и подложки.

Кроме того, наличие в составе покрытия криолита (КазА!Рг) позволяет получать при температурах эксплуатации достаточно большое количество жидкой фазы, так как образуются легкоплавкие алюминаты натрия, что позволяет не только ускорять процесс спекания за счет заполнения промежутков между зернами твердой фазы и улучшения их контакта через процессы взаимодиффузии, но и способствовать перекристаллизации через расплав новых фаэ и соединений, При этом рабочая поверхность изложниц не подвержена высокотемпературным коррозии и эрозии, Реализация изобретения повысит стойкость стальных изложниц в 1,3 — 1,5 раза, устранит привар слитка к изложницам, облегчит условия труда в сталеплавильных цехах и не требует дополнительных затрат.

Формула изобретения

Состав для получения покрытия на стальных изложницах, используемых преимущественно при изготовлении кузнечных слитков, включающий магнезит, соль магния и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сцепления по1639874

Таблица 1

Продолжение табл.1

Таблица 2 крытия с изложницей, он дополнительно содержит криолит. а в качестве соли магния— хлорид магния при следующем соотношении ингредиентов,мас. :

Магнезит

Криолит

Хлорид магния

Вода

25 — 55

10 — 40

10 — 20

Остальное

1639874

Состав

85

76

50

1,28

t,21

1,25

1,30

1,32

120

117 !25

1780

1800 l810

1830

1850

2, I

2,6

2,3

2,4

2,0

1,55

1,6

1,50

1.40

1,35

Свойства покрытия

Краевой угол смачивания жидкой сталью, Град

Yc oBH é вязкость, С

Структурная вязкость, П

Предельное напряжение сдвига, дин/см

Прочность покрытия, r песка

Седиментационная устойчивость (через 2 ч), см

Химическая инертность по отношению к жид" кому металлу (1500 С. время выде жки2ч, Продолжение табл,2

Продолжение табл. 2 10

1639874

Продолжение табл.2

Состав

Свойства покрытия

85

70

58

1,50

1,48

1.38

1,42

1,45

132

126

130

1760

1750

1790

1860

1830

3,9

3,1

3,6

2.8

3,4

1,6

1,45

1,5

Редактор E.Ïàïï

Заказ 984 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Краевой угол смачивания жидкой сталью, град

Условная вяз кость, С

Структурная вязкость, .П

Предельное напряжение сдвига, дин/см

Прочность покрытия, г песка

Седиментационная устойчивость (через 2 ч), см

Химическая инертность по отн ошению к жид" кому металлу (1500 С, время вые жки 2ч, Составитель В.Решетов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор C.Øåêìàð