Способ получения защитного покрытия на металлической поверхности, контактирующей с расплавленным цветным металлом

 

Способ получения защитного покрытия на металлической поверхности, контактирующей с расплавленным цветным металлом Сущность изобретения: защитное покрытие на металлической поверхности получают путем нанесения на поверхность силикатной грунтовой эмали с последующей укладкбй неорганического волокнистого материала и нанесением огнеупорного состава, содержащего , мас.%: плавленый периклаз 49-60, огнеупорная глина 5-7; хромит магния 6-9 и полифосфат натрия - остальное, сушкой 1 табл,

» Ы, 1784669 А1.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)5 С 23 0 5/00, F 27 0 1/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к способам,за- иваетСя из-за разйиЦы КЛТР металла и вощиты металлических поверхностей от воз- локнистого материала. действия расплавов цветных металлов; . например цинка и алюминия, и-преднаэна- Известен способ получения защитного чена для получения защитных покрытий на . покрытия на металлической поверхности, ваннах горячего цинкования с наружным на- контактирующей с расплавленным цветным гревом, металлопроводах и других элемен- металлом; включающий укладку на поверхтах тепловых агрегатов, имеюгцйх контакт с ности волокнистого материала — джутовой металлическим расплавом,, .: мешочной ткани, нанесение на него огнеИзвестен способ получения защитного упорной массы и сушку. Используемая в изпокрытия на металлической поверхйости; . вестном способе огнеупорная масса включающий укладку на поверхности огне- " содержит, маС. l кальцинированный бокупорного волокнистого материала, пропи- сит 50-60, кальцинированный каолин 20танного раствором связующего, нанесение 30, сырую каолиновую глину 5-15, силикат на него огнеупорной массы и сушку. При натрия 5-15, крахмал 1,0 — 2,5(сверх100%)и этом металлическую поверхность, перед ук- . воду 10 — 15 (сверх 100%). Данный способ ладкой волокнистого материала нагревают " используется для полученйя защитного подо 150-200 С, а нанесенную огнеупорную крытия на поверхности металлической фурмассу после термообработки оплавляют.:: мы, предназначенный для введения

Известный способ йредйазначен для реагентов при рафинировании меди или защиты горелок-форсунок котлов ТЭЦ отаб- алюминия. Получаемое покрытие предохраразивного воздействия угольной пыли при няет металлическую трубу при кратковретемпературе более 1000 С. Однако в усло- м е н н о м воздействии металлического виях эксплуатаций данное покрытие отсла- расплава.

1 (21) 4848450/26 (22) 09;07.90 (46) 30.12.92. Бюл. М 48 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности . (72) В.Г. Флягин, И.И. Сергеев, В.П. Байков, Л.А. Чернова и А.А. Багаутдинов (56) Авторское свидетельство СССР

М 992612, кл. С 23 С 28/04, 1980.

Патент США N. 4729548, in. 266-44; ony6rt, 1986. .(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТЙОГО

ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕР-.

ХН.ОСТИ, КОНТАКТИРУЮЩЕЙ С РАС- .

ПЛАВЛЕННЫМ ЦВЕТНЫМ МЕТАЛЛОМ

2 (57) Способ получения защитного покрытия на металлической поверхности, контактирующей с расплавленным цветным металлом, Сущность изобретения: защитное покрытие на металлической поверхности получают путем нанесения на поверхность силикатной грунтовой эмали с последующей укладкой неорганического волокнистого материала и нанесением огнеупорного состава, содержащего, мас.%: плавленый периклаз 49-60, огнеупорная глина 5-7; хромит магния 6-9 и полифосфат натрия — остальное, сушкой, 1 табл, 3

1784660

Однако известный способ не обеспечи- волокнистым слоем и улучшая тем самым

eaer йолучения надежного покрытия для условия теплопередачи через защитное подлительной эксплуатации в условиях, когда крытие. Огнеупорная масса, содержащая с одной стороны металлической стенки осу- достаточное количество фосфатного связуществляется нагрев, а с другой на нее воз- 5 ющего, пропитывает армирующий слой, надействует" расплав, например, в ваннах сыщая пористый неорганический горячего цинкованйя, где нагрев цинкового . волокнистый материал теплопроводным расплава: осуществляется через боковые дисперснымпериклазом. В процессесушки стенки ванны. Уклрдка волокнистого мате- ln первого нагрева до температур эксплуатариала, пропитанного огнеупорной массой, 10 ции в- результате химического связывания непосредственно на металлическую повер- огнеупорной, массы формируется плотная хность предопределяет отслоение покры- структура защитного покрытия, включаютия при высоких температурах из-за щая металлоустойчивую теплопройодную разницы КЛТР металла и огнеупора, Кроме матрицу и невыгорающие неорганические того, огнеупорная масса алюмосиликатного 15 армирующие волокна. состава реагирует с расплавoм с образова- В качестве неорганического волокнинием легкоплавких соединений, что ведет к стого материала целесообразно использо-разрушению покрытия; которое усиливает- вать безусадочные нетканые волокнистые ся за счет интейсивной металлопроопитки материалы, например нетканое асбестовое пористой структуры, сформировавшейся 20 полотно каолиновый картон. вследствие выгорания органической джуто- . Соотношение компонентов в огнеупорвой ткани. . : ной массе обеспечивает достижение максиОбразующиеся при отслоении воздуш- . мальной плотности и металлоустойчивости ные прослойки, а также-высокая йористость .: покрытия, снижают теплопроводность покрытия, что 25 . Изготовление защитного покрытия на отрицательносказывается на процессетеп- боковых стенках ванны горячего цинковалопередачи. " . . ния труб осуществляют следующим обраЦель изобретения — повышение надеж- зом. На подготовленную металлическую ности и теплопроводности.. поверхность ванны с.помощью распылителя

Для достижения указанной цели в спо- 30 наносят грунтовую силикатную эмаль в виде з собе получения защйтного покрытия на ме- шликера плотностью 1,7 г/cM . Толщина наталлической поверхности; контактирующей несенного слоя составляет 1-2 мм. Эмалес расплавленным цветным металлом, вклю- вый слой подсушивает в течение 2 — 3 ч, чающем укладку йа поверхности волокни- после чего производят укладку волокнистостого материала, нанесение на него 35 го неорганического материала, например, .огнеупорноймассыисушку, передукладкой нетканого асбестового полотна марки . неорганического волокнистого материала ПНАХ-1Столщиной1 мм.

HB поверхйостьнаносятсиликатнуюгрунто- Волокнистый материал покрывают пувую эмаль, а в качестве огнеупорной массы тем пульверизации огнеупорной массой заберут состав, содержащий, мас.%: 40 являемого состава.

Плавленый периклаз 49-60: - Огнеупорную массу готовят путем заОгнеупорная глина 5-7 творения совместно молотой смеси плавлеХромит магния .. 6-9 ного периклаза, хромита магнйя и

Полифосфат натрия Остальное огнеупорной глины с размером частиц меПредлагаемый способ обеспечивает по- 45 нее 100 мкм водным раствором полифосфавышение надежности и теплопроводности та натрия плотностью 1,20 г/см .. з . покрытия за счет следующих факторов. Каждый нанесенный слой огнеупорной

Грунтовая силикатная эмаль, содержа- массы подсушивают в потоке подогретого щая обычно от 36 до 64% Si02 и 16-25% воздуха при температуре 20-25 С втечение

N820+K20, в условиях эксплуатации при 50 4 — бч. После подсушки последнегослоя темтемпературе 600-650 С приобретает пиро- пературу теплоносителя повышают до 85пластичное состояние и волокнистый мате- .90 С со скоростью 30 С/ч. риал с нанесенной на него огнеупорной Продолжительность сушки при конечной массой получает возможность свободного температуре составляет 6 ч. перемещения относительно металлической 55 Общая толщина защитного покрытия, поверхности, что позволяет предотвратить полученного предлагаемым способом, соотслоение покрьг ия и сохранить его цело- ставляет 6 — 8 мм, стность. Размягченные частицы эмали миг- После загрузки кускового цинка разорируют вовнутрь волокнистого материала, грев ванны с защитным покрытием до темсоздавая плотный контакт с армирующим пературы 600 С выполняют нагревателями, 1784660 расположеннымиснаружнойсторойыбоко- на деревянной подложке, покрытой кальвых стенок ванны. Нагрев осуществляют в кой. Последовательность операций при изтечение 24 ч со скоростью подъема темпе- готовлении данных образцов та же, что и ратуры 25 С/ч, при изготовлении образцов на металле. По.Свойстваэащитныхпокрытий, получен- 5 сле сушки образцы покрытия снимались с ° ных предлагаемым и известными способа- деревянной подложки и подвергались обми, изучали на образцах покрытий на жигу. Толщина образца равнялась 10 мм: металлических пластинках, образцай по- силикатная грунтовая эмаль 1 мм, асбестокрытий беэ металлических пластин, а также вое полотно — 1 мм, огнеупорная масса — 8 на образцах из огнеупорной массы, 10 мм.

Для изготовления образцов покрытий . Образцы из огнеупорной массы готовина металлических пластинах по предлагае- ли путем совместного помола входящих в ее мому способу(примеры 1 — 3) на пластины из состав компонентов с последующим смешестали Ст-08 КП размером 100х100х5 мм на- кием их с водным раствором полифосфата носили грунтовую силикатную эмаль йуль- 15 натрия плотностью 1,2 г/смз, формованием веризацией шликера плотноСтью 1,7 г/см . цилиндров с диаметром и высотой, равным ,Толщина слоя эмали 1 мм. Шликер готовили 40 мм, их сушкой и обжигом; Для изготовлемокрым помолом смеси эмалей марки ЭСГ- . ния образцов методом прессования огне21 и ЭСГ-31 с Соотношением 1:1. упорную массу предварительно упаривали

Химический состав эмали ЭСГ-21, 20 до остаточной влажности 6%. Удельноедавмас.%: SION 38-43; В20з 19-22; TIOz не бо- ление прессования составляло 10 МПа, лее 2; А1 0з 4-7; СаО 4 — 8; йа20+К20 19-25; Сушку образцов осуществляли при 1100С, Ге20з не более 6,5, . обжиг — при 1000 С с 4-часовой выдержкой

Химический состав эмали ЭС -31, при конечной температуре. мас.%: SION 45-52; В20з 13-18; TIOz не бо- 25 Наде>кность образцов защитных покрылее5; А1 0з4"11; Са04 — 7 NazO+K2016-20; тий оценивали по стойкости покрытий к отЕе20з не более 3,0., слаиванию путем циклического нагрева

После подсушки эмалевого слоя в тече- образцов на металлических пластинах до ние 2 ч на него накладывали волокнистый температуры 1000 С с последующим охлажматериал —. асбестовое полотно марки 30 дением, а также по свойствам огнеупорной

ПНАХ-1С размером соответствующим раз- массы:открытой пористости(ГОСТ2409-80), меру стальной пластины. Перед укладкой .пределу прочности при сжатии (ГОСТ 4071полотно предварительно пропитывали or- 80),обьемопостоянству(ГОСТ5402-81) иуснеупорной массой (составы указаны в таб- тойчивости к расплавам цинка и алюминия, лице). Затем посредством пульверизации 35 Металлоустойчивостьо-:ределяли"таблеточ. покрывали волокнистый материал огне- ным методом, размещая на образце огне. упорной массой того же состава. Пульвери- упорной массы навеску цинка или зацию производили в три приема до . алюминия. Степень коррозии оценивали. получения слоя массы 5 мм с подсушкой глубиной пропитки образца расплавом. каждого слоя в течение 2 ч. После подсушки 40 ; Теплопроводность образцов покрытий, последнего слоя пластины с защитным по- определяли по ГОСТ 12170-85. крытием сушили при температуре 100 С в В таблице представлены составы истечение 6 ч и обжигали при 1000 С с часовой пользованных огнеупорных масс, их свойст- . выдержкой при конечной температуре. Об- . ва, а также свойства образцов защитных . щая толщина защитного покрйтия на образ- 45 покрытий. це 7 мм, .: - Из данных таблицы видно, что заявляеБыли изготовлены также образцы, в ко- мый способ обеспечивает получение более торых волокнистый материал с нанесенной качественных защитных покрытий по сравна его поверхность огнеупорной массой ук- . нению с известным способом: теплопроводладывали непосредственно на металличе- 50 ность образцов 1-3 на 30-50% выше по скую пластину без эмалевого слоя (пример сравнению с образцом 5, количество циклов

4) нагрева до 1000 С без отслаивания покрыВ образце, изготовленным известным тия возросло в 4 раза, рабочая поверхность способом(пример 5), на металлическую пла- покрытий, койтактирующая с расплавом, стинуукладывалимешочнуюльнянуюткань 55 более плотная, прочная и обьемопостоянтолщиной 1,2 мм, пропитанную огнеупор- ная, пропитка расплавами цинка и алюминой массой алюмосиликатного состава. ния практически отсутствует. Б то же время

Для определения теплопроводности из- - пример 4 показывает, что без предварительготовляли образцызащитных покрытий без ного нанесения эмалевого слоя перед укметаллических пластин, которые получали ладкой волокнистого материала происходит

1784660 не только отслоение покрытия, но и сниже"ййЕг его"теплбп роводности.

Использование предлагаемого способа

"ДЛЯ ИЗГ0тОВЛЕНИЯ За1ЦИтНсОГО -ПОКсРйтИЯ На ванне горячего цинкования позволит снизить количество технологических цинковых отходов за счет уменьшения взаимодействия расплава с металлическим корпусом

" вайны, а также сократить расход теплоносителя на нагрев расплава благодаря повышению теплопроводности боковых стен.

Формула изобретения

Способ получения защитного покрытия на металлической поверхности, контактирующей с расплавленным цветным металлом, I

Состав огнеупорных àññ мас.4

Огнеупор" ная глина 6 31,2 ретению .

24,6

Хромит маг" е

ПолиФосфат натрия 31

2. Плавленый пе" риклаз " 49" 35,0

21,1

Огнеупорная глина 7

Хромит маг" ния 9

ПолифосФат натрия 35

Отсут" 0,37. ствует

Плавленый пе- - риклаз " 60

+О, 1 Отсутствует

22,8

36,7.

31,2

24,6

Отсут" О, 29 1 ствует

+0, 1 Отсутствует г

Хромит магния 8

ПолиФосфат натрия 31

Способ ана" 4, логичен при - мерам 1-3, но без нанесения на ме- таллическую поверхность силикатной грунтовой зма ли

Огйеупорная гли на 5

Хрбмит магния 6, Полифосфат натрия 29 !

Плавленый пе-, риклаз " . 55

Огнеупорная глина 6 включающий укладку на поверхности волокнистого материала, нанесение на него огнеупорной массы и сушку, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что, с целью повышения надежно5 сти и теплопроводности покрытия, перед укладкой неорганического волокнистого ма териала на поверхность найосят силикат- ную грунтовую эмаль, à в качестве огнеупорной массы берут состав, содержа10 щий, мас. :

Плавленый йериклаз - 49-60

Огнеупорная глина 5-7

Хромит магния . 6-9

Полифосфат натрия Остальйое.

+0,1 . Отсут-..Отсут- 0,35 . 4 ствуе ству» ет " "ет

+О,1 Отсут- Отсут- . 0,32 4 ствует ствует.

1784660

Продолжение таблицы

5. Кальцинированный боксит 50 .Каолиновый шамот 25

Огнеупорная глина 10

Известный способ

13,5

0,25 1

48,2

-1,7 5

Силикат натрия 15 вода (сверх

100ь) " 13

Крахмал (сверх

1003) 2

Составитель С. Преображенская

Техред М,Моргентал Корректор И. Шулла

Редактор

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

Заказ 4349 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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