Защитная паста

 

Союз Советсиив

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.11.77 (21) 2544402/22-02 с присоединением заявки %в (23) Приоритет— (5l)M. Кл.

Н 05 В 7/08

1Ъеударотееиный комитет

СССР ие лелем изобретений и открытий (5З) УЙК 669.168 (088.8) Опубликовано 15.11.79. Бюллетень М 42

Jl,a.à опубликования описания 25.11.79

М. И. Гасик и А. Г. Гриншпунт (72) Авторы изобретения

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (71) Заявитель (54) ЗАЩИТНАЯ ПАСТА

Изобретение относится к области подготовки электродов к электротермическим процессам металлургии ферросплавов, цветных металлов и сплавов, фосфора, карбида кальция и др., испол ьзуинцих самообжигающиеся электроды.

Известна обработка графитовых электродов покрытием их слоем смеси из алюминия и силицидов или карбидов (например, карбида кремния) путем напыления при помощи плазменной горелки или расплавлением электрической дугой (11.

Недостатками известного состава покрытий являются целесообразность использования их только на графитовых электродах, способ нанесения, пригодный только Лдя открытых поверхностей электродов.

Бель изобретения — создание на поверхности утлеродистого блока самообжигающегося электрода высокотемпературного огнестойкого покрытия, снижение окисления электрода и

20 уменьшение его расхода.

Поставленная цель достигается тем, что защитная паста дополнительно содержит кристаллический кремний и каменноугольньп пек при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Алюминий 30-60

Карбид кремния 20-40

Кристаллический кремний 7 — 12

Каменно-угольный пек 13-20

Применение карбида кремния в составе пасты обусловлено тем, что его кристаллы врастают в поверхностный слой углеродистого блока электрода и, тем самым, увеличивают адгезионйую способность всей пасты. Карбид кремния в составе пасты придает покрытию высокую стойкость от окисления, поскольку $1С имеет гексагональную решетку и характеризуется анизотропией свойств, следовательно обладает высокой стойкостью против окисления. Оптимальное содержание карбида кремния в составе пасты для создания защищенного покрытия находится в пределах 20 — 40%. Увеличение количества SiC более 40% нецелесообразно, так как приводит к снижению смачиваемости пасты при оптимальном содержании связующего. Уменьшение же количества $ С менее 20% снижает сцепление ее с угольным блоком электрода.

698173

Таблица 1

Потеря веса,%

Потеря веса, г

Вес образцов после обжига

Вес образцов после обжига до

900 С меннольный пп. в окислит. атмосфере при

t= 1300 С, r

9,7

4,7

4,0

3,5

49,5

25,8

23,5

21,8

1 461,3

2 60 20 7 13 516,8

3 45 30 10,0 15 521,6 .4 30 40 12 18 525,8

510,8

542,6

545,1

547,6

Использование кристаллического кремния в составе пасты объясняется тем, что наличие

7 — 12% Si в расплавленном алюминии увеличивает смачивание «гольного>блока эа счет роста величины поверхиостного натяжения, характеризуемого силами межфазного взаимодействия.

Кремний позволяет получить более жаростойкое покрытие, чем покрытие из чистого алюминия. Добавление до 12% кремния в составе пасты улучшает защитные. свойства образующего на углеродистом блоке электрода покрьпия, Увеличение Si в составе пасты более 12% и снижения его количества ниже 7% обуславливает повышение температуры нлавлеиия пасты, а также . образование неустойчивого покрьггия в условиях15 термических нагрузок.

Количество каменноугольного пека должно . находиться в пределах 13 — 20%. Паста с содер-! жанием пека ниже 13% не будет обладать достаточной адгезионной способностью, а при содер- 20 жанни более 20% обусловит увеличение удельного расхода и снижение прочностных характеристик пасты, Нанесение пасты на внутреннюю поверхность кожуха электрода может быть произведено на каждой секции до наварки ее на действующло печь или после установки секции и приварки ее к кожуху действующей печи. После этого в электрод загружают углеродистую массу; По,мере опускания саьтообжигаюгцегося электрода а зону высоких температур паста проходит ряд температурных зон. При этом компоненты пасты взаимодействуют между собой, а также с углеродистой массой так, что к моменту достижения температур, при которых происходит науглеро>кивание, окисление и оплавление науглероженного стального кожуха (1150 — 1350 С), образуется защитный слой из карбидов и оксикарбидов, слабо взаимодействующих при 1350 — 1800 С с окислительРезультаты проведенных опытов показывают, что при использовании пасты достигается снижение окисляемости образцов на 5-6%.

Опробование работы самообжнгающегося электрода, внутренняя поверхность кожуха которого была покрыта пастой для создания защитноными компонентами газа на колошнике печи и препятствующих окислению углеродисого блока самообжигающегося электрода, обладающие высокой стойкостью протйв эрозии шйаковых расплавов.

В то же время паста, нанесенная на внутреннюю поверхность кожуха электрода, взаимодействует также и с металлом кожуха. При наличии углерода электродной массы взаимодействие в системе кожух-паста-углеродистая масса усиливается, в результате чего образовываются комплексные желеэокремнийалюминиевые карбиды типа (Fe81AI) С .

Следовательно состав пасты образует, с одной стороны, сложный карбидный и оксикарбидный слой, обеспечивающий защиту поверхности углеродистого блока электрода от окисления, а с другой — приводит к взаимодействию стального кожуха с образованием алюминидов и карбидов, имеющих более низкое электросопротивление, чем стальной кожух.

Для подтвержения теоретических предпосылок возможности использования пасты для создания защиты углеродистого блока от окисления в лабораторных условиях производЫт обжиг электродной массы в кожухах иэ стали диаметром 60 мм, внутренняя поверхность которых покрыта пастой предлагаемого состава.

Для сравнения один образец углеродистой массы обжигают в кожухе без пасты. Обжиг производяг до 900 С со скоростью нагрева

100 С, после чего образцы извлекают из кожухов, взвешивают, а затем подвергают обжигу в окислительной атмосфере при 1300 С в течение 1 ч. Результаты испытаний приведены в табл. 1. го покрьггия, проводят на однофазной дуговой печи мощностью 140 кВт, Для сравнения в этой же печи работают иа электроде без покрытия. С каждым электродом проплавляют 300 кг шихты. .Расход электродов приведен в табл. 2.

6981т3

Таблица 2

Снижение

С пастой для защиты угольного блока самообжигаюПоказатели

Без защитного покрыпокрытия расхода электродов, % шихся электродов

Израсходованная длина электрода, мм

15,2

1240

1475

Израсходованный вес электрода, кг

15,5

14,1

16,7

Применение пасты позвЬляет снизить расход электродов на 15%. При ее использовании эконо-20 мия при расходе тонны электродной массы достигает 12 руб.

Защитная паста, включающая алюминий и карбид кремния, отличаю шая с я тем, что, с целью создания на поверхности угольного блока электрода высокотемпературного огнестойко30 го покрьпия, снижения окисления электрода и

Составитель О. Веретенников

Техред М.Петко Корректор В. Бутяга

Редактор С. Jlbl>KoBB

Заказ 6583/21 Тираж 944 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал Ш1П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения уменьшения его расхода, она дополнительно со держит кристаллический кремний и каменноутольный пек, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Алюминий 30-60

Карбид кремния 20-40

Кристаллический кремний 7 — 12

Каменно-угольный пек 13 — 20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Дуррер P., Фолькерт Г.Металлургия ферросплавов. М., "Металлургия", 1976, с. 169.