Защитное покрытие для металлических литейных форм

 

Н. В. Хворов, А. С. Фрейденберг, Б. Н. Хворов, В.

А. А. Алымов и М. Г. Ананмвский (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

Восточный научно — исследовательский и проектный огнеупорной промьппленности (54) ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к защитным покрьпиям для литейных форм, используемых для разливки стали, например изложниц и поддонов.

Известно эицитное покрытие -для литейных, форм, содержащее в качестве связующего компонента эоль кремниевой кислоты (кремнезоль) и в качестве наполнителя плавления кремнезем 111.

Недостатком такого покрытия является то, что оно обладает недостаточной огнеупорностью (1730 С) и стойкоспю к окислам расплавленного металла.

Известно также покрытие для изложниц, содержащее хотя бы одно тугоплавкое соединение .1 или их смесь (кремнезем в различных формах, глинозем, графит, хромит или различные силнкаты) и связующее —. коллоидый раствор кремнезема (2). зо

Однако это покрытие обладает. следующими низкими эксплуатационными свойствами: клеющая и адгезионная способность, огнеупорность, термомеханические свойства (особенно при высоких температурах) и сопротивляемость жидкой стали.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому . является покрытие 13), содержащее в качестве связующего золь кремниевои кислоты (кремнезоль) и в качестве наполнителя смесь плавленого кремнезема с силикатом циркона нри следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Золь кремниевой кислоты 35 — 55

Плавленый кремнезем 10 — 40

Силикат циркона .20 — 40

Недостатком . известного покрытия является то, что силикат циркона на контакте с расплавленным металлом разлагается с образованием двуокиси циркония и кристобалита по реакции, ZrSt04 ч 2гОз + SiOq

Такое разложение силиката циркона сопровождается значительным увеличением материала в объеме, что приводит к растрескиванию покрытия и его корродированиЮ с захватом частиц покрытия расплавленным металлом и загряЗ

959890 нению слитка неметаллическими включениями, а также получению слитка с грубой и шероховатой поверхностью. Кроме того, силикат циркона является дефицитным материалом и широкое применение такого покрытия для защиты изложниц и поддонов от размывающего действия струи расплавленного металла в отрасли черной металлургии связано с определенными трудностями.

1О

Цель изобретения — предотвращение загрязнения отливки неметаллическими включениями, улучшение качества поверхности слитка и повышение стойкости форм.!

5 г

Поставленная цель достигается тем, что покрытие, включающее эоль кремниевой кислоты и плавленый кремнезем, дополнительно содержит, корунд, графит и окись хрома при следующем соотношении ингредиентов, вес. :

Плавленый кремнезем

К орунд

Графит

Окись хрома

Золь кремниевой

25 . кислоты Остальное

40 — 55

1,5-4,5

0,5 — 2,0

Состав предлагаемого покрытия, вес.%

Ингредиенты

Состав известного покрытия, вес.%

Т 3 I 4 Г 5 1 6

1 l 2

Золь кремниевой кислоты (кремнезоль) 38

35

50 °

50 45

5 7

Плавленый кремнезем

53

4,0

2,0

2,5 1,5

0,5 1,5

Графит

Окись хрома

Снликат циркона

2,0

Таблица 2 ели свойств для составов

Свойства едлага звестного окрытия

Огнеупорность, С

Загрязнение стали неметаллическими включениями, %

1700

1770 1700

1700

1700 1700 1700

0,067-.0,0087

Поверхность слитка неровная, корродирована

Нет Нет Нет Нет Нет Нет

Поверхность слитка ровная, гладкая

Качество поверхности слитка

Корунд. (электрокорунд) 43 44

Причем плавленый кремнезем, корунд, графит и окись хрома имеют размер частиц

0,063 мм.

Введение в состав покрытия корунда устраняет растрескивание покрытия, его корродирование и загрязнение металла неметаллическими включениями, так как корунд не претерпевает полиморфных превращений на контакте с расплавленным металлом, а присутствие в составе покрытия углерода в форме графита и окиси хрома придают ему несмачивающие свойства и позволяют получать слитки с ровной, чистой и гладкой поверхностью.

Размер частиц порошкообразных наполнителей плавленого кремнезема, корунда, окиси хрома и графита 0,063 мм позволяет достигнуть устойчивую работу форсунок, используемых для нанесения покрытия, а также обеспечивает повышенную устойчивость суспензии . покрытия перед его нанесением, равномерность слоя покрытия на изложнице и поддоне, повышенную адгезию покрытия, полностью исключает переход покрытия в жидкую затвердевшую сталь.

Составы и свойства предлагаемого и известного покрытия приведены в табл. 1 и 2.

1 Т. а б л и ц а 1

959890

Продолжение табл. 2

Свойства

Показатели свойств для составов предлагаемого покрытия

Ю известного

Г (- — — — (1 2 рытия

Стойкость изложниц, количество наливов

70-80 70-80 70-80 40

70-80 70-80 70-80

Стойкость поддонов, количество наливов!

25-140 125- 140 125-140 125-140 125-140 125-140 30-35

Адгезионная способность, кг/см г

6,7-7,2 6,7-.7,2 6,7-7,2 6,7-7,2 6,7-7,2 6,7-7,3

Филиал ППП "Патен ", г.

Ужгород, ул. Проектная, 4

Изготовление покрытия осуществляется следующим образом.

В лопастную мешалку загружают золь крем-20 ниевой кислоты, включают перемешивающее устройство и пооочередно загружают порошко \ образные плавленый кремнезем, корунд, графит и окись хрома, которые вместе с кремнезолем подвергают тщательному леремешиванию до 25 получения однородной смеси с плотностью 1,4—

1,6 г/смз. Приготовленный таким образом состав покрытия с помощью форсуночного устройства наносится на нагретую до 100 — 300 С рабочую поверхность изложниц и поддонов, пред- З0 варительно очищенных от скрапа и пыли, слоем

1,5 — 3,00 мм, который быстро высыхает и при заливке металла образует прочноспеченое керамическое покрытие, препятствующее интенсивному размыву изложниц и поддонов струей расплавленного металла, повышая их стойкость соответственно в 2 и 4 раза.

Преимуществом предлагаемого покрытия является то, что в его составе можно вместо дефицитного плавленного кремнезема использовать отходы электрометаллургической. промышленности в виде аморфной кварцевой пыли рукавных электрофильтров с содержанием SiOq в пределах 70 — 80 o, а в качестве корунда (электрокорунда) — отходы абразивных за45 водов.

В качестве наполнителя в соствае предлагаемого покрытия возможно использование только корунда беэ плавленного кремнезема, однако это приводит к некоторому снижению

$0 адгезионных свойств покрытия и его плотности.

Таким образом, предлагаемое покрытие не требует дополнительных капитальных вложений, а использование материалов из отходов промышленности приводит к значительному снижению его стоимости и возможности к широкому

ВНИИПИ Заказ 7098/3 применению на всех металлургических- заводах отрасли без снижения защитных свойств покрытия.

Реализация изобретения позволит исключить загрязнение металла неметаллическими включениями, получать слитки с чистой и гладкой поверхностью и повысить стойкость подцонов и изложниц в 2 — 4 раза, что дает возможность получить экономический эффект около

1 млн. рублей.

Формула изобретения

1. Защитное покрытие для металлических литейных форм, включающее золь кремниевой кислоты и плавленый кремнезем, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью предотвращения загрязнения неметаллическими включениями и улучшения качества поверхности слитка и повышения стойкости форм, покрытие дополнительно содержит корунд, графит и окись хрома при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Плавленый кремнезем 4-11

Корунд 40-55

Графит 1,5 — 4,0

Окись хрома 0,5--2,0

Золь кремниевой кислоты Остальное

2. Покрытие по п. 1, о т л и ч а ю w eе с я тем, что плавленый кремнезем, корунд, графит и окись хрома имеют размер истиц

0,063 мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Покрытие для изложниц и поддонов.

Перевод 11- 446 фирмы "НАЛКО". (яерпловск, 1973.

2. Акцептованная заявка Франции N 229}809, кл. В 22 С 3/00, опублик. 1976.

Тираж 852 Подписное