CS254221B1 - Method of ceramic components' surface treatment especially of tubes and stopper rods - Google Patents

Description

254221 3 4

Vynález sa týká spósobu povrchové] o-chrany keramických súčastí, najma trubica; zátkových tyčí vystavených erozívnemuposobeniu hladiny tekutého kovu, napří-klad vtokové] sústavy pre plynulé liatie o-cele a rieši problém odolnosti v miestachnadměrného erózneho opotrebovania týchto súčastí. Výtokové sústava z medzipánve do kryš-talizátora zostáva z ponorné] výlevky dele-nej alebo nedelene] a zátky. Miesto zátky satiež používá zasúvadlový uzávěr. Ponornévýlevky a zátky medzipánví pre plynulé od-lievanie ocele sú v prevažne] miere vyrába-né z materiálov s vysokým obsahom oxiduhlinitého s prídavkom uhlíka v rozmedzí14 až 23 hmotnostných %. Pre určité akost-né skupiny ocelí sa vyrábajú ponorné výlev-ky z taveného oxidu křemičitého. Spoločnýmnedostatkom keramiky výtokového uzlamedzipánve pre plynulé odlievanie ocele jejej miestne opotrebeme, ktoré znižuje užit-né vlastnosti týchto materiálov v tom zmys-le, že v dosledku miestneho opotrebenia jed-notlivých častí keramiky výtokového uzla,je nutné přerušit plynulé odlievanie ocele.Takéto prerušenie sposobuje zníženie kapa-city celého- zariadenia, zvýšenie strát kovuna jednotku výroby a malú životnost výrob-ně náročných keramických súčastí. Uvedenénedostatky výtokové] sústavy z keramiky,vyrábanej izostatickým lisováním, sa vo svě-tě riešia tak, že v mieste nadměrného opo-trebovania sa zalisovávajú válcovité, alebokuželové vložky z vysoko odolného' materiá-lu na báze oxidu zirkoničitého alebo horeč-natého. Nevýhodou tohoto sposobu je, že vdosledku rozdielnych fyzikálno-chemickýchvlastností základného materiálu a vložky,najma tepelnej rozťažnosti, dochádza pri-ohřeve keramiky na pracovnu teplotu k zá-roůkom trhlin základného materiálu. Pri od-lievaní.s takto- vyrobenou keramikou potomdochádza k častému praskaniu v celom prie-reze jednotlivých častí keramiky výtokové-ho uzla, čo- má znovu za následok havarijněukončeme liatis ocele na zariadení plynu-lého odlievanla. Příčinou nedostatku je, žezákladný materiál p-odkladovej keramiky sosvojou hrubozrnnou štruktúru je náchylnýna vznik rozsiahlych štiepnych porušení na-prieč časticami napr. oxidu hlinitého, pri-čom přítomnost pojivá vedie k zvačšovaniulomového povrchu medzikoruodového spo-jenia, za aktívneho posobenia trosky s bazi-citou 0,6 až 2,0 s obsahom agresív-nych zlú-čenín fluóru a oxidu sodného. Ak sa v tých-to miestach zalisuje vložka, napr. z oxiduzirkoničitého, kde na hranici spojenia vzni-ká vysokým ohrevom napatie v dosledkurozdielnych koeficientov teplotnej rozťaž-nosti, ku ktorému sa přidružuje napatie zobjemovej změny vznikom metastabilnéhotetragonálneho oxidu zirkoničitého pri tep-loto nad 1 060 °C. To všetko vedie k rozvojůštiepnych porušení a k častému havarijné-mu ukončeniu tavieb. Sú známe riešenia na zabezpečenie povr-chovej ochrany róznych súčastí, ako napr.grafitových elektód do oblúkovej peci, ša-motových posúvadlových uzáverov, založe-né na použití nástrekových materiálov s oxi-dom kremíka, bária, chrómu, horčíka, tita-nu, ako aj zirkonu, hliníka alebo- kremičita-nu zirkoničitého jednotlivo alebo v kombi-náciách, například podlá čs. AO 204 321,č. 171 003 a č. 213 033. Taktiež sú známe me-tody spájania keramických materiálov pre-dohriatych na 800 až 1400 °C s použitímuvedených materiálov, podlá čs. AO číslo199 377. Pri nekontrolovanom a vys-okompredohreve základného materiálu dochád-za k praskaniu nástrekových materiálov ztitulu a nevhodnej kombinácie uvedenýchmateriálov.

Uvedené nedostatky odstraňuje a problémrieši spósob povrchovej ochrany keramic-kých súčastí podlá vynálezu. Podstata vy-nálezu spočívá v tom, že -ochranný povlakna keramické súčasti, najma trubice a zát-kové tyče výtokovej sústavy pre plynulé lia-tie ocele, vyrobené z materiálov na báze vy-sokého obsahu oxidu hlinitého s přísadouuhlíka alebo- na báze taveného oxidu křemi-čitého a to na ich vonkajšie válcovité ale-bo guíovité plochy po výške kolísania hla-diny kovu alebo úrovně přesunu keramic-kých súčastí, na hrubku 0,2 až 10 mmnást-rekom pomocou plazmového horáka ná-strekovými materiálmi na báze oxidu zir-koničitého dopovaného oxidom vápenatým vrozsahu 5 až 20 % hmotnostných alebo' nabáze práškového kremičitanu zirkoničitého,sa nanáša pri teplote keramických súčastí30 až 200 °C. Po dosiahnutí uvedenej maxi-málně] teploty 200 °C na nanášanie -a ohřevkeramických súčastí přeruší najmenej všakdo poklesu teploty na 30 °C, na čo sa na-nášanie opakuje až po dosiahnutie zvolenej hrůbky ochrannej vrstvy a nakoniec sakeramické súčasti chladia pri teplote 20 °C. Výhody vynálezu sú hlavně v tom, že priplazmovom striekaní ochranného- povlakuuvedeným práškovým inateriálom, ktoréhočastíce majú výrazný doskovitý tvar, na-striekaná vrstva dokonale kopíruje podkla-dový povrch, zapíňa i povrchové necelist-vosti a tým sa tvoří dokonalý adhezív-nyspoj, ktorý nedovoluje tak l'ahký rozvojštiepnych porušení, pričom pri vysokýchteplotách ne-dochádza k objemovým změ-nám, nakolko- nevzniká metastabilný tetra-g-onálny oxid zirkoničitý, čím napatia nahranici so základným mater iálom oproti li-sovanej vložke sú podstatné nižšie.

Otvorené pórovitosť nástreku je okolo12 % a teplotou sa nemení. Povlak má ex-trémně nízký koeficient tepelnej rozťažnos-ti a dobré odolává tepelným rázom. Přilna-vost povlaku je v rozmedzí 3,8 až 8,1 MPa v-závislosti na hrúbke. Mikrotvrdosť nastrie-kaných častíc je v rozpatí 1120 až 1 814 jed-notiek HVm. Toto p-otvrdzujú rozsiahle prak-

Claims (4)

1. 254221 5 tické skúšky, a dosiažené ipredíženie život-nosti výtokového uzla o 60 až 120 %. Pre příklady ukuíočnenia sposobu pódiavynálezu sú na priloženom výkrese znázor-něné tvary keramických súčastí s ich funkí-ným umiestnením v zariadení s vyznačenímmiest a velkostí naneseného ochranného po-vlaku. P r í k 1 a d 1 Výlevka 20 z vysokotaveného oxidu kře-mičitého, tvaru rúrky o vonkajšom prieme-re 125 mm a dížka 625 mm, sa vo výške 32erózneho posobenia troškového kúpeia a podížke najmenej 300 mm počnúc od výšky30 mm nad výtokovými otvormi, po obvode 21 zdrsní pneumatickým tryskáčom s použitím korundu o zrnitosti 0,9 mm. Rovnako satak urobí v mieste 22 testniaceho styku sazátkovou týčou 10, Takto upravená výlev-ka sa upevní do polohovadla a pri roíácii ssza pomoci plazmového horáka nastriekapráškový oxid zirkoničitý dopovaný oxidomvápenatým 20 % hmotnostných pri prúde420 A, napatí 320 V na vzdialenosť 270 mma pri prietoku prášku 18 kg. h-1. Nástreksa nanáša po predohreve výlevky od 30 °Caž po dosiahnutie 170 °C; prerušenie nástre-ku je nutné na 5 minút, najdlhšie po poklesteploty na 30 °C a tak ukončit nástrek poobvode 21 až pri hrúbke 6 mm a v mieste 22 pri hrúbke 1 mm. Nastriekaná výlevkapri teptote 20 °C bez prievanu. Příklad
2. 2 Zátková tyč 10 z oxidu hlinitého s prídav-kom uhlíka, plného prierezu o priemere 127milimetrov a dížke 1 020 mm, sa po celejvýške 11 jej valcovitej časti do výšky cca300 mm a po celom guiovitom zakončení 12zdrsní ocelovým kartáčom. Nástrek rov-nakým sposobom a uvedeným materiálom sananesie na hrůbku 5 mm na výške 11 a nahrůbku 3 mm na guiovitom zakončeni 12. Příklad
3. 3 Výlevka 20 z vysokotaveného oxidu kre- mičitého, tvaru rúrky o vonkajšom prieme-re 125 mm a dížke 625 mm, sa vo výške 32erózneho posobenia troškového kúpeia, podížke najmenej 300 mm počnúc od výšky300 mm nad výtokovými otvormi, po obvo-de 21 zdrsní pneumatickým tryskáčom s po-užitím korundu o* zrnitosti 0,9 mm. Rovnakosa tak urobí v mieste 22 tesniaceho stykuso zátkovou týčou 10. Takto upravená vý-levka sa upevní do· polobovadla. a pri rotá-ch sa za pomoci plazmového horáka nastrie-ka práškový kremičitan zirkoničitý pri prú-de 420 A. napatí 320 V na vzdialenosť 270milimetrov a pri prietoku prášku 18 kg . h“1.Nástrek sa nanáša po predohreve výlevkyod 30 °C až pod dosiahnutie 170 °C; pre-rušenie nástreku je nutné na 5 minút, naj-dlhšie ιρθ' pokles teploty na 30 °C a tak u-končiť nástrek po obvode 21. až pri hrúbke 6 mm a v mieste .22 pri hrúbke 1 mm. Na-striekaná výlevka chladne pri teplote 20 °Cbez prievanu. P r í k 1 a d
4. 4 Výlevka 20 z oxidu hlinitého s prídavkomuhlíka, tvaru rúrky o vonkajšom priemere 7 25 mm a dížke 625 mm, sa vo výške 32 e-rózneho posobenia troškového kúpeia, podížke najmenej 300 mm počnúc od výšky30 mm nad výtokovými otvormi. po obvode21 zdrsní pneumatickým tryskáčom a použi-tím korundu o zrnitosti 0,9 mm. Rovnakosa tak urobí v mieste 22 tesniaceho styku sozátkovou týčou 10. Takto upravená výlevkasa upevní do polohovadla. a pri rotácii sa zapomoci plazmového horáka nastrieka práš-kový kremičitan zirkoničitý pri prúde 420 A,napatí 320 V na vzdialenosť 270 mm a priprietoku prášku 18 kg. h-1. Nástrek sa na-náša. po predohreve výlevky od 30 °C až podosiahnutie 170 °C; prerušenie nástreku jenutné na 5 minút, najdlhšie po pokles tep-loty na 30 °C a tak ukončit nástrek ipo ob-vode 21 až na hrúbke 6 mm a v mieste 22pri hrúbke 1 mm. Nastriekaná súčasf chlad-ne pri teplote 20 °C bez prievanu. PREDMET Sposob povrchovej ochrany keramickýchsúčastí, najma trubic a zátkových tyčí výto-kové] sústavy pre plynulé liatie ocele, vy-stavených erozívnemu posoheniu tekutéhokovu s kolísajúcou úroyňou hladiny a vy-robených z materiálov na báze vysokého ob-sahu oxidu hlinitého s přísadou uhlíka alsbona báze taveného oxidu křemičitého, a tona vonkajšich válcovitých aleho gumovitýchplochách po výške kolísania hladiny kovualebo po úroveň ich přesunu, na hrúbke 0,2až 10 mm nástrekom pomocou plazmovéhohoráka nástrekovými materiálmi na báze o- VYNALEZU xidu zirkoničitého dopovaného oxidom vá-penatým v rozsahu 5 až 20 % hmotnostnýchalebo na báze práškového· kremičitanu zir-koničitého, vyznačujňci sa tým, že nástre-kový materiál sa nanáša pri teplote súčastí30 až 200 °C, pričom pri' dosiahnutí maxi-málně] teploty 200 °C sa nanášanie a ohřevkeramických súčastí preruší najmenej dopoklesu teploty na 30 °C, na čo· s,a nanáša-nie opakuje až po dosiahnutie zvolenejhrůbky ochrannej vrstvy a nakoniec sa ke-ramické súčiasti chladia pri teplote 20 °C.