DE2021161A1

DE2021161A1 - Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht an Huettenwerksprodukten

Info

Publication number: DE2021161A1
Application number: DE19702021161
Authority: DE
Inventors: Walder Dipl-Ing Lubomir; Kalivoda Dipl-Ing Vladislav; Hamza Dipl-Ing Zdenek
Original assignee: NOVA HUT KLEMENTA GOTTWALDA
Current assignee: NOVA HUT KLEMENTA GOTTWALDA
Priority date: 1969-05-07
Filing date: 1970-04-30
Publication date: 1970-11-19
Also published as: FR2042470A1; GB1299655A

Description

PATENTANWALT

28. 4. 1970

AnW.-Akte: 75.221

PATENTANMELDUNG

Anmelder; Νονδ Hut Klementa Gottwalda, nörodni podnik, Ostrava - Kuncice

"Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht an Hüttenwerksprodukten " ,

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht gegen Korrosion, Verschleiß und Abbrand besonders an stählernen Hüttenwerksprodukten.

Um die Widerstandsfähigkeit von Stählen gegen Korrosion, Verschleiß, Abbrand und Glut zu erhöhen, werden die Stähle während des Schmelzprozesses mit relativ großen Zugaben von Metallen, wie Nickel, Chrom, Titan, Wolfram, Vanadium und Aluminium legiert. Der Hauptnachteil· dieser Verfahren besteht darin, daß die Stähle im ganzen Querschnitt gleichmäßig legiert werden, während doch eigentlich ihre Widerstandsfähigkeit vor allem an der Oberfläche, die der agressiven Umgebung ausgesetzt ist, erhöht werden muß. Durch die gleichmäßige Verteilung der Legierungszusätze im Querschnitt der StahlerzeugnissejarfUllt somit die Zugabe der Zuschläge nicht den gewünschten Zweck. Die hohen Kosten und die Nachteile

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des Legierens wurden teilweise durch Überzüge im Glutzustand des Stahls (Verzinnen und Verzinken), Galvanisieren und Diffusionsglühen beseitigt. Diese Verfahren sind jedoch zeitraubend; das Material erfordert eine vorhergehende Oberflächenbehandlung, es werden kostspielige und umfangzeiche technologische Einrichtungen benötigt, wobei die aufgetragene Schicht bei einer weiteren plastischen Deformation oft eine unzulängliche Kohäsion gegenüber dem Grundmaterial aufweist. Die Widerstandsfähigkeit der aufgebrachten Schicht ist dabei meist auf einen verhältnismäßig niedrigen Aggressionsgrad der Umgebung beschränkt, fUr die das aufbereitete Material verwendet wurde.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht gegen Korrosion, Verschleiß und Abbrand an Hüttenwerksprodukten vorzuschlagen, das die bekannten Mängel beseitigt.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Oberfläche der Hüttenwerksprodukte, z. B. der Brammen oder Bleche mit dem Gemisch eines oder mehrerer Metalloxyde bedeckt wird. Dabei ist die Affinität der betreffenden Metalle zu Sauerstoff geringer, als dieses bei Aluminium oder Magnesium der Fall ist. Das Hüttenwerksprodukt wird z. B. mit Chromoxyd bedeckt und das erwähnte Gemisch kann z. B. aus Nickeloxyd und einem Reduktionsmittel bestehen. Dieses kann z.B. aus -Aluminium mit einem schlackenbildenden Zusatz wie Kalziumfluorid (CaF ) zusammengesetzt sein. Das Gemisch wird dann entzündet. <

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Um die'Erfindung klarzustellen, werden folgende drei Beispiele des vorgeschlagenen Verfahrens angeführt: -

Beispiel 1

Auf die obere Fläche eines Bleches aus Kohlenstoffstahl mit einer Dicke von 20 mm, das auf 1250 C erwärmt war, wurde eine gepreßte Platte gelegt, die aus folgendem Gemisch bestand: ·

35,	5	Gew.	%	NiO ;
13,	8	Il .	%	NaNO₃
14		Il	%	Al
28,	4	η	%	CaO
6,	5	Il	%	Borax. _;
1/	8	Il	%

2 ■ ■'

Die Menge des aufgelegten Gemisches betrug 313 g/dm der Blechoberfläche. Das Gemisch wurde entzündet und nach erfolgter Reaktion wurde-die Schlacke von der Blechoberfläche entfernt. Das Blech wurde dann im warnen Zustand bis zu einer Reduktion von 70 % gewalzt., An dem ausgewalzten Blech entstand eine Schutzschicht mit einem Gehalt von 15 Gew. % Cr und 10,5 Gew. % Ni, wobei die Dicke der Schutzschicht mit absinkender Konzentration von Cr und Ni 450μ betrug. .,

Beispiel 2

Auf eine Bramme aus Kohlenstoffstahl.mit einer Dicke von .120 mm, die auf 1200 C erwärmt war, wurde ein gepreßtes Gemisch aufgebracht, das hinsichtlich der Zusammensetzung und Menge dem Gemisch in Beispiel 1 glich. Nachdem das Gemisch entzündet wurde und nach

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erfolgter Reaktion und Beseitigung der Schlacke stellte man an der nicht weiter wärmebehandelten Bramme eine Schutzschicht von 3 mm Dicke fest, die einen Durchschnittsgehalt von 13 Gew. % Cr und 9,5 Gew. % Ni aufwies.

Beispiel 3

Auf ein kaltes Blech aus Kohlenstoffstahl mit einer Dicke von 25 mm wurde ein ^pulverförmiges Gemisch gebraCjfrfejiCÄcia-s folgende Zusammensetzung hatte: ·;,

55,4 Gew. % ₂

9.5 " % KNO₃
26,6 " % AL

6,9 " % CaO

1.6 " % Na₂B₄O₇

Die Menge war die gleiche wie in Beispiel 1. Nach erfolgtem Entzünden, Verlauf der Reaktion und Beseitigung der Schlacke wurde an dem Blech eine Schutzschicht mit einem Gehalt von 16 Gew. % Ni und einer Dicke von 3 mm festgestellt.

Die Erfindung besteht in einem Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht gegen Korrosion, Verschleiß und Abbrand^öSte'r Anwendung einer exothermen Reaktion von Metailoxyden, wobei die Metalle eine geringere Affinität zu Sauerstoff aufweisen als dieses bei Al und Mg der Fall ist. Es sind daher die Oxyde von Cr, Ni, Mo, Ti, Co, W, Si, V, Cu u.a. in einem Gemisch mit Al, Mg oder als Kombination verwendbar. Die bei der Reaktion entstehende Wärme wird durch die Erwärmung des Grundmaterials oder durch Zugabe eines Oxydationsmittels, ggfls.

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durch Kombination dieser Verfahren erhöht. Das Gemisch der Metalloxyde und des pulverförmigen (körnigen, granulierten) Reduktionsmittels wird auf das Grundmaterial in gepreßter Form oder in einer mittels Bindemitteln gebildeten Schicht aufgetragen. Es kann jedoch auch als Schüttgut, im Schwebezustand oder durch Spritzen und auf ähnliche Art aufgebracht werden, so daß sich das reduzierte Metall mit dem Grundmaterial verbinden kann. Um eine zusammenhängende Schutzschicht zu erzielen und/ die Schlacke leicht entfernen zu können, ist es vorteilhaft, dem Gemisch schlackenbildende Verbindungen beizufügen wie beispielsweise CaO, Na_B.0 , NaF, CaF^ „ Die Initialreaktion wird durch Erwärmung einer der Stellen oder eines Teiles der Gemischfläche auf ungefähr 1200 C erzielt.

Es werden im folgenden einige Beispiele für die Zusammensetzung des Gemisches zur Bildung der Schutzschicht bei Hüttenwerkserzeugnissen angegeben:

Gemisch Nr. 1 - für mit Ni angereicherte Schichten:

55,2 Gew. % NiO

9,3 "' % KNO₃
26,1 " % Al

6,9; " ■% ß^O:, _Mk _bn, ,U.--K-: =v . ■;

1,5 ^M «% Na₂B₄O₇

Gemisch Nr. 2 - für mit Cr angereicherte Schichten:

38	Gew. J	^Cr2°3	Βτ9 8 4 7/ 1 152
12,4	Il O	^{C Cr0}3
8,2	Il I	C KNO₃
33,6	Μ ο	ί Al
5,9	Il O	ί CaF₂
1,9	■" ■ 3	2ΐΛ

Gemisch Nr. 3 - für mit Ti angereicherte Schichten:

43,8 Gew. % ₂

43,7 " % Al

4.7 " % KNO₃

7.8 » % Na₂B₄O₇

Der Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht außer anderem in der Möglichkeit, das Material nach Beseitigung der Schlacke in warmen Zustand weiter formen zu können. Im Verlauf des weiteren Formens, z. B₀ des Walzens, erfolgt eine adäquate Reduktion der aufgetragenen Schicht mit der Reduktion des Grundmaterials. In Einem derartigen fertigen Walzstück bewegt sich die Dicke der aufgetragenen Schicht in den Grenzen von einigen aj bis zu 100 u, je nach der Reduktion und der effektiven Menge der aufgetragenen Schicht. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher als Zwischenoperation beim Walzzyklus geeignet.

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Claims

P A T E N T A N S P R UC H :

Verfahren zur Bildung einer Schutzschicht gegen Korrosion, Verschleiß und Abbrand, besonders an stählernen Hütten-, wer,ksprodukten_i; dadurch g e k e η η ₍z;.e. i. ς Ii η■ β^Λ .,., ίίαβ;, ^₁ ν die Oberfläche deir HUttenwerksprodukte, ζ. Bv der Brammen oder Bleche, mit dem Gemisch eines oder mehrerer Metalloxyde bedeckt wird, wobei die Affinität der betreffenden Metalle zu Sauerstoff geringer ist als bei Aluminium öder Magnesium und z. B. aus Chromoxyd oder Nickeloxyd und einem Reduktionsmittel z. B. Aluminium mit einem schlackenbildenden Zusatz wie Kalziumfluorid(CaF„) besteht, worauf das Gemisch entzündet wird.

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