FI71719B - Eldfast belaeggning med stor emissionsfoermaoga foerfarande for framstaellning av denna och belaeggningskomposition foe r nvaendning daeri - Google Patents

Description

1 71719

Suuren emissiokyvyn omaava tulenkestävä päällyste^ menetelmä sen valmistamiseksi ja siinä käytettävä pääl1ys tekoos tumus 5 Tämä keksintö koskee voimakkaasti emittoivaa tulenkestävää päällystettä, joka tekee mahdolliseksi lämpöenergian erittäin tehokkaan käytön teollisuus-uuneissa tai muissa kuumennuslaitteissa, menetelmää voimakkaasti emittoivan tulenkestävän päällysteen 10 valmistamiseksi ja siihen soveltuvaa päällystekoos- tumusta.

Tunnetaan yksikomponenttinen päällystekoostu-mus, joka valmistetaan käyttäen sideaineena piikar-bidin ja fosfaatin seosta. Tätä koostumusta voidaan 15 käyttää esim. teollisuusuunin seinämään sen lämpö- hyötysuhteen parantamiseksi. Tällä koostumuksella muodostetulla tulenkestävällä päällysteellä on kuitenkin muutamia haittoja. Korkeassa lämpötilassa, esim. 1000°C:ssa tai sen yläpuolella, se sen lisäksi, että 20 se todennäköisesti kuoriutuu uunin seinämästä, pyrkii myös aiheuttamaan tiilien pintakerrosten kuoriutumisen seinämästä. Jopa keskisuurissa lämpötiloissa kehittyy kemiallisia reaktioita ja lämpöjännitystä sekä kosketuspinnalla että sideaineella imeytetyn tulenkestävän 25 aineen sisällä, ja ne riippuvat tulenkestävästä materi aalista. Ne aiheuttavat rakenteen särkymistä ja haurastumista, johtaen päällysteen halkeiluun ja kuoriutumiseen. Erityisesti hyvin nuokoisten tulenkestävien aineiden, joilla on alhainen kimmokerroin, ollessa ky-30 symyksessä niiden alhainen puristuslujuus pyrkii aiheuttamaan tulenkestävien aineiden hajoamista siksi, että jännitys keskittyy sen osan, jonka lämpöominaisuudet ja fysikaaliset ominaisuudet ovat muuttuneet vieraan aineen kosketuksen tai impregnaation seurauksena, ja muun osan 35 väliseen alueeseen.

2 71719 GB-patenttijulkaisussa 1 095 191 on kuvattu korkeaa lämpötilaa kestäviä epäorgaanisia päällystyskoostumuksia, joissa käytetään kantajana litium-natriumsilikaattia. GB-patentti-hakemus 2 066 802 koskee valuun käytettävää tulenkestävää 5 materiaalia, jossa tulenkestävä komponentti muodostuu yhdisteistä A^O^, ZrC>2 ja SiC^. US-patenttijulkaisussa 3 810 768 on kuvattu tulenkestävä koostumus, joka käsittää karkeita savi-tai bauskiitti- ja hiilihiukkasia,"ja US-patenttijulkaisu 3 892 584 koskee monoliittisia tulenkestäviä materiaaleja, 10 jotka käsittävät alumiinioksidia, piikarbidia ja hiiltä sekä kemiallista sideainetta. Julkaisussa Chem. Abstr. voi. 93 (1980), 154 863r on kuvattu tulenkestävä laasti.

Tämä keksintö koskee tulenkestävää päällystettä, jolla on suuri mustan kappaleen emissiokyky ja joka kiinnittyy tii-15 viisti uunin tulenkestävään seinämään muodostaen sen päälle tulenkestävän ja mekaanisesti lujan mustan pohjan ja joka kestää kuoriutumatta pitkään.

Toiseksi tämä keksintö koskee menetelmää voimakkaasti emittoivan tulenkestävän päällysteen, jolla on edellä kuvatut 20 ominaisuudet, valmistamiseksi.

Lisäksi tämä keksintö koskee päällystekoostumusta, joka soveltuu edellä kuvatun voimakkaasti emittoivan tulenkestävän päällysteen valmistukseen.

Tämä keksintö koskee voimakkaasti emittoivaa tulenkes-25 tävää päällystettä, joka muodostuu kovetetusta päällystekoostu-muksesta, joka koostuu jauheseoksesta, joka sisältää 17-22 pai-no-% piikarbidia, 6-11 paino-% grafiittia, 17-22 paino-% alumiinioksidia, 2-5 paino-% piinitridiä, 8-12 paino-12% trikobolt-titetraoksidia, 18-22 paino-% kobolttialumiinioksidia ja 18-23 30 paino-% piirautaa laskettuna jauheseoksen kokonaispainosta; ja kaliumsilikaatin vesiliuoksesta, ja menetelmää voimakkaasti emittoivan tulenkestävän päällysteen valmistamiseksi, joka menetelmä käsittää jauheseoksen ja kaliumsilikaatin vesiliuoksen sekoittamisen keskenään suspension valmistamiseksi, tämän 35 suspension levittämisen uunien tulenkestävien aineiden tai keraamisten kuitujen pinnalle sekä sen kuivaamisen sen kovet-tamiseksi, ja päällystekoostumusta, joka soveltuu voimakkaasti emittoivan tulenkestävän päällysteen valmistukseen.

3 71719

Piirustusten lyhyt selitys

Kuva 1 on graafinen esitys tulenkestävien päällysteiden emissiviteetin (£) muutoksista ajan funktiona.

5 Kuva 2 valaisee järjestelyä, jota käytetään päällys teiden deformaatioiden tutkimiseen esimerkissä 3.

Kuvat 3-(A) ja 3—(B) ovat valokuvia päällysteiden deformaatioista esimerkissä 4 ja vertailuesimerkissä 1.

Tässä keksinnössä käytetään edullisesti piikarbidia, 10 jonka puhtausasete on vähintään 85%. Piikarbidin hiukkaskoko on edullisesti 280 mesh (n. 0,051 mm) tai sitä suurempi, vielä edullisemmin 300-340 mesh (n. 0,048-0,042 mm) ja edullisimmin 320 mesh (n. 0,044 mm). Piikarbidia on yleensä mukana 17-22% laskettuna jauheseoksen kokonaispainosta. Se muodostaa kova-15 lenttisen sidoksen grafiitin kanssa ja antaa tulokseksi päällysteen, joka pystyy vastustamaan äkillisiä lämmön vaihteluja, deformaatioiden aiheuttamaa vanhenemista ja korroosiota ja jolla on suuri lämpöemissiokyky. Grafiitilla on edullisesti kiinteä hiilipitoisuus, joka on vähintään 94%, vielä edullisemmin 97% 20 tai sitä suurempi, ja sen hiukkaskoko on edullisesti 280 mesh (n.0,051 mm) tai suurempi, vielä edullisemmin 280-350 mesh (n. 0,051-0,041 mm) ja edullisimmin 300 mesh (n. 0,048 mm), ja se muodostaa kovalenttisen sidoksen piikarbidin kanssa antaen päällysteelle suuren lämpöemissiokyvyn, korkean sulamispisteen 25 ja korkean kovuusasteen. Grafiittia on yleensä mukana 6-100% laskettuna jauheseoksen kokonaispainosta. Alumiinioksidin puhtausaste on edullisesti vähintään 79% ja hiukkaskoko 280 mesh (n. 0,051 mm) tai sitä suurempi, vielä edullisemmin 280-350 mesh (n. 0,041 mm) ja edullisimmin 300 mesh (n. 0,048 mm), 30 ja se voi sisältää Fe2C>2:a, SiC^a ja MgO:a. Se antaa päällysteelle korkean kovuusasteen ja hyvän lämmönkestokyvyn ja tehostaa päällysteen aineosien reaktiota. Alumiinioksidia on yleensä mukana 17-22% jauheseoksen kokonaispainosta laskettuna. Piinitridi auttaa levitettyä kalvoa säilyttämään lujuutensa 35 sintrattuna ja muodostaa oksidisulkukerroksen, joka suojaa päällysteen sisäosaa. Piinitridin piipitoisuus on edullisesti 50-70%, vielä edullisemmin 55-60%, ja hiukkaskoko 280 mesh (n.

0,051 mm) tai sitä suurempi, vielä edullisemmin 280-350 mesh 4 71719 (n. 0,051-0,041 mm), ja se sisältää muitakin alkuaineita, kuten esim. N:ä, Fe:a ja Alia. Se antaa päällysteelle kulumiskestä-vyyttä, särkymislujuutta ja korroosionkestokykyä. Piinitridiä on yleensä mukana 2-5% jauheseoksen kokonaispainosta laskettuna.

5 Trikobolttitetroksidin, Co^O^, molekyylipaino on edullisesti 240, sillä on edullisesti jäljempänä esitetty analyyttinen puhtaus, ja sen hiukkaskoko on edullisesti 200 mesh (n. 0,074 mm) tai sitä suurempi, vielä edullisemmin 200-300 mesh (n. 0,074 -0,048 mm) ja edullisimmin 200 mesh (n. 0,074 mm) . Co^O^, tri-10 kobolttitetroksidi, jolla on spinellirakenne Co**Co 11 o4 ( 3K -kide, hilavakio a = 8 A ja sulamispiste 1950°C) ja jonka puhtausaste on vähintään 95%, on katalyyttinä ja parantaa yhdessä karbidin kanssa päällysteen tarttuvuutta tulenkestäviin aineisiin. Trikobolttitetroksidia on yleensä mukana 8-12% jauhe-15 seoksen kokonaispainosta laskettuna.

Kobolttialumiinioksidin (Al-Co) alumiinipitoisuus on edullisesti noin 40-60%, vielä edullisemmin 50-60%, ja hiukkaskoko 200 mesh (n. 0,074 mm) tai sitä suurempi, vielä edullisemmin 200-300 mesh (n. 0,074-0,048 mm), ja se toimii katalyyttinä 20 kuten trikobolttitetroksidi. Stabiilin ja lujan sidoksen muodostamiseksi päällysteen ja tulenkestävien aineiden välille on tärkeätä käyttää sopivaa kobolttialumiinioksidin ja trikobolttitetroksidin yhdistelmää. Kobolttialumiinioksidia on yleensä mukana 18-22% jauheseoksen kokonaispainosta laskettuna. Jos 25 käytetään vain jompaakumpaa niistä tai niiden suhde ei ole sopiva, on mahdotonta saavuttaa tämän keksinnön etuja.

Piiraudan piipitoisuus on edullisesti vähintään 75%, vielä edullisemmin 89% tai sitä suurempi, ja hiukkaskoko 200 mesh (n. 0,074 mm) tai sitä suurempi, vielä edullisemmin 200-30 300 mesh (n. 0,074-0,048 mm), ja se muodostaa korkeassa lämpö tilassa SiC^sn tai Si^N^rn kaltaisen yhdisteen. Se on inertti ja erinomainen lämmönkestokyvyn ja virumislujuuden aikaansaamisessa. Lisäksi piirauta polymeroidaan reaktiolla alumiinioksidin ja kobolttioksidin kanssa parannettaessa katalyytin stabii-35 lisuutta ja aktiivisuutta ja päällysteen lujuutta korkeassa lämpötilassa. Piirautaa on yleensä mukana 18-23% jauheseoksen kokonaispainosta laskettuna.

Kukin näistä komponenteista hienojauhetaan ultrajau- 5 71719 himella edellä mainittuun hiukkaskokoonsa, ja ne sekoitetaan ennalta määrätyssä suhteessa jauheseokseksi.

Kaliumsilikaatin 1^0 S1O2» jossa edullisesti n = 3 tai 4, vesiliuos valmistetaan lisäämällä 55-65 5 paino-osaa vettä 50-60 paino-osaan kaliurasilikaattia.

Sen ja jauheseoksen seos muodostaa kuumennettaessa puoleksi sulaneita, siirtymätilassa olevia kiteitä, ja kiinteä liuos muodostaa tulenkestävien aineiden kanssa lujan sidoksen.

10 Jauheseos ja kaliumsilikaatin vesiliuos, jossa painosuhde on 1:1-1:1,5, sekoitetaan keskenään, ja seosta sekoitetaan soveltuvassa säiliössä homogeenisen suspension muodostamiseksi. Suspensio levitetään tulenkestävien aineiden pinnalle tasaisesti suihkuttamalla tai jollakin 15 muulla soveltuvalla menetelmällä. Levitettävä suspensio- määrä riippuu uunissa käytettävistä olosuhteista.

Yleensä edullinen levitettävä suspensiomäärä on noin 2 400-3000 g/m . Näin levitetty päällyste kovettuu, jos sen annetaan kuivua noin 3 tuntia, mutta on parempi 20 sintrata se kuumentamalla sitä 200-600°C:n lämpötilassa noin 6 tuntia.

Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä saatava voimakkaasti emittoiva tulenkestävä päällyste on inert-ti, ja sillä on tiivis rakenne. Se on termisesti ja 25 kemiallisesti stabiili. Siinä ei tapahdu mitään muutos ta korkeassa lämpötilassa, ja se kestää hyvin mitä tahansa syövyttävää ainetta. Sen tarttumislujuus uunien tulenkestäviin aineisiin on paljon parempi kuin millään samankaltaisella päällysteellä, joka on alalla tunnettu.

30 Tarttumislujuus tarkoittaa päällysteen pohjan rajalu- juutta kuormitettaessa pohjaa tietyllä määrällä eri lämpötiloissa. Sillä on korkea tilavuusstabiilisuusaste korotetussa lämpötilassa (esimerkiksi noin 1800°C:ssa) ja suuri lämpöemissiokyky. Se parantaa voimakkaasti uunis-35 sa tapahtuvaa lämmönsiirtoa ja lisää uunin tehollista lämpöä tehden siten mahdolliseksi uunin toiminnan kor- 6 71719 kealla energiahyötysunteella. Lämpöemissiokyky mitataan optisella pyrometrillä transmittoituvan valon aallonpituuden ollessa noin 0,65 ^um. Tämän keksinnön mukainen menetelmä soveltuu säännöllisen muotoisille tiilille, 5 valettaville tulenkestäville aineille ja keraamisille kuiduille, jotka muodostavat esim. uunien seinämiä, uunien pohjia, palamistilojen pylväitä ja erityyppisten, öljy-, petrokemiallisessa ja terästeollisuudessa käytettävien teollisuusuunien sisäseinämiä.

10 Tämän keksinnön mukaisesti valmistettu päällyste säilyttää suuren emissiviteetin (£.) pitemmän aikaa kuin mikään tavanomaisesti käytetty päällyste. Esim. se säilyttää emissiviteettiarvon (£,) 0,9-0, 95 1000°C:n lämpötilassa 15 kuukauden ajan päinvastoin kuin tavan-15 omaiset aineet, kuten shamottimateriaalit, niin kuin käy ilmi kuvasta 1. Tämän keksinnön mukainen tulenkestävä päällyste muodostaa ideaalisen mustan kappaleen, joka on väriltään länes syvänmusta.

Keksintöä kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin seu-20 raavien esimerkkien avulla. Nämä esimerkit eivät kuiten kaan rajoita keksinnön piiriä.

Esimerkki 1

Seuraavat aineet sekoitettiin perusteellisesti keskenään sekoittajalla varustetussa sekoittimessa, 25 jotta saatiin valmistetuksi 57,5 kg jauheseosta:

Aine Määrä (paino-% Riukkas- koko _ _ __________(mesh) (mm.)

Piikarbidi 20 320 n.0,044

Grafiitti (hiilipitoisuus 97 %) 7 300 n.0,048 30 Alumiinioksidi (puhtausaste 79 %) 20 300 n.0,048

Piinitridi (piipitoisuus 55 %) 3 325 n.0,044

Trikobolttitetroksidi (puhtausaste 95 %) 10 200 n.0,074

Al-Co (Al-pitoisuus 50 %) 20 200 n.0,074 35 Piirauta (piipitoisuus 89 %) 20 200 n.0,074 7 71719

Valmistettiin 75 kg kaliumsilikaattiliuosta liuottamalla 30 kg kaliumsilikaattia 45 kq:aan vettä. Jauhe-seos lisättiin liuokseen ja sekoitettiin huolellisesti yhtenäisen suspension valmistamiseksi. Suspensiota levi-5 tettiin 500 g/m2 ruiskupistoolilla työntöpalkkityyppi- sen jatkuvatoimisen hehkutusuunin, jonka kapasiteetti oli 30 t/h ja joka oli rakennettu keraamisia kuituja sisältävistä tulenkestävistä tiilistä (SK38), kattoon ja sivuseinille. Uunia kuumennettiin raskasöljyllä (C), 10 ja sitä käytettiin lämpötilassa 1100-1350°C 8 kk:n ajan jatkuvasti. Päällysteen pinnan, jota oli lyöty pehmeällä rautapallolla, joka painoi 1,5 kg, 100 cm:n etäisyydeltä, deformaatio tutkittiin, ja pinnan mustuus mitattiin optisella pyrometrillä (^- 0,65 ^um) . Päällyste 15 pysyi tiukasti kiinnittyneenä tiiliin, ja pinta säilyi mustana (£ = 0,94). Sen kirkkaus ja tiheys olivat erinomaiset. Oksidikerrosta ja kaasun sitoutumista ei havaittu. Tulokset voidaan koota yhteen seuraavasti: 1. Uuni: Työntöpalkkityyppinen jatkuvatoiminen hehkutus- 20 uuni.

2. Kapasiteetti ja polttoaine: 30 t/h; raskasöljy C.

3. Kokeen kohde: Polttoaineen kulutus (1/t) 6 kk:n aikana.

4. Uunin lämpötila: 1350°C; esilämmitysvyönyke 1100°C, 12 30°C.

25 5. Tiilet: Tulenkestäviä SK38-tiiliä ja keraamisia kui tuja .

6. Käytetty materiaali: Metallitankoja.

7. Päällystetty alue: 235 m2.

8. Polttoaineen kulutus: 30 (a) Ennen päällystystä: 51 1/t (b) Päällystyksen jälkeen: 44 1/t, mikä tarkoittaa 13 %:n vähennystä 9. Toiminta-aika: maaliskuu 1981-31.lokakuu 1981 10. Keskimääräinen polttoaineen kulutus kuukaudessa: 35 51 1/t x 14 000 t = 714 000 1 s 71719 11. Keskimääräiset käyttökustannukset kuukaudessa: 14 000 t (tuotanto) x 7 1 (polttoaineen säästö tonnia kohden; $1 1 - 44 1) x 67 jeniä (öljyn hinta) = 6 566 000 jeniä.

5 12. Keskimääräinen energian (polttoaineen) säästö 13 %.

Esimerkki 2_

Seuraavat aineet sekoitettiin huolellisesti se-koittimella varustetussa kuulamyllyssä, jolloin saatiin 12 kg jauheseosta.

10 Aine Paino Hiukka skoko ___________ __(%!__ (mesh) (mm.)

Piikarbidi (puhtausaste 85 %) 18 324 n.0,044

Grafiitti (hiilipitoisuus 97 % 10 300 n.0,048

Alumiinioksidi (puhtausaste 79 %) 20 300 n.0,048 15 Piinitridi (Si-pitoisuus 55 %) 4 325 n.0,044

Trikobolttitetroksidi (puhtausaste 95 %) 8 200 n.0,074

Al-Co (Al-pitoisuus 50 %) 22 220 n.0,070

Piirauta (Si-pitoisuus 89 %) 18 200 n.0,074 20 Valmistettiin 14,5 kg kaliumsilikaatin vesi- liuosta liuottamalla 7 kg kaliumsilikaattia 7,5 kg:aan vettä. Hienojakoinen jauheseos dispergoitiin liuokseen tasaisen suspension valmistamiseksi. Suspensiota levi-2 tettiin 500 g/m ruiskupistoolilla edellä mainittua 25 tyyppiä olevan sähköuunin kaikille sisäseinille.

Päällysteen annettiin kuivua noin 3 h ja kuivattiin sitten nostaen lämpötilaa asteettain 150°C:sta ja pitäen se 520°C:ssa noin 4 h. Yhteenveto tuloksista: 1. Uuni: Panostyyppinen sähköuuni n:o 13 30 2. Kapasiteetti ja lämmönlähde: 3290 kg/kk; sähkö 3. Kokeen kohde: Voimanlukulutus (kg/kWh) 6 kk:n aikana 4. Uunin lämpötila: 520°C.

5. Käytetty materiaali: Alumiinilevyt 2 6. Päällystetty alue: 50 m 35 7. Energian kulutus: (a) Ennen päällystystä: 3 789 511 Kcal (keskiarvo panosta kohden) 9 71719 8. Käyttötiheys: Keskimäärin 10 panosta kuukaudessa 9. Voimankulutus: 13 140 kW/kk keskimäärin.

10. Voimansäästö: 34 078 kWh - 26 240 kWh = 7 838 kWh.

Esimerkki 3 5 Keksinnön mukaista menetelmää käytettiin keraamis ta kuitua olevan pohjan päällystämiseen.

1. Koemenetelmä (1) Päällystettävä materiaali: Kaksi KAOWOOL 1400 -levyä (Isolite Industrial Co., Ltd., Japan), kum- 10 mankin mitat 600 mm x 400 mm x 20 mm (2) Päällystemateriaali: Keksinnön mukainen voimakkaasti emittoiva tulenkestävä aine, joka valmistettiin 3 liuottamalla 300 q jauheseosta 450 cm :iin liuotinta. Jauheseos sisälsi 22 % piikarbidia, 7 % gra-15 fiittia, 20 % alumiinioksidia, 8 % trikobolttitetrok sidia, 18 % kobolttialumiinioksidia ja 23 % piirau-taa. Liuotin oli kaliumsilikaatin 55 % vesiliuos.

2. Levitysmenetelmä (1) Levityslaite: Ruiskupistooli, joka on yleisesti 20 päällystystarkoituksiin käytettävää tyyppiä.

(2) Levitetty määrä:

Näyte A B C

_______ (pohja) Päällystetty 2i- alue 550 nm x 350 nm 550 nm x 350 nm — määrä jauhetta (g) 90 200 0

Liuotinta (an ) 150 3300 0 Päällysteen 30 paksuus (nm) 0,3 0,7 0 3. Kuumennusolosuhteet Lämpötila 950°C; aika 150 h.

Lämpötilaa nostettiin ja laskettiin 4 kertaa, ja se oli alueella noin 500°C - 950°C 24 h. Näytteet A, B 35 ja C sijoitettiin vaakasuoraan asentoon sähköuuniin ja 10 71719 niitä pidettiin yllä mainituissa olosuhteissa.

4. Muodonmuutosten tarkastelu

Kukin näyte 2 sijoitettiin pöydälle ja etäisyys viivottimen 1 ja näytteen 2 välillä mitattiin näytteen 5 kummassakin päässä b ja sen keskikohdalla a. Tämä teh tiin sekä pituussuuntaan (600 mm) että levevssuuntaan (400 mm) ennen näytteen kuumennusta ja sen jälkeen, jotta nähtäisiin, onko näytteen muoto muuttunut lämmön vaikutuksesta.

10 5_. Koetulokset Näyte Ulkonäkö Muodonmuutos

Leveys Pituus A Muuttumaton 1 mm 0,5 mm B Ei päällysteen kuoriutu-. _ mistä. 1 mm 1 mm

Muuttumaton

C

(pohja) Muuttumaton 0,5 mm 0,5 mm

Kuten taulukosta ilmenee, ei näytteiden muoto muuttunut lämmön vaikutuksesta.

20 Keksinnön mukaisessa tulenkestävässä päällys teessä ei ilmennyt pehmenemistä eikä virumista, vaikka niitä kuumennettiin nopeasti ja alustalle oli kohdistettu tietty kuormitus. Monet kokeet osoittivat keksinnön mukaisesti valmistetun päällysteen tehokkuuden.

25 Keksinnön mukainen tulenkestävä päällyste kestää kor keinta tutkittua lämpötilaa 1700°C.

400 g jauheseosta valmistettiin sekoittamalla seuraavat materiaalit: 11 71719

Materiaali Paino Hiukkaskoko _ (%) (mesh) (mm. )

Piikarbidi (puhtausaste 85 %) 19 325 n.0,044

Grafiitti (hiilipitoisuus 97 %) 8 280 n.0,051

Alumiinioksidi (puhtausaste 79 %) 20 300 n.0,048 5 Piinitridi (Si-pitoisuus 55 %) 3 220 n.0,070

Trikobolttitetroksidi (puhtaus- aste 95 %) 10 230 n.0,068

Al-Co (Al-pitoisuus 50 %) 22 220 n.0,070

Piirauta (Si-pitoisuus 89 %) 18 200 n.0,074

Valmistettiin 590 g kaliumsilikaatin vesiliuosta liuottamalla 270 g kaliumsilikaattia 320 g:aan vettä. Jauheseos lisättiin liuokseen ja sekoitettiin huolellisesti tasaisen suspension valmistamiseksi. Suspensiota 2 levitettiin harjalla 800 g/m jatkuvatoimisen uunin 15 (petroleum Ethylene Cracker), joka oli rakennettu tulenkestävistä tiilistä (LBK28, suurihuokoinen), sisäseinille (poltin-liekki-osiin). Uunia kuumennettiin maakaasulla ja sen lämpötila pidettiin 1100-1200°C:ssa 12 kk jatkuvasti, minkä jälkeen se jäähdytettiin huoneen 20 lämpötilaan (näyte A esimerkissä 4).

Vertailunäytteeksi sekoitettiin huolellisesti seuraavat materiaalit:

Materiaali Paino Hiukkaskoko (%) (mesh) (mm.) 25 Piikarbidi (SiC) 40 285 (n.0,051)

Zirkoniumoksidi (Zr02) 2 260 (n.0,058)

Alumiinifosfaatti /A1(H„P0.), pH 37 4 50 ---

Vesi 8 --- 30 Saatu seosliuos levitettiin uunin sisäseinille ja toistettiin esimerkin 4 mukainen menetelmä (näyte B vertailuesimerkissä 1). Näytteitä A ja B verrattiin päällysteiden deformaation ja mustuuden suhteen. Tulokset esitetään valokuvissa (kuvat 3-(A) ja 3-(B)).

35 Kuten kuvasta 3-(A) ilmenee, muodostui keksin- 12 71719 nön mukaiseen näytteeseen A musta pinta, jonka rakenne oli kiinteä ja kiinnittymiskyky hyvä. Näytteen A emis-siviteetti (i) mitattiin optisella pyrometrillä. Tulokseksi saatiin, että emissiviteettiarvo (£) 0,95 säilyi.

5 Tämä arvo (L) pysyi miltei muuttumattomana päällystys- hetkellä mitattuun arvoon verrattuna.

Toisaalta kuvasta 3-(A) on havaittavissa, että näytteessä B hapetusreaktio, nopeat lampolaajenemis-muutokset ja fosfaatilla kostutetun tulenkestävän pohja-10 materiaalin murtuminen aiheuttavat korkeassa lämpöti lassa sekä tiilien sisäisiä vaurioita että päällysteen murtumista ia kuoriutumista. SiC:llä korkeassa lämpötilassa olevien fysikaalisten ominaisuuksien valossa voidaan päällysteiden lohkeilua pitää deformaatioina, 15 joita aiheuttaa korkeassa lämpötilassa esiintyvän läm- DÖlaajenemisen ja Ald^PO^Jjn pituuslaajenemiskertoimen välinen ero sekä kemiallinen reaktio tulenkestävien tiilien ja sulan liuoksen välillä.

Lisäksi mitattiin jäljellä olevien näyte B -pääl-20 lysteiden emissiviteetti (t) optisella pyrometrillä.

Se oli niin alhainen kuin 0,71, mikä johtuu SiC:n peh-menemisvaurioista, joita aiheuttaa hapettuminen sekä SiC:n muuttuminen SiÖ2:ksi.

Lisäksi tiilille muodostetut päällysteet 25 (näytteet A ja B) poistettiin osittain ja tiilien pinnat, joilta päällyste oli poistettu tutkittiin, kuvan 3-(B) valokuva. Kuten kuvasta 3-(B) ilmenee, ei tiilen pinnan vahingoittumista havaittu näytteen A ollessa kyseessä, kun taas tiilien pintojen korroosiota 30 ja vahingoittumista havaittiin näytteen B ollessa ky seessä.

Yllä olevista tuloksista voidaan havaita, että keksinnön mukaisella päällysteellä säilyi hyvä kiinnittymiskyky tiiliin sekä korkea pinnan mustuus.

13 71719

Vaikka keksintöä on kuvattu yksityiskohtaisesti ja sen erityisiin toteutusmuotoihin viitaten, alan asiantuntijalle on selvää, että keksintöön voidaan tendä erilaisia muutoksia ja muunnoksia poikkeamatta sen hen-5 gestä ja kentästä.

Claims (9)

71719

1. Voimakkaasti emittoiva tulenkestävä päällys-tekoostumus, tunnettu siitä, että se koostuu 5 jauheseoksesta, joka sisältää 17-22 paino-% piikarbi- dia, 6-11 paino-% grafiittia, 17-22 paino-% alumiini-oksidia, 2-5 paino-% piinitridiä, 8-12 paino-% triko-bolttitetroksidia, 18-22 paino-% kobolttialumiinioksi-dia ja 18-23 paino-% piirautaa; ja kaliumsilikaatin 10 vesiliuoksesta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tulenkestävä päällystekoostumus, tunnettu siitä, että jauhe-seoksen ja kaliumsilikaatin vesiliuoksen painosuhde on välillä 1:1 - 1:1,5.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tulenkestävä päällystekoostumus, tunnettu siitä, että kalium-silikaatin vesiliuoksen kaliumsilikaattipitoisuus on 50-60 paino-%.

4. Voimakkaasti emittoiva tulenkestävä pääl- 20 lyste, tunnett u siitä, että se muodostuu kove tetusta päällystekoostumuksesta, joka koostuu jaune-seoksta, joka sisältää 17-22 paino-% piikarbidia, 6-11 paino-% grafiittia, 17-22 paino-% alumiinioksidia, 2-5 paino-% piinitridiä, 8-12 paino-% trikobolttitetroksi-25 dia, 18-22 paino-% kobolttialumiinioksidia ja 18-23 paino-% piirautaa; ja kaliumsilikaatin vesiliuoksesta.

5. Menetelmä voimakkaasti emittoivan tulenkestävän päällysteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että jauheseos, joka sisältää 17-22 paino-% piikarbi- 30 dia, 6-11 paino-% grafiittia, 17-22 paino-% alumiini oksidia, 2-5 paino-% piinitridiä, 8-12 paino-% trikobol ttitetroksidia, 18-22 paino-% kobolttialumiinioksidia ja 18-23 paino-% piirautaa, ja kaliumsilikaatin vesiliuos sekoitetaan keskenään suspension valmistami-35 seksi; suspensio levitetään materiaalin pinnalle tulen kestävän päällysteen muodostamiseksi sille, ja päällys- is 71719 te kuivataan sen kovettamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä voimakkaasti emittoivan tulenkestävän päällysteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että kuivaus suo- 5 ritetaan kuumentamalla päällyste lämpötilaan, joka on välillä 200-600°C.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä voimakkaasti emittoivan tulenkestävän päällysteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että jauneseoksen 10 ja kaliumsilikaatin vesiliuoksen painosuhde on välillä 1:1-1:1,5.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä voimakkaasti emittoivan tulenkestävän päällysteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että kaliumsilikaatin 15 vesiliuoksen kaliumsilikaattipitoisuus on 50-60 paino-%.

9. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä voimakkaasti emittoivan tulenkestävän päällysteen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että suspensiolla päällystettävänä aineena on uuneissa käytettäviä tu- 20 lenkestäviä aineita tai keraamisia kuituja. 16 71719