HUT60173A - Method for covering metallurgical container by cleaning coating and its composition and protecting cover obtained in this way - Google Patents

Description

kijárás kohászati tartály tisztitó bevonattal történő burkolására és arcnak. í összetétel?, és az igy nyert védő bevonat.

r et COHPAGNIS,

WOIPPT, FRANCIAORSZÁG feltalálók*

CAÜSSAN jean-cttarles, MSTZ, FRANCIAORSZÁG

A bejelentés napja: 1990»04.II. Ρ(^Τ/ΤΒ9<ί/Ό0265

E-sőbbsége* 1989.04.12. /89/04822/ FRANCIAORSZÁG j^azetközl közzététel száma: Vo/9011857

- 2 jelen, találmány egy kohászati tartálynak, mint amilyen az öntés elosztó vagy öntő edény, tisztító bevonattal történő burkolási eljárására vonatkozik.

Tisztitó bevonat alatt egy olyan bevonatot értenek, amely képes a folyékony fém olyan tisztátalanságok általi szennyezésének redukálására, mint az oxidok.

A folyékony fém oxidációjának korlátozására jelenleg olyan eszközökhöz folyamodnak, mint amilyenek az öntő edény és az öntés elosztó közé beiktatott öntő csövek és a folyékony fém felületére helyezett fedő porok.

Szék az eszközök azonban nem teszik lehetővé a fémfürdő szennyeződésének teljes redukálását.

ismeretesek a kohászati tartályoknak, különösen az öntés elosztóknak bevonatai, amelyeket egy összetétel kiszórásával nyernek vizes iszap alak jában, amely olyan tűzálló részecskéket tartalmaz, mint amilyenek a SiC^, AlgQ^» Vagy ezek keveréke, és egy szerves Vagy szervetlen kötőanyagot, fixek a részecskék kisülnek a tartályba öntött folyékony fém. hőjének hatására, ami biztosít ja a bevonat kohézió ját. Azonban az ilyen bevonatok nem bírnak tisztító jelleggel a folyékony fém tekintetében, egyesek éppen szennyezők lévén.

ismeretes azonban kisütött dolomit alkalmazásával nyert, azaz lényegileg CaO és KgO-ból álló bevonat, szemcsék alakjában összekeverve egy kötőanyaggal, mint amilyen például egy hőre keményedé gyanta.

Úgyszintén ismeretesek a nyers dolomit vagy «alcím karbonát alkalmazásával nyert bevonatok.

Szén bevonatok felvitele után ezek egy melegítésen • · esnek: át, ásd. elbomlasztja a karbonát© té a/vagy a kötőanyag®!, így pórozus réteg sarad fenn., lényegében CaO é a/vagy Sápból állóan, 1-nél kisebb sűrűséggel biróan.

Az ilyen bevonatok a folyékony fémmel szénben tísz?» titó tulajdonságokkal bírnak. Szék a tulajdonságok főleg a CaO oxidokkal szembeni mohóságán alapulnak, amelyek a fémet szennyezik, mint amilyenek az Al^O^, FeO, Fe^O^j és amelyek olyan összetételeket adnak, amelyek olvadékonyabbak, aint az alkotó elemek, és a sálak felé vándorolnak.

Azonban ezek a bevonatok azt a hátrányt mutatják, hogy nagyon gyenge mechanikai ellenállással bírnak, olyan módon, hogy nem állnak ellen a folyékony fém által okozott koptatásnak·

Szén hátrány orvoslására a kérelmező a követkézé két kísérletet hajtotta végre:

Bgy első kísérletben a kérelmező egy öntés elosztóban egy vizes keveréket alkalmazott, amely kb· 98® nyers dolomitot éa kötőanyagként 2% nátrium, szilikátot tartalmazott·

A kiszórás után a bevonat tel jesen ki lett sütve kb. 900°C“Íg> olyan módon, hogy a dolomitból felszabadul jón a COg.

AZ így kisütött bevonat egy olyan pórózus szerkezei tét mutatott, amelynek mechanikai ellenállása elégtelen volt a folyékony fém által előidézett koptatásnak történő ellenálláshoz.

ggy második kísérletben a kérelmező az előbb említett keveréket az öntés elosztó belső fala és egy öntőformát alkotó fal közé Öntötte.

18Q°C-on történt kiszárítás után megállapítást nyert, hogy a bevonat nem. mutatott semmi belső mechanikai ellenállást és az öntőformát alkotó fal kivételekor tönkrement, olyan, módon, hogy ez a működtetési mód nem mutat semmi ipari jelentőséget.

A kérelmező folytatta kutatásait egy iparileg elfő· gadható megoldás felfedezésére, amely lehetővé teszi egy tiszti tó bevonat megvalósítását nyers dolomitból, vagy kaleitból.

jelen találmány célja pontosan egy ilyen tisztító bevonat létrehozására való eljárás és összetétel, és az ezen eljárás al kai ma zásával nyert bevonat javasláaa.

A találmány így egy el járást és egy Összetételt Vesz célba egy kohászati, tartály belső falának burkolására, olyas, módon, hogy egy tisztító bevonatot hozzon létre legalább egy alkáli-földfém oxid alsóién.

A találmány szerint ez az eljárás a következő szakaszokkal van jellemezve:

• egy kohászati tartály belső falára felvisznek egy olyan összetételt, amely tartalmazza legalább egy alkáli-földfém egyszerű vagy többszörös karbonátját, hozzáadva szemesé* tűzálló anyag bizonyos részarányát, és

- ezt az összetételt felmelegiük a CGj és esetleg az összetételi és/vagy hidratácíós víz eltávolítására, és egy pórózua szerkezetű alkáli-földfém oxid réteg nyerésére, a tűzálló anyag részaránya elegendő lévén ahhoz, fcogy a bevonatnak: elegendő ellenállást, adjon a tartályba öntött folyékony fén eróziójával szemben.

A vegyület ezenkívül tartalmazhatja akár alkáli-föld-* fém hidroxldok, akár alkáli-földfém oxidok bizonyos részarányát,

- 5 amelyek hajlamosak a hidratálódásra a vegyület megnedvesitésekor és a mész vagy a magnézium elegendő ^helyszíni aktivizfclámára, az emLitett vegyület előmelegítésekor, még; mindig abbői a célból, hogy a bevonatnak elegendő ellenállást adjanak» találmány szerinti eljárás így lehetővé teszi egy gazdaságos tisztító bevonat nyerését, mivel kiinduló termékként alkáli-fém karbonátot /-okát/ használ, mint amilyen a dolomit vagy kaiéit.

Széniéiül a nyert bevonat jó ellenállást matat a kohászati tartályba ömlesztett fém által előidézett, erózióval szemben.

így a találmány szerinti bevonat kettős funkciót Lát el, még pedig a tisztitó funkciót és a kapási bevonat funkcióját olyan módon, hogy előnyösen helyettesítheti az eddig alkalmazott összes kopási és védő bevonatot, amelyek nem töltenek be tisztitó funkciót.

jelen találmány érdeme abban a tényben rejlik, hogy meglepő módon felfedezte azt, hogy bizonyos tűzálló anyag rész, hozzáadása egy vagy több egyszerű vagy többszörös alkáli-földfém karbonáthoz lehetővé tette a ki sütés után, azaz a COg eltávolítása után egy olyan szerkezet nyerését, amely tisztán, nagyobb ellenállást mutat az erózióval szemben, mint amit ezen tűzálló anyag irányában kaptak.

Bzenfelül a nyert bevonat, a kisütés után nyert al· káli-földfém oxidnak betudható tisztító tulajdonságain kívül egy elegendően pórózus szerkezetet mutat ahhoz, hogy hőszigetelő tulajdonságokat adjon neki, lehetővé téve az öntő tartályban lévő folyékony fém kihűlésének korlátozását.

- 6 Xgyébként a találmánynak megfelelő eljárás szerint nyert bevonat nem. tapad erősen ahhoz az állandó tűzálló burkolathoz, amelyen alkalmazva van, olyan módon, hogy az öntés végén könnyen leválasztható egy ej bevonat felvitele ©áljából.

Az előbb említett vegyület előnyösen kiszórható vizes iszap alakjában, kb· 15-20 súly százalékkal.

Úgyszintén lehet a vegyületet a kohászati tartály belső felülete és egy öntőformát alkotó fal közé önteni.

felvitel után a bevonat teljesen át van melegítve kb· 900°C~ra az alkáli-földfém karbonátból a COj és esetleg az alkotó és/vagy hidratációs viz felszabadítására. Szt a felmelegítést végre lehet hajtani mindenféle eszközzel, mint amilyen az égő, villamos fűtőelemek joule hatással, vagy infravörös sugárzás kibocsátásával.

A vegyületben használt egyszerű vagy többszörös alkáli-földfém karbonát előszeretettel a következő összetevők közül van kiválasztva: nyers dolomit, nyers kaiéit, és ezek keverékei, a dolomit azonban előnyben van részesítve a nyers állapotú /nem. kiégetett/ alacsony ára miatt.

Az alkalmazásának megkönnyítésére a használt vegyület előszeretettel olyan kötőanyagot foglal magába, amelyet az ásványi kötőanyagok, mint például az alkáli szilikát Vagy foszfát, a szerves kötőanyagok, mint például a fenol gyanta, a hidraulikus kötőanyagok, mint például a cement, közül választanak ki, és ezek keverékeit.

Az alkáli-földfém karbonátokhoz hozzáadott tűzálló anyag előszeretettel a következő vegyületek közül Van kiválasztva:

- kiégetett dolomit, mész, magnézium, króm magnézium, króm oxid, cirkon szilikát, szilíeim, alumíniumig ezt· lícium: és/Vagy ezek keverékei.

A T6 összetevők súlyozott összetétele előnyös módon a következő · alkáli-földfém karbonátok: W - 9¾ tűzálló anyag : *K) - 5% kötőanyag : 0 - 1%

Az optimális részarányok a kívánt hatástól függenek. Kinél nagyobb az alkáli-földfém karbonátok részaránya» annál nagyobb lesz a tisztító hatás.

Fordítva, minél nagyobb a tűzálló anyag részaránya, annál nagyobb lesz a bevonat erózióval szembeni ellenállása·

Azonban előnye van annak, hogy a tűzálló anyag részaránya pontosan elegendő legyen ahhoz, hogy a kívánt erózióval szembeni ellenállást adás olyan módon, hogy megőrizze a COj felszabadítása után fennmaradó alkáli-földfém axidaknak betudható tisztító tulajdonságokat· A bevonat tisztító tulajdonságainak növelése céljából az össze tételben kiváltságot élveznek a kalciumot tartalmazó elemek.

Bizonyos esetekben a kötőanyag jelenléte nem kötelező, mivel a vízzel való megkötési hatás már annak hiányában is fennáll.

A legjobb eredményeket a következő összetétellel érték el:

ÓO - 8Q$ nyers dolomit

- 40$ tűzálló anyag, és

- 8 - ........

- 5% kötőanyag.

Az aUfcáli-földfém karbonát lehet kalcium karbonét, -tisztán vagy társítva aás karbonáttal, például magnézium karbonáttal, dolomit alakjában·

Egyébként a tűzálló anyagok példájaként idézett alkáli-földfém oxidok részben vagy egészben helyettesíthetők hidroxidok és/Vagy szulfátok által, utóbbiak a kisüléskor oxidokká lévén átalakítva·

Előnyösen a tűzálló anyag szemcséknek legalább részben nagyobb mérete van, mint az alkáli-földfém karbonát és/ t

vagy hidroxid és/vagy szulfát szemcséknek.

Valóban a karbonát, hidroxid és szulfát szemcsék annál könnyebben és gyorsabban bomlanak fel, ménnél kisebbek·

Xltalánoa módon a szemcseszerkezetet a kívánt ered* ménytől függően lehet szabályozni, tudni illik a porózitást, amely a szigetelő és/vagy kisülési tulajdonságokat adja» ami a kohéziót és az erózióval szembeni ellenállást biztosítja.

A találmány szerinti vegyület egyébként előszeretettel tartalmaz súlyban 20%-ig menően szerves és/vagy ásványi rostokat·

A találmány szerinti vegyület úgyszintén tartalmazhat elszenesített anyagot szemesékben·

Előszeretettel a vegyület ezenkívül magába foglal súlyban 5%-ig menően egy feszültség-hatékony hatóanyagot.

Az előbb említett összetétel felvihető égj öntés elosztó aljára és oldalfelületeire szórással vagy Öntéssel, néhány centiméter vastagsága egy vagy több rétegbeh.

Abban az esetben, ha meg akarják gyorsítani a kiaü- 9 lés megjelenését a tisztító réteg felületén a folyékony acéllal való első érintkezéskor, hasznosan hozzá lehet adni a Vegyülethez egy vagy több oldószert, mint amilyen példán!: az olivin, kolemanit, borókaiéit /kalcium borát/, vasoxid, fluorit, bérsav és annak sói /boraz/ és ezek keverékei· így ki lehet választani egy olyan oldószert, amely a kiszárításkor a vízzel a felszín felé vándorol, mint amilyen például a bórsav, hogy a folyékony acéllal érintkezésbe kerülő felületnek gyors kisülését ér jék el, és egy lassabb, vagy kevésbbé aktív kisülést lehet keresni a tisztitó bevonat tömegében egy olyan, oldószernek köszönhetően, amely nem vándorol, mint amilyen pl. a kolemanit·

A bevonatot alkotó szemcsék finomsága szintén szerepet játszik a kisülési folyamatban és előnyösen lehet alkalmazni a következő recepteket, ahol a százalékok sulyazázalókban vannak megadva:

jjolomit éa/vagy kaiéit és/vagy hidroxidok éa/vagy szulfátok» 30 - 95%, a szemcsék átmérője 4 3 mm, előszeretettel^ 1 ma,

Tűzálló anyag: 70 - 5%, a szemcsék átmérője < 5 mm, előszeretettel 4 2 mm·

Kötőanyag: 0 - 15%

Szén: 0-5%

Oldószerek: 0 - 10%.

Az esetnek megfelelően oldószerként lehet választani?

- egy könnyen oldódó oldószert, amely hajlamos a felület felé vándorolni, • ··

- egy kevéssé vagy egyáltalán nem oldódó oldószert,

- a két oldószer típus előre meghatározott arányú keverékét, amely lehetővé tesz egy bizonyos szelektív kisülést a felületen és a réteg különböző vastagságú részeiben.

Bzenkivül el lehet érni a réteg maximális tömörségét a különböző alkatelemek vonatkozó szemese szerkezeteinek ismert módon történő optimálissá tételével, például a Bolomey törvény vagy a Furnas-féle tömörség alkalmazásának köszönhetően, vagy a háromszög szabálynak köszönhetően: így meg lehet növelni a rétegnek a folyékony fém eróziójával szembeni ellenállását anélkül, hogy valamilyen mechanikus tömörítő el járást használnának, ami a gyakorlatban kis költséggel nem valósítható meg.

így többréteges bevonat esetéWi a szemcsék összetétele és a szemcseszerkezet változhat az egyik rétegről a másikra menően, a kívánt tulajdonságok függvényében.

így, ha azt akarják, hogy a belső rétegnek /amely arra van szánva, hogy érintkezzen a folyékony fémmel/ nagy erózióval szembeni ellenállása legyen, ez több tűzálló anyagot fog magába foglalni és finom részecskéket fog tartalmazni a kisülés elősegítésére· lllenkezőleg, előnyben lehet részesíteni azt, hogy az állandó tűzálló bevonattal szomszédos külső réteg kevésbbé süljön ki, mint a belső réteg, olyan módon, hogy az öntés végén könnyen lehessen leválasztani az állandó bevonatról.

Ugyanúgy előnyben lehet részesíteni a belső réteg lugosságát, erős kalcium tartalommal, hogy optimális tisztító tulajdonságokat érjenek el.

·· *

- 11 Egy kohászat.! tartály belső falának védelmére szolgáló többréteges bevonat igy magába foglalhatja a következőket:

- egy belső, kopási, tisztitó réteg, a folyékony acéllal érintkezőén alkáli-földfém oxid alappal /dolomit, hidroxidok, szulfátok, kaiéit, karbonátok/,

- egy külső, biztonsági réteg, a kopási tisztitó réteg és az állandó bevonat között elhelyezve; ez a réteg le· hét akár a szóbanforgó hőmérsékleteken kisüthető réteg, stabil tűzálló oxid szemcsék alappal /például magnézium és/vagy szilícium és/vagy alum.inium és/vagy cirkon alappal/, akár váltó· zatként agy kevéssé vagy nagyon kevéssé kisüthető külső biztonsági réteg, stabil tűzálló oxid alappal, szén hozzáadásé· val /55^-nál kevesebb szén/. Ez az utóbbi réteg ugyanúgy be· töltheti a kevéssé vagy nagyon kevéssé kisüthető harmadik réteg szerepét, az előbb említett biztonsági réteg és az állandó bevonat között elhelyezve, az állandó bevonat minden hozzáragadásának elkerülésére, mint részben minden más kevéssé vagy nagyon kevéssé kisüthető réteg.

Így például lehet a külső biztonsági rétegként /-ekként/ a kérelmező nevére szóló 2 555 651, illetve 2 535 2T5 ez. francia szabadalomban megadott összetételeket venni·

Úgyszintén, három réteg esetében lehet egy elad, tisztító belső réteget venni, egy kevéssé vagy nagyon kevéssé vagy egyáltalán nem kisüthető második réteget, és egy harmadik kisüthető, vagy legalább részben kisüthető külső réteget venni.

Claims (16)

1. Szabadalmi

   1. eljárás egy kohászati tartály belső falának egy alkáli földfém, oxid alapú tisztító bevonattal való burkolására, a kővetkező szakaszokkal jellemezver

   - a tartály belső falára felvisznek egy vegyületek, amely magába foglal legalább egy egyszerű vagy többszörös alkáli földfém karbonátot, hozzáadva bizonyos részarányban szemcsés tűzálló anyagot, és

   - ezt a bevonatat felmelegitík a GOg> esetleg az alkotó és/kagy hidratáeíós viz eltávolítására, és egy porózus szerkezetű alkáli földfém oxid réteg nyerésére, a tűzálló anyag részaránya elegendő lévén ahhoz, hogy a bevonatnak a tartályba öntött folyékony fém eróziójával szemben elegendő ellenállást adjon.
2. 2. kz 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az összetétel vizes iszap alakjában van kiszórva.

   5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az összetétel a belső felület és egy öntő mintát alkotó fal közé van öntve.
3. 4. kz 1. - 5· igénypontok egyikének megfelelő eljárás azzal jellemezve, hogy a bevonat teljesen át van melegítve kb. 900°C~ra.
4. 5. az 1. - A. igénypontok egyikének megfelelő eljárás, azzal jellemezve, hogy a tisztító bevonat előtt legalább egy stabil tűzálló oxid alapú első tűzálló anyag réteget visznek fel, ez az anyag képes lévén legalább részlegesen kisülni a szóbanforgó hőmérsékleteken.
5. 6. kz 1. igénypontnak megfelelő eljárás felhasz »··♦ · nálására szolgáló összetétel, azzal jellemezve, hogy az említett alkáli földfém karbonát a következő összetételek közül van kiválasztva: nyers dolomit, kaiéit, és ezek keverékei·
6. 7. A 6. igénypontnak megfelelő összetétel, azzal jellemezve, hogy a használt Összetétel azonkívül magába foglal egy kötőanyagot, az ásványi, szerves, hidraulikus kötőanyagok és azok keverékei közül kiválasztva.
7. 8. A 6. vagy 7. igénypontok egyikének megfelelő összetétel, azzal jellemezve, hogy a tűzálló anyag a következő összetételek közül van kiválasztva:

   - kiégetett dolomit, mész, magnézium, króm-magnézium, krómoxid, cirkon szilikát, szilícium, alumínium szilikát, és ezek keveréke·
8. 9. A 6· - 8· igénypontok egyikének megfelelő öazszetétel, azzal jellemezve, hogy a következő sulyarányu összetétellel hír:

   - alkáli földfém karbonát: 30 - 95« * tűzálló anyag : 10 - 5%

   - kötőanyag : 0 - 15«.
9. 10. A 9» igénypontnak megfelelő Összetétel, azzal jellemezve, hogy súlyban véve a következőket foglalja magába:

   - Ő0 · 80« nyers dolomit

   - 10 - 40« tűzálló anyag

   -1*5« kötőanyag.
10. 11. A 6. - 10. igénypontok egyikének megfelelő összetétel, azzal jellemezve, hogy a tűzálló anyag szemcsék legalább részben nagyobb mérettel bírnak, mint az alkáli földfém karbonát szemcsék mérete.
11. 12. A 6. - 11. igénypontok. egyikének megfelelő összetétel, azzal jellemezve, hogy azonkívül megáiba foglal súlyban. véve 2Q#-ig menően szerves és/vagy ásványi rostokat·

    15. A 6· ~ 12. igénypontok egyikének megfelelő Összetétel, azzal jellemezve, hogy azonkívül magába foglal súlyban véve 5!Ö*ig menően egy feszültség hatékony közeget.
12. 14« A 6· · 15« igénypontok egyikének megfelelő Összetétel, azzal jellemezve, hogy azonkívül tartalmaz egy bizonyos részarányban alkáli földfém hidroxidot /-okát/ és/vagy alkáli földfém oxidot /-okát/, amelyek kéjesek hidratálódni az összetétel megnedveaitéaekor, és/vagy alkáli földfém szulfátokat.
13. 15. £ é« - 14« igénypontok egyikének megfelelő összetétel, azzal jellemezve, hogy azonkívül magába foglalja súlyban véve egy oldószer 0 * 10$-át.

    lő. A 15« igénypontnak megfelelő összetétel, azzal jellemezve, hogy az oldószer kiválasztása az olivin, a kolemanit, a borókaiéit /kalcium borát/, vaaoxid, fluoridok, a bórsav és annak sói /borax/, és ezek keverékei közül történik·

    II. A 15· vagy 16. igénypontok egyikének megfelelő összetétel, azzal jellemezve, hogy magába foglal egy könnyen oldható oldószert·
14. 18· A 4. - 17. igénypontok egyikének megfelelő összetétel, azzal jellemezve, hogy a következő súlyaránya összetétellel bír;

    - dolomit és/vagy kaiéit és/vagy hidroxidok és/ vagy szulfátok: 30 - 95£ ·»

    - 15 A

    - tűzálló szemcsék: 10-5$ - kötőanyag * Q - 15$ — szén : 0-5$ + oldószer ► 0 - 10$. 19· A 6· “ 18. igénypontok egyikének megfelelő

    Összetétel, azzal jellemezve, hogy a fő összetevőknek a kővetkező szemcsés zerkezate van:

    • alkáli földfém karbonátok, hidroxidok, oxidok és szulfátoké 5 mm-nél kisebb, előszeretettel 1 mm-nél kisebb átmérő,

    - tűzálló szemesék: 5 mm-nél kisebb és előszeretettel

    2 maraél ki sétái átmérő.
15. 20* A 6. - 19· igénypontok egyikének megfelelő összetétel, azzal jellemezve, hogy a különböző alkatelemek illető szemcseazerkazatei olyan módon, vannak megválasztva, hogy a tisztító bevonatnak maximális tömörséget adjanak·
16. 21. Bevonat egy kohászati tartály belső falának védelmére, ez a bevonat az 5. igénypontnak megfelelő eljárás felhasználásával ' l nyerve, azzal jellemezve, hogy egymásután a kővetkezőket tartalmazza:

    • egy belső tisztító réteg, arra szánva, hogy érintkezésbe kerüljön a folyékony fémmel, ez. a réteg a 6. - 20. igénypontok valamelyikének megfelelő összetétel segítségével lévén megvalósítva;

    - legalább egy külső, a szóbanforgó bőmérsékleten kisüthető vagy legalább részben kisüthető rétege ez a réteg stabil tűzálló oxid alapú lévén·