RU2044068C1 - Coat for protection of steel blanks from oxidation - Google Patents
Coat for protection of steel blanks from oxidation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2044068C1 RU2044068C1 RU92012676A RU92012676A RU2044068C1 RU 2044068 C1 RU2044068 C1 RU 2044068C1 RU 92012676 A RU92012676 A RU 92012676A RU 92012676 A RU92012676 A RU 92012676A RU 2044068 C1 RU2044068 C1 RU 2044068C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- coating
- protection
- oxidation
- sodium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам защиты от окисления стальных заготовок, и может быть использовано на металлургических и машиностроительных предприятиях. The invention relates to metallurgy, in particular to methods of protection against oxidation of steel billets, and can be used at metallurgical and engineering enterprises.
Известны покрытия для защиты сталей от окисления на основе оксидных композиций. Known coatings for protecting steels from oxidation based on oxide compositions.
Недостатками этих покрытий является ограниченный температурный интервал их защитного действия, низкая эффективность их использования при температурах выше 1200оС, сильное адгезионное сцепление покрытия с поверхностью стали при нагреве заготовок до температуры выше 1200оС, что делает практически неосуществимым процесс последующего удаления покрытия. Недостатки заготовки при их нагреве под горячую обработку до температур выше 1200оС.The disadvantages of these coatings is the limited temperature interval of their protective action, low efficiency of use at temperatures above 1200 ° C, strong adhesion with the coating surface of the steel billet during the heating to a temperature above 1200 ° C, which makes it impracticable process subsequent removal of the coating. The disadvantages of the workpiece when they are heated for hot processing to temperatures above 1200 about C.
Известны обмазки для защиты стали от окисления, в состав которых кроме оксидной композиции, входит еще восстановитель, в частности углерод. Known coatings for protecting steel against oxidation, which in addition to the oxide composition also includes a reducing agent, in particular carbon.
Недостатками этих обмазок является ограниченный температурный интервал их защитного действия, низкая эффективность их использования при температурах выше 1150оС, сильное сцепление обмазок с поверхностью стали при нагреве до температур выше 1150оС, что делает сложной задачей процесс удаления обмазки после нагрева заготовки.The disadvantages of these plasters is the limited temperature interval of their protective action, low efficiency of use at temperatures above 1150 o C, plasters strong adhesion with the steel surface by heating to temperatures above 1150 o C, which makes it challenging wash removal process after heating the preform.
Наиболее близкой по своей сущности к изобретению является противоокислительная обмазка, содержащая оксид кремния, оксид хрома, карбонат натрия и графит при следующим соотношении компонентов, мас. SiO 30-45; NaCO 10-15; графит 35-45; CrO 5-10. The closest in essence to the invention is an antioxidant coating containing silicon oxide, chromium oxide, sodium carbonate and graphite in the following ratio of components, wt. SiO 30-45; NaCO 10-15; graphite 35-45; CrO 5-10.
Недостатком описанной обмазки является ограниченный температурный интервал 900-1150оС ее предохраняющего действия. При температурах выше 1150оС обмазка быстро выгорает, что в дальнейшем приводит к окислению поверхности заготовок. Кроме того, при температурах выше 1150оС в некоторых местах на поверхности заготовок происходит растворение значительных количеств углерода, содержащегося в обмазке, что вызывает оплавление поверхности в этих местах и образование чугуноподобных образований на поверхности. Перечисленные недостатки, с одной стороны, приводят к потере металла, а, с другой, к получению больших неровностей на поверхности заготовки, затрудняющих ее дальнейшую обработку. Кроме того, после нагрева заготовки она плохо удаляется с защищаемой поверхности. Это приводит к тому, что при дальнейшей обработке заготовки значительная часть обмазки вдавливается в сталь в виде инородных включений, что снижает качество получаемых изделий.The disadvantage of this coating is the limited temperature range of 900-1150 about With its protective effect. At temperatures above 1150 o C daubing quickly burns that subsequently leads to the oxidation of the workpiece surfaces. Additionally, at temperatures above 1150 o C in some places on the surface of the workpiece dissolves significant amounts of carbon contained of pack, which causes melting of the surface in these areas and the formation chugunopodobnyh formations on the surface. These shortcomings, on the one hand, lead to the loss of metal, and, on the other, to large irregularities on the surface of the workpiece, which complicate its further processing. In addition, after heating the workpiece, it is poorly removed from the surface to be protected. This leads to the fact that during further processing of the workpiece, a significant part of the coating is pressed into the steel in the form of foreign inclusions, which reduces the quality of the products obtained.
Техническим результатом изобретения является увеличение степени защиты стальных заготовок, в том числе заготовок вагонных колес, от окисления во время технологических нагревов, расширение температурного интервала защитного действия обмазки, а также самоотслаивание и удаление защитной обмазки при обработке заготовок после нагрева. The technical result of the invention is to increase the degree of protection of steel billets, including wagon wheel billets, from oxidation during technological heating, the expansion of the temperature range of the protective action of the coating, as well as self-peeling and removal of the protective coating during processing of the billets after heating.
Сущность изобретения заключается в том, что в состав наносимой обмазки, кроме оксида кремния, дополнительно вводят кремний, натриевое или калиевое стекло (возможно силикатная глыба) и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас. SiO 44-64; Si 5-14; стекло 10-26; жидкое стекло 10-26. The essence of the invention lies in the fact that in the composition of the coating, in addition to silicon oxide, silicon, sodium or potassium glass (possibly a silicate block) and liquid glass are additionally introduced in the following ratio of components, wt. SiO 44-64; Si 5-14; glass 10-26; liquid glass 10-26.
Согласно второму варианту изобретения обмазка для защиты стальных заготовок от окисления содержит оксид кремния, ферросилиций, натриевое или калиевое стекло и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас. оксид кремния 36-54; ферросилиций 19-32; стекло 9-18; жидкое стекло 10-21. According to a second embodiment of the invention, the coating for protecting steel preforms from oxidation contains silicon oxide, ferrosilicon, sodium or potassium glass and liquid glass in the following ratio, wt. silica 36-54; ferrosilicon 19-32; glass 9-18; liquid glass 10-21.
При нагревании стальной заготовки, на поверхность которой нанесена обмазка, по первому варианту изобретения происходит следующее. Из SiO, силикатов калия и натрия, входящих в состав стекла и жидкого стекла, происходит образование защитного оксидного покрытия, которое предохраняет поверхность заготовки от окисления атмосферным кислородом. Из кремния и оксидов, содержащихся в обмазке, на поверхности заготовки происходит образование тонкой пленки металлокерамического покрытия. Взаимодействие между металлокерамическим и оксидным покрытиями приводит к образованию газообразного монооксида и кремния. Последний создает защитную восстановительную атмосферу около поверхности заготовки и уменьшают сцепление нанесенного покрытия с поверхностью металла. В результате при обработке заготовки после нагрева обмазка легко удаляется. When heating a steel billet, the surface of which is coated, according to the first embodiment of the invention, the following occurs. From the SiO, potassium and sodium silicates that make up glass and liquid glass, a protective oxide coating forms, which protects the surface of the workpiece from oxidation by atmospheric oxygen. From silicon and oxides contained in the coating, a thin film of cermet coating forms on the surface of the workpiece. The interaction between the ceramic-metal and oxide coatings leads to the formation of gaseous monoxide and silicon. The latter creates a protective reducing atmosphere near the surface of the workpiece and reduce the adhesion of the applied coating to the metal surface. As a result, when processing the workpiece after heating, the coating is easily removed.
Поддержание в обмазке концентраций SiO, натриевого или калиевого стекла и жидкого стекла в заявленных пределах необходимо для получения на поверхности оксидного защитного покрытия, обладающего требуемыми физико-химическими свойствами и предотвращающего доступ атмосферного кислорода к поверхности. Maintaining in the coating the concentration of SiO, sodium or potassium glass and liquid glass within the stated limits is necessary to obtain an oxide protective coating on the surface that has the required physicochemical properties and prevents atmospheric oxygen from accessing the surface.
Требования, предъявляемые к этому покрытию, являются следующими. При нахождении заготовки в печи покрытие должно представлять собой сплошную защитную пленку. Причем составляющая ее оксидная композиция должна иметь определенные значения вязкости и температуры кристаллизации. При очень низких и, наоборот, высоких значениях вязкости оксидного расплава не удается получить сплошную защитную пленку. При низкой вязкости происходит стекание расплава, что, с одной стороны, приводит к раскрытию части поверхности заготовки и ее окислению, а, с другой стороны, к загрязнению пода печи. Высокая вязкость расплава приводит к комкованию защитной пленки и образованию несплошностей. The requirements for this coating are as follows. When the workpiece is in the furnace, the coating should be a continuous protective film. Moreover, its oxide composition must have certain values of viscosity and crystallization temperature. At very low and, conversely, high values of the viscosity of the oxide melt, it is not possible to obtain a continuous protective film. At low viscosity, the melt flows off, which, on the one hand, leads to the disclosure of part of the surface of the preform and its oxidation, and, on the other hand, to contamination of the furnace hearth. High melt viscosity leads to clumping of the protective film and the formation of discontinuities.
Защитное оксидное покрытие должно иметь температуру кристаллизации такую, чтобы при выходе заготовки из печи происходила полная его кристаллизация, а образующаяся корка удалялась с поверхности до обработки заготовки. При содержаниях натриевого или калиевого стекла меньших нижнего предела, а SiO больших верхнего предела, оксидное покрытие имеет слишком высокую вязкость и не удается получить сплошную защитную пленку. Наоборот, содержания натриевого или калиевого стекла, превышающие верхний предел и концентрации SiO, меньшие нижнего предела, приводят к получению жидкотекучего оксидного расплава, что также является причиной образования несплошностей в оксидной пленке и частичного окисления поверхности. При содержаниях жидкого стекла, меньших нижнего предела, не удается добиться фиксации обмазки на поверхности, обеспечивающей ее сохранение до помещения заготовки в печь, что приводит к частичному окислению заготовки во время нагрева. Содержания жидкого стекла в обмазке выше верхнего предела приводят к тому, что получаемая оксидная композиция имеет очень низкую температуру кристаллизации, поскольку после выхода заготовки из печи защитная оксидная пленка долгое время остается в жидком состоянии, что приводит к неполному удалению нанесенной обмазки с поверхности заготовки. The protective oxide coating should have a crystallization temperature such that when the billet exits the furnace, its full crystallization occurs and the resulting crust is removed from the surface before processing the billet. When the content of sodium or potassium glass is lower than the lower limit, and SiO is greater than the upper limit, the oxide coating has too high a viscosity and it is not possible to obtain a continuous protective film. On the contrary, sodium or potassium glass contents exceeding the upper limit and SiO concentrations lower than the lower limit result in a fluid oxide oxide melt, which also causes discontinuities in the oxide film and partial surface oxidation. When the content of liquid glass is lower than the lower limit, it is not possible to fix the coating on the surface, ensuring its preservation until the workpiece is placed in the furnace, which leads to partial oxidation of the workpiece during heating. The content of liquid glass in the coating above the upper limit leads to the fact that the obtained oxide composition has a very low crystallization temperature, since after the workpiece leaves the furnace, the protective oxide film remains in the liquid state for a long time, which leads to incomplete removal of the applied coating from the surface of the workpiece.
При содержаниях кремния, меньших нижнего предела, имеющегося его количества, оказывается недостаточно как для поддержания защитной атмосферы в приповерхностном слое, так и для предотвращения слипания защитного покрытия с поверхностью. Последнее обстоятельство может приводить как к частичному окислению поверхности, так и к неполному удалению обмазки после нагрева заготовки. Содержания кремния в обмазке больше верхнего предела приводят к значительному легированию и оплавлению поверхности заготовки. Это вызывает нарушение процесса защитного действия обмазки, увеличение сил ее сцепления с поверхностью и неполное удаление обмазки после нагрева заготовки. Кроме того, это нерационально из-за большого расхода кремния и нежелательно из-за существенного изменения свойств поверхности заготовки. When the silicon contents are lower than the lower limit, the amount available is not enough both to maintain a protective atmosphere in the surface layer and to prevent the protective coating from sticking to the surface. The latter circumstance can lead to both partial surface oxidation and incomplete removal of the coating after heating the workpiece. The silicon content in the coating over the upper limit leads to significant alloying and fusion of the surface of the workpiece. This causes a violation of the protective action of the coating, an increase in its adhesion to the surface and incomplete removal of the coating after heating the workpiece. In addition, this is irrational due to the high consumption of silicon and undesirable due to a significant change in the surface properties of the workpiece.
Механизм защитного действия обмазок SiO 36-54 мас. ферросилиций 19-32 мас. стекло 9-18 мас. жидкое стекло 10-21 мас. содержащих ферросилиций вместо кремния, аналогичен описанному. Аналогичными причинами также объясняется необходимость поддержания содержания ингредиентов в определенных пределах. Отличительным является то, что часть железа, входящего в состав ферросилиция, окисляется во время высокотемпературной выдержки и переходит в оксидную фазу, чем и обусловлено несколько иное содержание кремнезема, стекла и жидкого стекла в обмазке. The mechanism of the protective action of the SiO 36-54 wt. ferrosilicon 19-32 wt. glass 9-18 wt. liquid glass 10-21 wt. containing ferrosilicon instead of silicon, similar to that described. Similar reasons also explain the need to maintain the content of ingredients within certain limits. Distinctive is that part of the iron that is part of ferrosilicon is oxidized during high-temperature aging and goes into the oxide phase, which accounts for a slightly different content of silica, glass and liquid glass in the coating.
П р и м е р 1. Смесь состава, содержащего, мас. оксид кремния 44; кремний 14; стекло 26; жидко стекло 16, доводили водой до сметанообразного состояния и наносили кистью на поверхность фланца из ст.45. Фланец помещали в печь, нагревали до 1250оС и выдерживали при этой температуре 2,5 ч. Затем фланец извлекали из печи и давали возможность остыть на воздухе, после этого вся нанесенная смесь легко удалялась. Потерю металла в результате окисления определяли по отношению разности веса образца до и после выдержки в печи к весу исходного образца, она составила 0,4%
П р и м е р 2. На поверхность фланца такого же размера шпателем наносили смесь состава, мас. оксид кремния 36; ферросилиций 32; стекло 18; жидкое стекло 14, доведенного водой до пастообразного состояния. Фланец помещали в печь, нагревали до 1250оС и выдерживали при этой температуре в течение 2,5 ч. При охлаждении вся нанесенная обмазка легко удалялась, потеря веса образца составила 0,3%
Остальные эксперименты по защите заготовок от окисления производили аналогичным образом. Полученные результаты представлены в таблице, где для сравнения приведены результаты, установленные при использовании обмазки прототипа. Степень удаления обмазки после нагрева образца определяли по соотношению площади поверхности образца непокрытой обмазкой к площади всей поверхности. В случае прототипа, когда самопроизвольно удалялась не вся обмазка, ее остатки тщательно соскребали с поверхности образца перед взвешиванием.PRI me R 1. A mixture of a composition containing, by weight.
PRI me R 2. On the surface of a flange of the same size with a spatula was applied a mixture of the composition, wt.
Other experiments to protect the workpieces from oxidation were carried out in a similar manner. The results are presented in the table, where, for comparison, the results are shown that were established when using the prototype coating. The degree of removal of the coating after heating the sample was determined by the ratio of the surface area of the sample with uncoated coating to the area of the entire surface. In the case of the prototype, when not all the coating was spontaneously removed, its residues were carefully scraped off the surface of the sample before weighing.
Claims (1)
Кремний 5 14
Стекло 10 26
Жидкое стекло 10 26
2. Обмазка для защиты стальных заготовок от окисления, содержащая оксид кремния, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ферросилиций, натриевое или калиевое стекло и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.Silica 44 64
Silicon 5 14
Glass 10 26
Liquid glass 10 26
2. A coating for the protection of steel billets from oxidation, containing silicon oxide, characterized in that it additionally contains ferrosilicon, sodium or potassium glass and liquid glass in the following ratio, wt.
Ферросилиций 19 32
Стекло 9 18
Жидкое стекло 10 21Silica 36 54
Ferrosilicon 19 32
Glass 9 18
Liquid glass 10 21
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92012676A RU2044068C1 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Coat for protection of steel blanks from oxidation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92012676A RU2044068C1 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Coat for protection of steel blanks from oxidation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2044068C1 true RU2044068C1 (en) | 1995-09-20 |
| RU92012676A RU92012676A (en) | 1995-09-27 |
Family
ID=20133850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92012676A RU2044068C1 (en) | 1992-12-17 | 1992-12-17 | Coat for protection of steel blanks from oxidation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2044068C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465347C1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-10-27 | Открытое акционерное общество "Уральская Сталь" (ОАО "Уральская сталь") | Rolled plate manufacturing method |
-
1992
- 1992-12-17 RU RU92012676A patent/RU2044068C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1560577, кл. C 21D 1/68, 1987. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2465347C1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-10-27 | Открытое акционерное общество "Уральская Сталь" (ОАО "Уральская сталь") | Rolled plate manufacturing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3704744A (en) | Slag use in continuous casting of steel | |
| JPS5994560A (en) | Solvent composition and method of desulfurizing molten steel | |
| RU2044068C1 (en) | Coat for protection of steel blanks from oxidation | |
| US3037878A (en) | Process for coating and heat treating a metal article and coating composition | |
| FR2557153A1 (en) | METHOD FOR APPLYING AN EMAIL TO A METAL | |
| RU2027778C1 (en) | Doubing to protect steel workpieces from oxidation | |
| US3891023A (en) | Controlled flux addition for minimizing surface defects on continuously cast steel | |
| RU2159746C2 (en) | Coating for protection of zirconium of alloys thereof from oxidation | |
| US3470937A (en) | Process of protecting castings made of carbon-containing alloys against decarburization at the edges and against surface defects | |
| RU2031973C1 (en) | Method of coating preparing on the surface of steel articles | |
| US3440112A (en) | Composition for protective treatment of metals | |
| US3415691A (en) | Method of protecting metal surfaces during heat treatment | |
| RU2088368C1 (en) | Protective coating for metal surfaces | |
| SK147294A3 (en) | Renovation method of bodies from oxidic refractory material and powder mixture for realization of this method | |
| US3875777A (en) | Reduction of copper-caused surface cracking of steel during hot-working | |
| SU1666575A1 (en) | Method for oxidation protection of steel products | |
| SU1814587A3 (en) | Slag forming mixture for protecting metal in crystallizer | |
| SU1145054A1 (en) | Composition for chrome aluminizing of steel articles | |
| JP7219854B2 (en) | Flux added to molten steel contained in a container | |
| SU1761378A1 (en) | Slag-forming material for continuous casting of aluminium- containing steels | |
| JPS6326993A (en) | Particle material for protecting graphite electrode and method of protection employing the same | |
| SU1518388A1 (en) | Composition for protective thick coat | |
| SU737498A1 (en) | Composition for tungstensilicylation of steel articles | |
| SU949016A1 (en) | Composition for salt heating bath | |
| SU1565900A1 (en) | Synthetic slag for protection of steel surface from oxydation |