RU2404944C1

RU2404944C1 - Composition of coat to protect contact surface of refractory products

Info

Publication number: RU2404944C1
Application number: RU2009128872/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Николаевич Коптелов (RU); Виктор Николаевич Коптелов; Александр Анатольевич Цыпышев (RU); Александр Анатольевич Цыпышев; Максим Владимирович Клинников (RU); Максим Владимирович Клинников
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит"
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2009-07-22
Publication date: 2010-11-27

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: proposed composition comprises finely dispersed graphite and binder in the following amounts, in wt %: finely-dispersed graphite - 20-50, binder - 50-80. The latter consists of the mix with the following components, in wt %: dextrin - 15-35%, ethylene glycol - 5-15%, water - 30-60%, latex (over 100 %) - 1-5%.

EFFECT: efficient protection against aggressive media.

1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к материалам, предназначенным для защиты рабочей поверхности огнеупорных плит шиберного затвора, подвергающихся воздействию агрессивной среды.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to materials designed to protect the working surface of refractory plates of a slide gate, exposed to aggressive environments.

Известна композиция для защитного покрытия огнеупоров, которая содержит в качестве связующего 50-60 вес.% жидкого натриевого стекла, а в качестве наполнителя - смесь уловленной в электрофильтрах рудотермических печей производства титановой губки пыли и измельченных отходов угольных электродов магниевого производства фракции - 0,074 мм в соотношении (0,7-0,8):(0,3-0,2). (Патент РФ № 2231512, С04В 41/87, дата публикации 27.06.2004).A known composition for the protective coating of refractories, which contains as a binder 50-60 wt.% Liquid sodium glass, and as a filler is a mixture of ore-thermal furnaces from the production of titanium sponge dust and crushed waste from carbon electrodes of magnesium production of a fraction trapped in electrostatic precipitators — 0.074 mm in the ratio (0.7-0.8) :( 0.3-0.2). (RF patent No. 2231512, С04В 41/87, publication date 06/27/2004).

Недостатком данного изобретения является то, что нанесенный слой защитного покрытия на рабочую поверхность шиберных плит не обеспечивает скольжения между плитами, что существенно повлияет на снижение служебных характеристик шиберных плит и качество разливки.The disadvantage of this invention is that the applied layer of protective coating on the working surface of the slide plates does not provide sliding between the plates, which will significantly affect the reduction of the service characteristics of the slide plates and the quality of the casting.

Известен способ подготовки к работе плит шиберного затвора ковша, включающий нанесение смазки на основе порошкообразного графита на поверхности скольжения плит и притирку плит, отличающийся тем, что на поверхности скольжения плит предварительно напыляют газотермическим методом алюминиевое покрытие с пористостью 15-25% толщиной 50-100 мкм, плиты притирают после нанесения смазки с усилием, составляющим 0,2-0,5 усилия прижатия плит в рабочем состоянии не менее чем за пять перемещений из одного крайнего положения в другое и обратно (патент РФ № 2104124, С04В 41/36, дата публикации 02.10.1998).A known method of preparation for operation of plates of a slide gate valve of a bucket, comprising applying lubricant based on powdered graphite on the sliding surface of the plates and lapping the plates, characterized in that on the sliding surface of the plates an aluminum coating with a porosity of 15-25% with a porosity of 15-25% with a thickness of 50-100 microns is preliminarily sprayed , the plates are rubbed after applying lubricant with a force of 0.2-0.5 pressing forces of the plates in working condition for at least five movements from one extreme position to another and vice versa (RF patent No. 2104 124, С04В 41/36, publication date 02.10.1998).

Недостатком данного способа является применение дорогостоящих материалов.The disadvantage of this method is the use of expensive materials.

Известен способ подготовки к работе плит шиберного затвора ковша, включающий нанесение графитомасляной суспензии, изготовленной на основе порошкообразного графита, на поверхности скольжения плит и притирку плит [Великин Б.А. и др. Футеровка сталеразливочных ковшей. - М.: Металлургия, 1980, с.91].A known method of preparation for operation of the plates of the slide gate of the bucket, including applying graphite-oil suspension, made on the basis of powdered graphite, on the sliding surface of the plates and grinding plates [B. Velikin and others. Lining of steel-pouring ladles. - M .: Metallurgy, 1980, p. 91].

Однако в процессе разливки графитомасляная суспензия размягчается и вытекает из промежутка между плитами затвора при перемещениях средней или нижней плит в зависимости от типа шиберного затвора. В данном способе отсутствует адгезия графита к рабочей поверхности плиты во всем интервале рабочих температур, что приводит к удалению частиц графита с поверхности плиты в процессе службы, тем самым открываются поверхностные поры огнеупора, появляется риск проникновения в них металла, повышается коэффициент трения между плитами.However, during the casting process, the graphite-oil suspension softens and flows out of the gap between the shutter plates when moving the middle or lower plates, depending on the type of slide gate. In this method, there is no adhesion of graphite to the working surface of the plate in the entire range of operating temperatures, which leads to the removal of graphite particles from the surface of the plate during service, thereby opening the surface pores of the refractory, there is a risk of metal penetrating into them, and the friction coefficient between the plates increases.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является состав покрытия плит шиберного затвора, включающий, мас.%: порошкообразный графит 52-60, молотый бентонит 13-17, молотый асбест 2-5 и связующее в виде водного раствора жидкого стекла 18-32. (SU 1053962 А, кл. С04В 33/00, опубл. 05.11.1983).The closest analogue of the claimed invention is the coating composition of the slide gate plates, including, wt.%: Graphite powder 52-60, ground bentonite 13-17, ground asbestos 2-5 and a binder in the form of an aqueous solution of water glass 18-32. (SU 1053962 A, class С04В 33/00, publ. 11/05/1983).

Недостатком данного состава для покрытия плит шиберного затвора является наличие в его составе оказывающего вредное воздействие на человека молотого асбеста.The disadvantage of this composition for coating slab shutter plates is the presence of ground asbestos that has a harmful effect on a person.

Задачей изобретения является увеличение эксплуатационных характеристик плит для шиберных затворов за счет нанесения мелкодисперсного графита, обеспечивающего адгезию пигмента к поверхности плиты во всем диапазоне рабочих температур и проникновения частиц мелкодисперсного графита в поверхностные поры огнеупора, а также защиту механической части шиберного затвора от попадания частиц расплавленного металла при разливке.The objective of the invention is to increase the performance of plates for slide gates due to the application of finely dispersed graphite, which provides adhesion of the pigment to the surface of the slab in the entire range of operating temperatures and the penetration of fine graphite particles into the surface pores of the refractory, as well as protecting the mechanical part of the slide gate from the ingress of molten metal particles during pouring.

Техническим результатом, достигнутым предлагаемым изобретением, является применение защитного слоя на контактной поверхности шиберных плит, повышающее эксплуатационные характеристики и снижающее процент разливок металла с недостаточным перекрытием шиберного затвора у потребителя.The technical result achieved by the present invention is the use of a protective layer on the contact surface of the slide plates, increasing operational characteristics and reducing the percentage of metal castings with insufficient overlap of the slide gate for the consumer.

Предлагается состав покрытия для защиты контактной поверхности огнеупорных изделий, включающий мелкодисперсный графит и связующее, отличающийся следующим соотношением компонентов, мас.%: мелкодисперсный графит - 20-50; связующее - 50-80; в качестве связующего используется смесь, содержащая, мас.%:A coating composition is proposed for protecting the contact surface of refractory products, including finely dispersed graphite and a binder, characterized by the following ratio of components, wt.%: Finely dispersed graphite - 20-50; binder - 50-80; as a binder, a mixture is used containing, wt.%:

декстрин - 15-35,dextrin - 15-35,

этиленгликоль - 5-15,ethylene glycol - 5-15,

вода - 30-60,water - 30-60,

латекс (сверх 100%) - 1-5.latex (over 100%) - 1-5.

Заявленные величины в составе покрытия подобраны экспериментальным путем. Смесь, приготовленная из декстрина, этиленгликоля, воды и латекса в указанных пропорциях, используется в качестве связующего, к которому для получения состава покрытия добавляют мелкодисперсный графит.The declared values in the composition of the coating are selected experimentally. A mixture prepared from dextrin, ethylene glycol, water and latex in the indicated proportions is used as a binder, to which finely dispersed graphite is added to obtain the coating composition.

Декстрин в заявленных пределах придает необходимую клейкость покрытию, не оказывая негативного влияния на свойства огнеупорных изделий вследствие его выгорания в процессе службы изделий.Dextrin within the stated limits gives the necessary stickiness to the coating, without adversely affecting the properties of refractory products due to its burnout during the service of the products.

Этиленгликоль в заявленных пределах обеспечивает необходимую смачиваемость мелкодисперсного графита, способствует образованию однородной структуры при перемешивании компонентов. Кроме того, добавление этиленгликоля в заявленных пределах способствует незамерзанию покрытия при транспортировке и хранении при низких температурах.Ethylene glycol within the stated limits provides the necessary wettability of finely dispersed graphite, promotes the formation of a homogeneous structure with mixing of the components. In addition, the addition of ethylene glycol within the stated limits contributes to the non-freezing of the coating during transportation and storage at low temperatures.

Вода в заявленных пределах выполняет функцию как растворителя, так и пластификатора.Water within the stated limits performs the function of both a solvent and a plasticizer.

Использование в предлагаемых пределах (сверх 100%) латекса способствует пленкообразованию на поверхности изделий после нанесения на них покрытия.The use of the proposed limits (in excess of 100%) of latex promotes film formation on the surface of the products after coating.

Необходимость использования мелкодисперсного графита в заявленных настоящим изобретением величинах защищает огнеупорные изделия от прямого воздействия на огнеупор расплавленного металла, а также препятствует его проникновению в поверхностные поры. Мелкодисперсный графит в процессе работы шиберного затвора способствует снижению коэффициента трения между плитами, препятствует проникновению металла в поры огнеупора в связи с проникшим в них порошком графита размером частиц 1-0,1 мкм, а использование в качестве связующего смеси из декстрина, этиленгликоля, воды и латекса позволяет получить хорошую адгезию пигмента к поверхности плит. При этом образующаяся пленка во всем интервале рабочих температур увеличивает площадь контакта рабочих поверхностей, уменьшает количество рыхлого пигмента между плитами, также препятствует попаданию частиц металла при разливке в механические части затвора, тем самым продлевает его сроки эксплуатации.The need to use finely dispersed graphite in the values claimed by the present invention protects the refractory products from direct exposure to the refractory of molten metal, and also prevents its penetration into the surface pores. Finely dispersed graphite during the operation of the gate valve helps to reduce the friction coefficient between the plates, prevents the penetration of metal into the pores of the refractory due to the penetration of graphite powder in them with a particle size of 1-0.1 μm, and the use of dextrin, ethylene glycol, water and latex allows you to get good adhesion of the pigment to the surface of the plates. At the same time, the resulting film in the entire range of operating temperatures increases the contact area of the working surfaces, reduces the amount of loose pigment between the plates, and also prevents the ingress of metal particles during casting into the mechanical parts of the shutter, thereby extending its service life.

Нанесение покрытия на шиберные плиты производится механически с помощью кистей или с помощью покрасочных пистолетов на производственных мощностях предприятия изготовителя, что в свою очередь приводит к устранению лишнего передела по обработке рабочих поверхностей шиберных плит на производственных площадках потребителя, тем самым увеличивает производительность по сборке шиберных затворов. А так же предлагаемым покрытием можно обрабатывать механические части затвора, защищая их от воздействия негативных факторов, а именно попадания на них металла, тем самым увеличить срок эксплуатации затвора.Coating the slide plates is done mechanically using brushes or using spray guns at the manufacturing facilities of the manufacturer, which in turn eliminates the redistribution of processing the working surfaces of the slide plates at the consumer’s production sites, thereby increasing the productivity of the assembly of slide valves. As well as the proposed coating, it is possible to process the mechanical parts of the shutter, protecting them from the effects of negative factors, namely the ingress of metal on them, thereby increasing the life of the shutter.

Пример: заявляемое покрытие получали следующим образом: сначала готовили связующее, дозируя и смешивая исходные компоненты, затем готовую основу перемешивали в смесителе с мелкодисперсным графитом до получения однородной консистенции. При этом плотность полученной массы должна быть 1,13-1,17 г/см³. На поверхности скольжения периклазовых плит шиберного затвора после шлифования наносили покрытие. Сушку производили при температуре не менее 20°С в естественных условиях. Нанесение и сушка покрытия на шиберный затвор производилась непосредственно на производственных мощностях предприятия изготовителя, а так же у потребителя вышеуказанными способами. Наличие в составе мастики мелкодисперсного графита обеспечивало ее проникновение в поверхностные поры изделий.Example: the inventive coating was prepared as follows: first a binder was prepared by dosing and mixing the starting components, then the finished base was mixed in a mixer with finely dispersed graphite until a uniform consistency was obtained. The density of the resulting mass should be 1.13-1.17 g / cm ³ . On the sliding surface of the periclase slab shutter plates after grinding, a coating was applied. Drying was carried out at a temperature of at least 20 ° C in vivo. Application and drying of the coating on the slide gate was carried out directly at the manufacturing facilities of the manufacturer, as well as at the consumer by the above methods. The presence of finely dispersed graphite in the mastic ensured its penetration into the surface pores of the products.

Испытание опытных плит в количестве 8,7 т (510 шт.) провели параллельно с серийными того же объема на 2- и 4-ручьевых МНЗЛ при разливке всего сортамента выплавляемой в цехе стали через 375- тонные сталеразливочные ковши. Температура разливаемой стали 1501-1605°С в зависимости от марки, время разливки составляет 42-104 мин, за одну разливку производят 4-6 перекрытий шиберного затвора.Testing of experimental plates in the amount of 8.7 tons (510 pcs.) Was carried out in parallel with serial plates of the same volume on 2- and 4-strand continuous casting machines when casting the entire range of steel smelted in the workshop through 375-ton steel-pouring ladles. The temperature of the cast steel is 1501-1605 ° C, depending on the grade, the casting time is 42-104 min, 4-6 shutter slabs are made per casting.

Осмотр плит после разливки показал: плиты с нанесенным слоем предлагаемого покрытия после службы сохранили свою целостность, не разделялись на отдельные фрагменты, рабочая поверхность не имела разрушений и скрапин. Выработка рабочей поверхности опытных плит по ходу движения шибера менее выражена, сохранился остаточный слой предлагаемого графитового покрытия по всей поверхности, что не характерно при нанесении покрытий других составов.Inspection of the plates after casting showed: plates with a layer of the proposed coating after service retained their integrity, were not divided into separate fragments, the working surface had no damage and scrapes. The development of the working surface of the test plates along the slide is less pronounced, the remaining layer of the proposed graphite coating over the entire surface is preserved, which is not typical when applying coatings of other compositions.

Проведенные испытания показали, что применение заявленного покрытия на контактной поверхности шиберных плит повышает эксплуатационные характеристики и снижает процент разливок металла с недостаточным перекрытием (с подтеканием металла) шиберного затвора у потребителя.The tests showed that the use of the claimed coating on the contact surface of the slide plates increases the operating characteristics and reduces the percentage of metal castings with insufficient overlap (with metal leakage) of the slide gate for the consumer.

Claims

The coating composition for protecting the contact surface of refractory products, including finely dispersed graphite and a binder, characterized in that the mixture containing the following components is used as a binder, wt.%: Dextrin 15-35%, ethylene glycol 5-15%, water 30-60% , latex (over 100%) 1-5%, with the following ratio of components, wt.%: fine graphite 20-50; binder 50-80.