SU1171564A1 - Способ обработки изделий - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно графитированных электродов дл  защиты от окислени , включающий нанесение на поверхность электрода покрыти  из суспензии мелкодисперсного металлического порошка в жидком стекле и сушку на воздухе, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  эффективности защиты , в качестве мелкодисперсного металлического порошка берут порошок металла, выбранного из группы, включающей алюминий, марганец, титан, цинк при содержании его в суспензии 25-35 об.%, и дополнительно нанос т покрытие из суспензии в жидком стекле пыли электрофильтров систем газоочистки производства металлического марганца в рудовосстановительных печах при ее содержании в суспензии 2535 об.%. 2. Способ ПОП.1, отличаю .щ и и с   тем, что пыль электрофильтров систем газоочистки производства металлического марганца в рудовосста- е новительных печах имеет состав, ® «Л мае.%: 5,9-7.8 Диоксид кремни  27,2-30,0 Оксид марганца 2,8-5.5 Оксид железа 1,0-1,2 Оксид алюмини  7,4-9,6 Оксид кальци  0.9-1.0 Оксид магни  6.6-8.4 Углерод Оксиды натри  и/или кали  Остальное

Description

1 Изобретение относитс  к защите различных материалов от высокотемпературного окислени , в частности к запщте от окислени  в процессе плавки графитированных электродов электропечей. Цель изобретени  - повьшение эффективности защиты электродов. Способ осущаетвл ют следуннцим образом . На рабочую часть графитированных электродов нанос т покрытие из суспензии мелкодисперсного металлическо го порошка в жидком стекле и просуши вают его на воздухе, после чего на первый слой покрыти  после просушивани  нанос т второй слой, причем в качестве материала первого сло , при легак цего к электроду, используют мелкодисперсный порошок металла, выб ранного из группы, включающей алюминий , марганец, титан, цинк при содер жании его в суспензии 25-35 об.%, а в качестве материала второго сло  пыль электрофильтров систем газоочист ки производства металлического марганца в рудовосстановительных печах, причем в качестве дисперсионной среды также используют жидкое стекло, концентраци  дисперсной фазы составл ет 25-35 обЛ. Пыль электрофильтров систем газоочистки имеет состав, мас.%: Диоксид кремни 5,9-7,8 Оксид марганца27,2-30,0 Оксид железа2,8-5,5 Оксид алюмини 1,0-1,2 Оксид кальци 7,4-9,6 Оксид магни 0,9-1,0 Углерод6,6-8,4 Оксиды натри  и/или капи Остальное Нанесрние двух слоев указанного состава при указанном содержании компонентов в суспензии приводит к обра зованию плотного беспористого покрыти  на поверхности электрода в процессе его эксплуатации. Это происходит следунзир«м образом.При достижении в электропечи температуры 450 С начи наетс  окисление углерода на пбверхности электрода кислородом газовой фазы и кислородом воздуха, оставшимс  в порах электрода и адсорбированным поверхностью графита. Образующие с  газообразные СО и СО вследствие наличи  градиента концентрации диф64 .2 фундируют по порам двухслойной обмазки наружу. На этом этапе покрытие еще пористое и не преп тствует удалению образующихс  газов и паров воды. При достижении температуры 700800 С начинаетс  окисление металла, вход щего в состав первого (внутреннего ) сло , дл  которого отношение обьема окисной формы к объему металла находитс  в пределах 1,21 ,8. При этих услови х интенсифицируетс  окисление углерода. Если окисление происходит за счет кислорода газовой фазы, скорость окислени  металла при этих температурах оказываетс  ниже скорости окислени  углерода , и вьщел клдиес  газообразные продукты последней реакции (СО и СО ) преп тствуют росту оксида металла внутрь пор, их закрытию и образованию плотной пленки покрыти , поэтому процесс окислени  металла первого сло  необходимо проводить ускоренно. Этому способствует второй слой покрыти , состо щий из малопрочных окислов , которые плав тс  в этом же интервале температур (700-800 С). Образующийс  расплав становитс  источником активной формы кислорода, взаимодействующето с металлом первого сло  покрыти  со скоростью, во много раз превышающей скорость окисле- г ни  углерода. За счет увеличени  объема окисной формы металла первого сло  поры, через которые отвод тс  СО и СО,,, закрьгоаютс , и покрытие образует плотную пленку на поверхности электрода, исключа  пр мой контакт графитированного электрода с кислородом печной атмосферы и его окисление. Таким образом, использование в качестве материала первого (внутреннего ) сло  порошка металла, выбранного из группы, включающей алюминий, марганец , титан и цинк с отношением }, пределах 1,2-1,8 и при его концентрации в суспензии 25-35 об.%, обеспечивает полное закрытие пор в покрытии и .защиту электрода от окислени  . Снижение концентрации порошка металла первого сло  в суспензии менее 25 об.% приводит к увеличению пористости покрыти , которое не может быть компенсировано за счет увеличени  объема металла при его последующем окислении. При повышении концентрации порошка металла в суспензии более 35 об. плотность суспензии возрастает настолько , что затрудн етс  нанесение е на электрод, снижаютс  физическа  прочность покрыти  и адгези  его к электроду. Использование в качестве материала второго сло  малопрочных окислов с температурой, плавлени  700800°С обеспечивает услови  дл  ускоренного окислени  металла первого сло  за счет активного кислорода расплава этих окислов, а использование с этой целью отходов производитва - пыли электрофильтров систем газоочистки производства металлического марганца в рудовосстановительны печах делает предлагаемый способ осо бенно эффективным. . Уменьшение концентрации пыли ниже указанных пределов (25 об.%) приводит к нехватке активного кислорода на полное окисление металла первого сло  покрыти , в результате чего покрытие получаетс  пористым и не повы шаетс  эффективность защиты. Повьшение их концентрации в суспензии сверх 35 об.% приводит к получению студнеобразной смеси, нанесе ние которой на поверхность первого сло  затруднено. При этом резко снижаютс  адгезионные свойства покрыти  Пример. Дл  получени  защитного покрыти  готов т суспензии на основе жидкого стекла (70 об.%). Дл  первого (внутреннего) сло  с порошко магни , титана, алюмини , марганца, хрома (30 об.% в каждой суспензии), дл  второго (наружного) сло  с пыпью электрофильтров (30 об.%). Кроме того, готов т суспензии, используемые согласно известным .способам , в частности суспензию, содержащую мас.%: Карбид кремни  Алюминиева  пудра Борна  кислота Карбид титана 20 Остальное Тетраборат натри  Вода и суспензию, содержащую 50 г порошка цинка, 50 г порошка алюмини  и 90 мл жидкого стекла (примеры 8 и 9). Суспензии нанос т на образцы из спектрально чистого графита длиной 80 мм диаметром 6 мм путем окунани  и просушивают на воздухе каждый слой в течение 2ч. Водную суспензию нанос т с известным способом ll. Все образцы испытывают на окисл емость в проточной термогравиметрической установке с программированным на- гревом, позвол ющей вести непрерывнх запись изменени  веса образца. Скорость нагрева образцов составл ет 10 град/мин до , после чего делаетс  30-минутна  изотермическа  вьщержка. Расход воздуха поддерживаетс  посто нным и .составл ет 200 . Составы испытанных защитных покрытий и результаты испытаний приведены в табл.1. Как видно из табл.1, наибольший противоокислительный эффект дают покрыти , содержащие алюминий, титан, марганец, цинк, у которых отношение находитс  в пределах 1,2-1,8 (например, титан, алюминий, марганец). Снижение окисл емости электрода по сравнению с контрольным образцом (беЬ покрыти ) дортигает 35,5-55,1%. Применение дл  внутреннего сло  покрыти  других металлов, в частности , ниже магни , с V 1,2 и выше 1,8, например, приводит к резкому ухудшению свойств покрыти , в результате чего снижение окисл емости электрода достигает всего 15,9 и 21%. Если дл  формировани  наружного сло  использовать другой материал, в частности смесь других окислов, отличных от Вход щих в состав пыгш электрофильтров, что соответственно измен ет температуру плавлени  этого сло , эффективность защиты намного ниже, что видно из данных табл.2. Как видно из табл.2, применение смеси малопрочных окислов с т.пл.700800 С обеспечивает наиболыоее снижение окислени  образца (на 50,9-55,1%). Уменьшение и увеличение температуры плавлени  выше указанных пределов ухудшают защитные свойства покрыти . Таким образом, как ввдно из приведенных данных, предлагаемый способ в 1,5-2 раза повышает стойкость электрода к окислению. Окисление злектрода снижаетс  на 35-55% ,тогда как по известным способам - на 22-24,8%, причем наилучшие результаты получены при использовании в качестве материала первого (внутреннего) сло  апюминие ой пудры (,/ ,54) при

концентрации ее в суспензии 30 об.7, и при использовании во втором слое пыли электрофильтров с температурой плавлени  760 С при ее концентрации в суспензии 30 об.%Ф

Предлагаемый способ защиты рабочей части графитированных электродов увеличивает стойкость графитированных электродов к окислению в 1,5-2 раза, снижает стоимость покрыти  за счет использовани  отходов большой металлургии - пыли электрофильтров систем газоочистки цехов по производству металлического марганца и ферромарганца , повьшает качество получаемых ферросплавов за счет уменьшени  сколов и осьшани  электрода, уменьшает выделение Оксидов углерода в окружающую среду при работе рафинировочных печей.

Все это позвол ет использовать изобретение дл  защиты графитированных электродов электропечей от окислени  в процессе плавки металлов.

Таблица 1

таблица 2

Примечание. Внутренний слой покрыти  во всех опытах имеет посто нный состав - 30 об.% алнминиевой пуд1ш, жидкое стекло - остальное. Второй (наружный) спой покрыти  содержит 30 об.% смеси малопрочных окислов, жидкое стекло - остальное.

Claims (2)

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно графитированных электродов для защиты от окисления, включающий нанесение на поверхность электрода покрытия из суспензии мелкодисперсного металлического порошка в жидком стекле и сушку на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты, в качестве мелкодисперсного металлического порошка берут порошок металла, выбранного из группы, включающей алюминий, марганец, титан, цинк при содержании его в суспензии 25-35 об.7, и дополнительно наносят покрытие из суспензии в жидком стекле пыли электрофильтров систем газоочистки производства металлического марганца в рудовосстановительных печах при ее содержании в суспензии 2535 об.7.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пыль электрофильтров систем газоочистки производства металлического марганца в рудовосста- а

новительных печах имеет состав, В | мае.7: кл Диоксид кремния 5,9-7,8 с Оксид марганца 27,2-30,0 г- Оксид железа 2,8-5,5 НА Оксид алюминия 1,0-1,2 чи Оксид кальция 7,4-9,6 Оксид магния 0,9-1,0 Углерод 6,6-8,4 Оксиды натрия м и/или калия Остальное

СИ □э