ГРУНТОВОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ СТАЛИ Российский патент 2004 года по МПК C03C8/14 C03C8/02 

Изобретение относится к области получения грунтового покрытия на стальной основе и может быть использовано в народном хозяйстве для технического эмалирования.

Известен состав эмали ЭСГ-31, состав которой, мас.%: SiO₂ 48,0-52,0; Аl₂O 5,0-7,0; В₂O₃ 13,0-16,0; Na₂O, K₂O 16,0-20,0; СоО 0,2-0,8; NiO 0,5-3,0; МnO₂ не более 3,0; ТiO₂ не более 2,0; CaO 4,0-7,0; Fe₂O₃ не более 3,0; F^-св. 100% 0,7–2,0 (ГОСТ 24405-80), наносимой на сталь 08 кп.

Недостатком данной грунтовой эмали является высокая температура обжига, наличие пор в виде дефектов "булавочные уколы".

Известен состав эмали ЭСГ-26 для стали 08 кп, состав которой, мас.%: SiO₂ 42,0-46,0; Аl₂О₃ 5,0-7,0; В₂O₃ 15,0-18,0; Na₂O, K₂O 18,0-23,0; СоО 0,2-0,8; NiO не более 3,0; MgO не более 3,0; МnO₂ не более 3,0; ТiO₂ не более 2,0; CaO 4,0-7,0; Fe₂O₃ не более 3,0; F^-св. 100% 0,7–2,0 (ГОСТ 24405-80).

Недостатком покрытия является то, что оно имеет высокую температуру обжига 900-920°С, наличие дефектов "булавочные уколы".

Техническим результатом изобретения является создание грунтового покрытия для стали, имеющего температуру обжига покрытия 820-850°С, пониженное содержание дорогостоящих СоО, NiO, МnО и снижение себестоимости готовой продукции при сохранении прочности сцепления и качества покрытия.

Технический результат достигается тем, что грунтовое покрытие для стали, включающее SiO₂, В₂О₃, Na₂O, CoO, NiO, MnO₂, CaO, К₂O, Fe₂O₃, F^-, дополнительно содержит глиноземсодержащий отход металлургического предприятия ОАО ″Белокалитвенского металлургического комбината″ Ростовской области состава, мас. %: SiO₂ 14,14, Al₂O₃ 72,23, Na₂O 1,43, К₂O 2,22, MgO 5,45, MnO₂ 0,91, CaO 1,67, Fе₂O₃ 1,95 при следующем соотношении компонентов, маc. %: SiO₂ 42,0-48,0, глиноземсодержащий отход 7,0-9,6, В₂O₃ 17,0-21,0, Na₂O 17,0-20,4, CoO 0,2-0,6, NiO 0,3-0,9, MnO₂ 0,3-0,7, MgO 1,0-1,6, CaO 4,6-7,0, К₂O 0,1-0,3, Fе₂O₃ 0,1-0,3, F^- не более 3 сверх 100%.

Данный отход содержит большое количество Аl₂О₃, что позволяет использовать его в качестве замены глиноземсодержащего сырья. Состав отхода не содержит экологически вредных и радиоактивных примесей. Стоимость отхода составляет 500 руб/т. что ниже стоимости технического глинозема, составляющая 2400-3000 руб/т, что позволяет снизить затраты на сырьевые материалы.

Варку грунтового покрытия с глиноземсодержащим отходом осуществляли при температуре 1250±50°C с экзотермической выдержкой при максимальной температуре в течение 30-40 минут. Выработку стеклофритты производили грануляцией в воду.

Состав шликера для нанесения грунтового покрытия был следующий, мас.% на 100 маc. ч. стеклофриггы: огнеупорная глина (Часов-Ярская) - 4,0; поташ - 0,01; вода - 40. Тонина помола 18-20 ед. по сосуду Лисенко.

Шликер наносили на предварительно обработанную (в соответствии с ГОСТ 24788-81) стальную поверхность стали 08 кп, толщиной не более 0,15 мм, высушивали и обжигали при температуре 820-850°С.

Пример 1.

Для испытания был взят состав грунтового покрытия с использованием глиноземсодержащего отхода, маc.%: SiO 42,0; глиноземсодержащий отход 9,6; В₂O₃ 21,0; Na₂O 20,4; СоО 0,2; NiO 0,3; MnO₂ 0,3; MgO 1,0; CaO 4,6; K₂O 0,3; Fе₂O₃ 0,3; F^- сверх 100% 1,0. Состав глиноземсодержащего отхода, мас.%: SiO₂ 14,14; Аl₂О₃ 72,23; Na₂O 1,43; К₂O 2,22; MgO 5,45; MnO₂ 0,91; CaO 1,67; Fе₂O₃ 1,95. Отвешенные сырьевые материалы в соответствии с составом подвергли плавлению в электрической печи с силитовыми нагревателями. Далее готовую стеклофритту охладили в воде и провели мокрый помол шликера. Покрытие нанесли на предварительно обработанный стальной образец, высушили и обожгли при температуре 850±10°С. Значение прочности сцепления составило 4 балла по ГОСТ 24788-81.

Пример 2.

Взят следующий состав грунтового покрытия, маc.%: SiO₂ 45,0; глиноземсодержащий отход 8,3; В₂O₃ 19,0; Na₂O 18,7; СоО 0,4; NiO 0,6; MnO₂ 0,5; MgO 1,3; CaO 5,8; K₂O 0,2; Fe₂O₃ 0,2; F^- сверх 100% 1,5. Состав глиноземсодержащего отхода, мас.%: SiO₂ 14,14; Аl₃О₃ 72,23; Na₂O 1,43; К₂O 2,22; MgO 5,45; MnO₂ 0,91; CaO 1,67; Fе₂О₃ 1,95.

По окончании испытания, проведенного аналогично описанному в примере 1, было выявлено, что грунтовое покрытие для стали обладает температурой обжига 840±10°С и значением прочности сцепления 5 баллов по ГОСТ 24788-81.

Пример 3.

Взят следующий состав грунтового покрытия, маc.%: SiO₂ - 48,0; глиноземсодержащий отход 7,0; В₂O₃ 17,0; Na₂O 17,0; СоО 0,6; NiO 0,9; MnO₂ 0,7; MgO 1,6; CaO 7,0; К₂О 0,1; Fe₂O₃ 0,1; F^- сверх 100% 2,0. Состав глиноземсодержащего отхода, мас.%: SiO₂ 14,14; Аl₂O₃ 72,23; Na₂O 1,43; К₂O 2,22; MgO 5,45; MnO₂ 0,91; CaO 1,67; Fe₂О₃ 1,95.

Температура обжига составила 820±10°С, значение прочности сцепления 4 балла по ГОСТ 24788-81.

Из приведенных примеров видно, что использование данного состава на основе глиноземсодержащего отхода позволяет:

1. Снизить температуру обжига грунтового покрытия для стали.

2. Снизить содержание дорогостоящих оксидов сцепления СоО, NiO, MnO₂.

3. Снизить себестоимость продукции за счет замены технического глинозема глиноземсодержащим отходом.

Изобретение относится к области получения грунтового покрытия для стали с использованием глиноземсодержащего отхода металлургического предприятия и может быть использовано в народном хозяйстве для технического эмалирования. Техническим результатом изобретения является создание грунтового покрытия для стали, имеющего температуру обжига покрытия 820 - 850°С, пониженное содержание дорогостоящих СоО, NiO, MnO и снижение себестоимости готовой продукции при сохранении прочности сцепления и качества покрытия. Грунтовое покрытие для стали, включающее SiO₂, В₂О₃, Na₂O, CoO, NiO, MnO₂, CaO, К₂O, Fe₂O₃, F^-, дополнительно содержит глиноземсодержащий отход “Белокалитвенского металлургического комбината” состава, мас. %: SiO₂ 14,14, Al₂O₃ 72,23, Na₂O 1,43, К₂O 2,22, MgO 5,45, MnO₂ 0,91, CaO 1,67, Fe₂O₃ 1,95 при следующем соотношении компонентов, мас. %: SiO₂ 42,0 - 48,0, глиноземсодержащий отход 7,0 - 9,6, В₂O₃ 17,0 - 21,0, Na₂O 17,0 - 20,4, CoO 0,2 - 0,6, NiO 0,3 - 0,9, MnO₂ 0,3 - 0,7, MgO 1,0 - 1,6, CaO 4,6 - 7,0, К₂O 0,1 - 0,3, Fe₂O₃ 0,1 - 0,3, F^- не более 3 сверх 100%.

Грунтовое покрытие для стали, включающее SiO₂, В₂О₃, Na₂O, CoO, NiO, MnO₂, CaO, К₂O, Fe₂O₃, F^-, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит глиноземсодержащий отход “Белокалитвенского металлургического комбината” состава, мас.%: SiO₂ 14,14, Al₂O₃ 72,23, Na₂O 1,43, К₂O 2,22, MgO 5,45, MnO₂ 0,91, CaO 1,67, Fе₂O₃ 1,95 при следующем соотношении компонентов, маc.%:

SiO₂ 42,0 - 48,0

Глиноземсодержащий отход 7,0 - 9,6

В₂O₃ 17,0 - 21,0

Na₂O 7,0 - 20,4

CoO 0,2 - 0,6

NiO 0,3 - 0,9

MnO₂ 0,3 - 0,7

MgO 1,0 - 1,6

CaO 4,6 - 7,0

К₂O 0,1 - 0,3

Fе₂O₃ 0,1 - 0,3

F^- Не более 3 сверх 100%