Защитное покрытие для изложниц Советский патент 1981 года по МПК B22C3/00 

1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к защитным покрытиям для изложниц.

Известно покрытие для литейных форм, включающее графитобентонитовую пасту, жидкое стекло, воду, силиманит и хлористый кальций tH.

Однако наличие в составе известного покрытия жидкого стекла обусловливает неприменимость их при производстве стальных слитков, поскольк жидкое стекло является источником загрязнения стали силикатными неметаллическими включениями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является покрытие, включающее огнеупорный наполнитель (пирофиллит), связующее (сульфитно-спиртовую барду и силикагель) и технологическую добавку (флюорит и борный ангидрид) 2.

Однако покрытие в процессе эксплуатации металлической формы претерпевает местный износ и разрушение. Его восстановление связано с необходимостью зачистки отдельных участков или всей рабочей поверхности форм до живого металла, что, учитывая прочность покрытия, является трудоемкой и длительной операцией. Особо отчетливо ее слож.ность проявляется в случае трудно- доступности обрабатываемых поверхностей, как, например, в сталеразливочных изложницах. Попытки исправить покрытие без его зачистки приводят к образованию вспучиваний, повторного местного отслоения и, как следствие, к ухудшению качества поверхности слитка. Иногда по этой при0чине происходит застревание слитка в изложнице.

Указанные недостатки известных покрытий практически исключают возможность их применения при производстве стальных слитков.

5

Узким местом является не процесс нанесения покрытия, для чего практически на всех предприятиях имеется необходимое оборудование, и не расход покрытия, а именно сложность

d 1 трудоемкость его исправления, связанные с предварительной зачисткой поверхности, и в случае местного износа не поддающееся механизации.

Цель изобретения - повышение ка5чества поверхности слитков и обеспечение самоосыпания покрытия путем его разупрочнения.

Для достижения указанной цели за0щитное покрытие, включающее огнеупорный наполнитель, неорганическое свя зующее, технологическую добавку и в ду, содержит в качестве бгнеупорног наполнителя феррохромовый ишак или шлак феррованадия, или нефелиновый шлам, в качестве неорганического св зующего - 10-40%-ный водный раствор алюмосиликата,, а в качестве технологической добавки - асбест хризоти ловый при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: феррохромовый шлак или шлак феррованадия, или нефелиновый шлам18-22 10-40%-ный раствор алюмосиликата3,5-5,5 Асбест хрийотиловый . 1,8-3,0 Вода Остальное Защитное покрытие работает следующим образом. В готовом к нанесению покрытия ал мосиликат, обволакивая частицы шлака или нефелинового шлама, соединяет их в микроскопические конгломераты. В свою очередь частицы асбеста за счет приобретенной в процессе набу1хания развитой удельно ) поверхности и разветвленных волокон скрепляют между собой образовавшиеся конгломераты, играя роль механического связующего. Эти же функции алюмосиликат и асбест, кроме того, что они .. обеспечивают высокую кроющую спог собность покрытия, выполняют и тогда, когда оно нанесено на рабочую поверхность изложницы. При заполнении изложницы сталью с температуро ISJO-l-GOO C покрытие прогревается jrfb ЭОО-ИОО С, что приводит к необратимой потере водным раствором алюмосиликата кристгшлизационной воды и одновременно Связующей способности. Разрушение и осыпание покрытия в это период предовращается, с одной стороны, переходом при температуре 830 структурной составляющей шлака C,jS-J в модификацию C S-оси частичным спе канием его микрочастиц без пд авления С другой стороны, связующее влияние оказывает каркас асбестЬвых волокон В процессе охлаждения оба эти фактора, обеспечивающие временную прочность покрытия в высокотемпературной области, устраняются, что приводит к разупрочнению и самоосыпанию покеы.тия. Процесс разупрочнения протекает по следующей схеме. В течение времени выдержки слитка волокна асбеста охрупчиваются, т.е. происходит прокалка асбеста и асбестовый каркас теряет свою армирующую способность. При снижении температуры в шлаке структурная составляющая CjS из модификации (X,постепенно переходит в , являющуюся энергетически неустойчивой и поэтому, в свою очередь, переходящей в C2S-y. Переход C2S-( сопровождается увеличением объема, что даже для плавленных шлаков вызывает саморассыпание. Саморассыпание шла- . ка в процессе полиморфных превращений является возможным только при содержании в нем окиси кальция (СаО) не менее 49-50%,так например, в феррохромовом шлаке или шлаке феррованадия, или нефелиновом щлаке. Саморассыпание покрытия по изобретению происходит через некоторое время после извлечения слитка, так как слиток извлекают при температуре 800-1000°С, а превращение в , приводящее к спонтанному саморассыпанию шлака (или нефелинового шлама), начинается при температуре 525С. В качестве связующего покрытие по изобретению содержит 10-40%-ный водный раствор алюмосиликата. При уменьшении концентрации алюмосиликата ниже нижнего предела водный раствор алюмосиликата теряет свойства связующего, что ухудшает кроющую способность покрытия. При увеличении концентрации алюмосиликата выше верхнего предела покрытие образует твердую корку, т.е. теряет свойство разупрочнения и не будет самоосыпаться. При уменьшении содержания водного раствора алюмосиликата менее 3,5 вес.% покрытие имеет неудовлетворительную кроющую способность, при нанесении дает подречки и наплывы, при этом ухудшается качество поверхности отливок . Увеличение содержания водного раствора алюмосиликата более 5,5 вес.% также приводит к ухудшению кроющей способности покрытия, кроме того, большое количество алюмосиликата привoдиTj к растрескиванию покрытия в случае его нанесения на поверхность горячих изложниц. Содержание асбеста хризотилового в пределах 1,8-3,0 вес.% обеспечивает равномерное распределение асбеста в покрытии,что необходимо для образования армирующего каркаса.Уменьшение содержания асбеста менее 1,8 вес.% и более 3,0 вес.% приводит к ухудшению кроющей способности покрытия. Избыточное содержание асбеста обусловливает наличие сгустков этого материала. При инжекционном нанесении сгустки асбеста служат причиной образования лунок и наплывов на поверхности покрытия; оно становится неоднородным, после извлечения слитка отслаивается в виде корки, которую необходимо измельчать для удаления из изложницы, что приводит к ухудшению качества поверхности слитков. Составы и свойства покрытия по изобретению приведены в таблицах 1 и 2.

Применение предложенного покрытия обладает высокой огнеупорностью, простотой и малой длительностью нанесения, отсутствием потребности в сушке/ а также Устранение очистительно-ремонтных операций.

Т а б л. и ц а 1

Феррохромовый шлак

Водный раствор алюмосиликата

Асбест хризотиловый Вода

24

18

20

22

2,5 3,5 4,5 5,5 6,5

1,2 1,8 2,4 3,0 3,6.

t ост. ост, ост. ост. ост.