Состав для пропитки графитовых изделий Советский патент 1982 года по МПК C04B41/04 C04B35/54 

(54) СОСТАВ ДЛЯ ПРОПИТКИ ГРАФИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

1

Изобретение относится к химии и может быть использовано для защиты от сжисления углеродистых изделий, применяемых в металлургии в качестве элект родов или футеровочных материалов, например анодов или бортовых блоков алюминиевых электролизеров.

Для защиты углеродистъ1х изделий от окисления широко используют пропитывающие составы.to

Известен пропитывающий состав в виде расплавов фтористых солей или смесей, содержащих компоненты электролита алюминиевых электролизеров со связующим, например высокотемпературным пеком .i5

Указанный состав имеет ограниченное применение из-за того, что пропитку необходимо вести в течение длительного времени при высоких температурах и в условиях выделения вредных веществ.20

Кроме того, стойкость изделий против окисления низка. Это объясняется малой механической прочностью пленки, которая покрьюает углеродистые изделия после

пропитки, а также плохими пропитываю|щими свойствами состава.

Наиболее близким к предлагаемому является состав для пропитки графитовых изделий 2} , содержащий окисд металла I или И группы или его соль, борную кислоту, фосфорную кислоту и воду, а при следующем соотношении компонентов, мае.% Оксид металла или II группы или его соли (СаСО,, Mg-O, NoNOi)0,1-6,0

Борная кислота2,0- 16,9

Фосфорная кислота10,0-26,0

ВодаОстальное

Однако стойкость к окислению пропитанных таким составом углеродистых изделий все же недостаточна.

Цель изобретения - повышение стойкости изделий к окислению в условиях выссжих температур.

Поставленная цель достигается тем, что состав для пропитки графитовых изделий, включающий оксид металла t или

и группы или его сояь, борную киспоту, фосфорную кислоту и воду, дополнительно содержит ацетон или хйнолин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид металла или

II группы или его соль 0,1-6,0 Борная кислота2,0-16,9

Фосфорная кислота10 - 26

Ацетон или хинолин6-15

ВодаОстальное

Введение в пропитывающий состав жидкого углеводорода, растворимого в воде, например хинолина или ацетона, являющихся поверхностно-активными веществами, улучшает пропитываем ость углеродистого изделия, в результате чего стойкость к окислению последнего значительно увеличивается.

Повышение стойкости графитовых, изделий к окислению с введением жидких угле- водородов объясняется тем, что растворенный ацетон или хинолин уменьшает межфазное натяжение на границе раздела жидкость - графитовый материал. При этом увеличивается глубина пропитки и повышаются силы адгезии стекловидной пленки, образующейся при термической обработке, к защищаемой поверхности.

Пример. Для получения состава для пропитки готовят смеси, содержащие каждая, мас,%: соль или оксид металла | или М группы 0,1 и 6,0; борная кислота 2,0 и 16,9; фосфорная кислота 10,0 и 26,0 и отличающиеся друг, от друга со держанием жидкого углеводорода, равным в каждой смеси последовательно 6, 9, 15 мас.%, а также содержанием воды ко торое является дополнительным до 1ОО% в каждой смеси.

Сначала фосфорную кислоту растворяют в воде, затем добавляют соль или оксид металла ) или II группы и борную кислоту, после чего растворяют адетон или хинолин Например, в 10О г воды растворяют 18 г НэРрф, затем 11,1 г Н,ВО .и 3,87. г NOF при температуре раствора 45(3, после чего добавляют 12,2 г хинолина.

Последовательность подготовки иэвес ного состава аналогична, - Для пропитки берут образцы в виде шшиндров, вырезанных из обоженных анодных блоков марки О (АЁО) диаметром 36мм и длиной 4Омм, Пропитку указанных образцов ведут при одинаковых условиях - погружением их в соответствующий состав на 20 мин, после чего образцы сущат при 150С в течение ЗО мин.

После сушки образцы испытывают на стойкость к окислению. .

Для выяснения свойств этих растворов ими проводят при одинаковом режиме (выдержка в растворе 2О мин с последующей сушкой при 15ОС в течение 30 мин) пропитку углеродистых образцов, вглрезанных из обоженного анода алюминиевого электролизера,

Стойкость их к окислению определяют , по убыли веса образцов при нагреве их до определенных температур и выдержке при этих температурах ( - 30 ч;

- 6ч),

Для получения сравнительных данных готовят смеси без жидкого углеводорода см.еси известного состава,

В табл. i VI 2 приведены результаты использования растворов известного и прелагаемого составов при минимальном и максимальном содержании компонентов в зависимости от содержания в них ацетона или хинолина.

Как видно из табл, 1 и 2, убыль веса опытных образцов значительно меныие, чем у образцов, пропитанных известным составом, причем лучшие результаты получены при содержании 6 - 15% углеводорода.

Таким образом, пропитьтаемость углеродистых изделий при использовании предлагаемого состава существенно улучшаетс

Использование предлагаемого пропитан ваемого состава, например, для защиты обожженных анодов алюминиевого эпектролвзера от окисления обеспечивает существенное снижение расхода анодов при получении алюминия.

со

со ю

со

со

ю

о см

о

OJ

ю

t

ю

тН

(N

о

СМ

CI

00

ю

гЧ

о

CD

со

о ю rf

о о

00

гсо

н

см

со

CJ

it

см

тЧ

со

1-Ч см

со

о

00

см

о

со

со

о ю ф

о о

со

79489788

Формула изобретенияОксид металла f или

Состав для пропитки графитовых изде- Борная кислота2-16,9

ЛИЙ, включ111бщий оксид металла J или 1Фосфорная кислота1О-26

группы или его соль, бррйую кислоту,sАцетон или хинолин6-15

фосфорную кислоту и воду, отличаю-ВодаОстальное

щ и и с я тем, что, с целью повышенияИсточники инфорамции,

стойкости изделий к окислению впринятые во внимание при экспертизе

условиях иысоких температур, он до-i. Патент США № 3236735,

полнительно содержит ацетон или хи- ю кл, 204-67, опублик. 1961. нолин при следующем соотношении ком-2, Патент ФРГ Ns 2042225,

понентов, мас.%:кл. С О4 В 35/52, опублик, 1974.

I группы или его соль0,1-6,0