Результат интеллектуальной деятельности: СОСТАВ ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОНТАКТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области металлургии, в частности к материалам, предназначенным для защиты рабочей поверхности огнеупорных плит шиберного затвора, подвергающихся воздействию агрессивной среды.

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).

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.

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).

Недостатком данного способа является применение дорогостоящих материалов.

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].

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.

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).

Недостатком данного состава для покрытия плит шиберного затвора является наличие в его составе оказывающего вредное воздействие на человека молотого асбеста.

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.

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.

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.%:

декстрин - 15-35,

этиленгликоль - 5-15,

вода - 30-60,

латекс (сверх 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.

Декстрин в заявленных пределах придает необходимую клейкость покрытию, не оказывая негативного влияния на свойства огнеупорных изделий вследствие его выгорания в процессе службы изделий.

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.

Вода в заявленных пределах выполняет функцию как растворителя, так и пластификатора.

Использование в предлагаемых пределах (сверх 100%) латекса способствует пленкообразованию на поверхности изделий после нанесения на них покрытия.

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.

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.

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.

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.

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.

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.