Защитные керамические суспензии производства ООО "ПЗМС"
Защита металлов от высокотемпературной коррозии остается актуальным вопросом на протяжении
многих лет. Технологические процессы часто предусматривают воздействие на изделие высоких
температур, как правило, в окислительной среде, что неизбежно ведет к большим потерям металла
как за счет высокотемпературной газовой коррозии, так и вследствие образования на поверхности деталей
и полуфабрикатов дефектного слоя из-за окисления, обезуглероживания, обезлегирования и газонасыщения.
Одним из наиболее эффективных способов защиты поверхности металла и в частности углеродистых, легированных и других легкоокисляющихся сталей и металлов от высокотемпературной коррозии при технологических нагревах является применение жаростойких покрытий на основе оксидов, силикатов
и других тугоплавких неметаллических соединений.
Создание жаростойких покрытий, формирующихся из твердо-жидких полурасплавленных систем,
является одним из новых и перспективных направлений . Жидкой фазой в таких покрытиях служат расплавы силикатных систем, эвтектики различных соединений. В качестве кристаллической фазы входят тугоплавкие материалы, выделяющиеся из расплава в процессе формирования покрытий, или изначально вводимые в их состав компоненты различной природы. Возможность варьирования соотношений количеств жидкой и кристаллической фаз в покрытиях позволяет эффективно регулировать их свойства
и степень защитного действия.
Повышение защитных свойств стеклокристаллических и, в частности, стеклокерамических покрытий
по сравнению со стекловидными обусловлено введением термодинамически устойчивых, инертных соединений, а также торможением диффузии кислорода через покрытие, вследствие создания термодиффузионного барьера. С другой стороны, из-за электролитической природы стекловидных
расплавов при их взаимодействии с поверхностью стали протекают процессы электрохимической
коррозии, приводящие к увеличению потерь металла .
Однако, защита металла от воздействия внешних агрессивных сред при нагревах может быть достигнута только при достаточно прочном сцеплении покрытия с металлом, что сопряжено с развитием на границе раздела покрытие — металл коррозионных процессов. Следовательно, использование стеклокерамических покрытий для защиты поверхности металла от высокотемпературной коррозии возможно лишь при оптимальном содержании в них жидкой фазы.
Таким образом, стеклофаза является важнейшим компонентом, определяющим защитные свойства стеклокерамических покрытий. В этой связи были проведены исследования, направленные на поиск оптимальной стекловидной составляющей для создания и исследования свойств жаростойких стеклокерамических покрытий для защиты как легированных так и низколегированных и
малоуглеродистых сталей при технологических нагревах, а также изучение процессов при
формировании этих покрытий и их взаимодействии с поверхностью защищаемого металла.
На основании данных исследований ООО «ПЗМС» разработало серию термостойких керамических покрытий для метталургической промышленности.
ТКС-1
противопригарное покрытие для защиты сталеразливочного оборудования (применяется для покрытия поддонов в ЦПС ПАО «АрселорМиттал Кривой Рог»).
ТКС-2
защитно-технологическое покрытие предназначенное для снижения уровня окалинообразования и обезуглероживания при технологических нагревах слитков и заготовок при 900-12000С, может использоваться в качестве смазки наносимой на инструмент при экспандировании титановых и нержавеющих сплавов. Покрытие защищает рабочий инструмент, увеличивает срок его эксплуатации. (применяется на предприятиях: ООО»Производственное объединение»Оскар», ЧАО «НПО Днепропресс», ОАО»Мотор Сич»).
ТКС-3
жидкое защитно-технологическое покрытие, предназначенное для защиты сталеразливочного оборудования(проведены промышленные испытания в условиях работы ПАО «АрселорМиттал Кривой Рог»).
ТКС-4
сухое защитно-технологическое покрытие для защиты сталеразливочного оборудования.
ТКС-4С по ТУ У 23.2-36722828-001:2015
Является сухим концентратом для приготовления жидкой защитно-технологической суспензии на водной основе, применяемой для окраски рабочей поверхности сталеразливочного оборудования. Готовое
к применению покрытие, при нанесении на рабочую поверхность сталеразливочного оборудования,
формирует однородный тонкий слой огнеупорного композитного материала, способного эффективно противостоять воздействию жидкой стали, исключая приваривание слитка, защиту от выгорания
и термоударов, что ведет к значительному уменьшению сетки разгара и выгаров.
Оптимальная толщина нанесенного покрытия улучшает качество слитка, предотвращая образование подкорковых пузырей, плен, неметаллических включений. Сухой концентрат ТКС-4С содержит все необходимые технологические добавки для приготовления готовой суспензии: высокотемпературное связующее, диспергаторы, противоморозные добавки, стабилизаторы седиментационной устойчивости.
Приготовление готовой к применению суспензии осуществляется методом смешивания ТКС-4С с водой любым удобным способом (перемешивание в лопастной мешалки, барботирование сжатым воздухом). Качество и температура воды для приготовления готовой суспензии не влияет на конечные свойства защитного покрытия. Процесс разведения ТКС-4С в воде — простой, удобный, быстрый. При смешивании сухого концентрата с водой не выделяется вредных для здоровья людей и окружающей среды испарений.
Принцип действия ТКС-4С:
Термостойкий керамический композит, нанесенный на поверхность металлургической разливочной посуды,
в процессе нагревания при относительно низкой температуре превращается в монолитный материал. Температура плавления монолитного композита в заявленном соотношении компонентов SiO2
30-75, Al2O3 2-20 % составляет 1800°C.
Термостойкий керамический композит в виде минерализованного раствора является композицией твердеющей при температуре от 1500С, а благодаря наличию в составе борсиликатного связующего суспензию можно наносить на сталеразливочное оборудование с температурой поверхности 400-6000С.
В процессе формования и сушки усадка материала практически отсутствует.
Композиционный материал, состоит из системы оксидов SiO2-CaO-Al2O3 c различным минеральным соотношением и фракциями, вследствие чего образуется несколько фаз с четкой межфазной границей, каждая фаза плавится при определенной температуре. Система содержит усиливающие элементы (твердые тугоплавкие частицы) погруженные в полимерную матрицу с различным отношением длины к сечению,
что и создает упрочняющий эффект. Удельные механические характеристики композита заметно выше,
чем у исходных компонентов. Именно благодаря усиливающему эффекту композит отличаются высокой механической пластичностью и термостойкостью.
Термостойкий керамический композит характеризуется высокими механическими свойствами,
термической и химической стабильностью.
Физико-химические показатели ТКС-4С: | ||
|---|---|---|
Внешний вид | серый однородный порошок | |
Проход через | сито 0,08мм — 80%
сито 0,140мм-98% | |
Влажность | не более 5% | |
Массовая доля, % | SiO2 30-75
Al2O3 2-20 | |
Рекомендуемый диапазон разведения водой: | 35-40% ТКС-4С
65-60% воды |
