Захисні керамічні суспензії виробництва ТОВ "ПЗМС"
Захист металів від високотемпературної корозії залишається актуальним питанням.
багато років. Технологічні процеси часто передбачають вплив на виріб високих
температур, як правило, в окисному середовищі, що неминуче веде до великих втрат металу
як за рахунок високотемпературної газової корозії, так і внаслідок утворення на поверхні деталей
та напівфабрикатів дефектного шару через окислення, знеуглерожування, знелегування та газонасичення.
Одним з найбільш ефективних способів захисту поверхні металу і зокрема вуглецевих, легованих та інших сталей, що легко окислюються, і металів від високотемпературної корозії при технологічних нагріваннях є застосування жаростійких покриттів на основі оксидів, силікатів.
та інших тугоплавких неметалевих сполук.
Створення жаростійких покриттів, що формуються з твердо-рідких напіврозплавлених систем,
є одним з нових та перспективних напрямів. Рідкою фазою в таких покриттях є розплави силікатних систем, евтектики різних сполук. В якості кристалічної фази входять тугоплавкі матеріали, що виділяються з розплаву в процесі формування покриттів, або компоненти різної природи, що спочатку вводяться в їх склад. Можливість варіювання співвідношень кількостей рідкої та кристалічної фаз у покриттях дозволяє ефективно регулювати їх властивості
та ступінь захисної дії.
Підвищення захисних властивостей склокристалічних і, зокрема, склокерамічних покриттів
в порівнянні зі склоподібними обумовлено введенням термодинамічно стійких, інертних сполук, а також гальмуванням дифузії кисню через покриття, внаслідок створення термодифузійного бар’єру. З іншого боку, через електролітичну склоподібну природу
розплавів при їх взаємодії з поверхнею сталі протікають електрохімічні процеси
корозії, що призводять до збільшення втрат металу.
Однак захист металу від впливу зовнішніх агресивних середовищ при нагріваннях може бути досягнутий тільки при досить міцному зчепленні покриття з металом, що пов’язано з розвитком на межі розділу покриття – метал корозійних процесів. Отже, використання склокерамічних покриттів для захисту поверхні металу від високотемпературної корозії можливе лише за оптимального вмісту в них рідкої фази.
Таким чином, склофаза є найважливішим компонентом, що визначає захисні властивості склокерамічних покриттів. У зв’язку з цим були проведені дослідження, спрямовані на пошук оптимальної склоподібної складової для створення та дослідження властивостей жаростійких склокерамічних покриттів для захисту як легованих так і низьколегованих
маловуглецевих сталей при технологічних нагріваннях, а також вивчення процесів при
формуванні цих покриттів та їх взаємодії з поверхнею металу, що захищається.
На підставі даних досліджень ТОВ “ПЗМС” розробило серію термостійких керамічних покриттів для металургійної промисловості.
ТКС-1
протипригарне покриття для захисту сталерозливного обладнання (застосовується для покриття піддонів у ЦПС ПАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг”).
ТКС-2
захисно-технологічне покриття призначене для зниження рівня окалиноутворення та обезуглерожування при технологічних нагріваннях злитків і заготовок при 900-12000С, може використовуватися як мастило, що наноситься на інструмент при експандуванні титанових і нержавіючих сплавів. Покриття захищає робочий інструмент, збільшує термін його експлуатації. (застосовується на підприємствах: ТОВ “Виробниче об’єднання “Оскар”, ПрАТ “НВО Дніпропрес”, ВАТ “Мотор Січ”).
ТКС-3
рідке захисно-технологічне покриття, призначене для захисту сталерозливного обладнання (проведені промислові випробування в умовах роботи ПАТ “АрселорМіттал Кривий Ріг”).
ТКС-4
сухе захисно-технологічне покриття для захисту сталерозливного обладнання.
ТКС-4С по ТУ У 23.2-36722828-001:2015
Є сухим концентратом для приготування рідкої захисно-технологічної суспензії на водній основі, що застосовується для фарбування робочої поверхні сталерозливного обладнання. Готове
до застосування покриття, при нанесенні на робочу поверхню сталерозливного обладнання,
формує однорідний тонкий шар вогнетривкого композитного матеріалу, здатного ефективно протистояти впливу рідкої сталі, виключаючи приварювання зливка, захист від вигорання
і термоударів, що веде до значного зменшення сітки розпалу та вигарів.
Оптимальна товщина нанесеного покриття покращує якість зливка, запобігаючи утворенню підкіркових бульбашок, полон, неметалевих включень. Сухий концентрат ТКС-4С містить усі необхідні технологічні добавки для приготування готової суспензії: високотемпературне сполучне, диспергатори, протиморозні добавки, стабілізатори седиментаційної стійкості.
Приготування готової до застосування суспензії здійснюється шляхом змішування ТКС-4С з водою будь-яким зручним способом (перемішування в лопатевій мішалки, барботування стисненим повітрям). Якість і температура води для приготування суспензії не впливає на кінцеві властивості захисного покриття. Процес розведення ТКС-4С у воді – простий, зручний, швидкий. При змішуванні сухого концентрату з водою не виділяється шкідливих для здоров’я людей та довкілля випаровувань.
Принцип дії ТКС-4С:
Термостійкий керамічний композит, нанесений на поверхню металургійного розливного посуду,
в процесі нагрівання при відносно низькій температурі перетворюється на монолітний матеріал. Температура плавлення монолітного композиту у заявленому співвідношенні компонентів SiO2
30-75, Al2O3 2-20% становить 1800°C.
Термостійкий керамічний композит у вигляді мінералізованого розчину є твердіючої композицією при температурі від 1500С, а завдяки наявності у складі борсиликатного сполучного суспензію можна наносити на сталерозливне обладнання з температурою поверхні 400-6000С.
У процесі формування та сушіння усадка матеріалу практично відсутня.
Композиційний матеріал складається з системи оксидів SiO2-CaO-Al2O3 з різним мінеральним співвідношенням і фракціями, внаслідок чого утворюється кілька фаз з чіткою міжфазною межею, кожна фаза плавиться при певній температурі. Система містить підсилювальні елементи (тверді тугоплавкі частинки), занурені в полімерну матрицю з різним ставленням довжини до перерізу,
що і створює ефект, що зміцнює. Питомі механічні характеристики композиту помітно вище,
ніж у вихідних компонентів. Саме завдяки посилюючому ефекту композит відрізняються високою механічною пластичністю та термостійкістю.
Термостійкий керамічний композит характеризується високими механічними властивостями,
термічною та хімічною стабільністю.
Фізико-хімічні показники ТКС-4С: | |
|---|---|
Зовнішній вигляд | сірий однорідний порошок |
Прохід через | сито 0,08мм – 80%
сито 0,140мм-98% |
Вологість | не більше 5% |
Масова частка, % | SiO2 30-75
Al2O3 2-20 |
Рекомендований діапазон розведення водою: | 35-40% ТКС-4С
65-60% води |
