CS254220B1 - Ochranná vrstva, najma dosák kryštalizátorov plynulého odlievania ocele - Google Patents

Abstract

Podstata riešenia spočívá v tom, že o- chranná vrstva, najmá dosák kryštalizátorov plynulého odlievania ocele vyrobených na báze médi, pozostávajúca z kovověj me- dzivrstvy a z pracovnej vrstvy nastriekanej plazmovým horákom na hrubku 0,2 až 3,0 milimetrov s použitím práškového kremiči- tanu zirkoničitého, alebo práškového oxidu zirkoničitého dopovaného oxidom vápenatým v množstve 5 % hmotnostných alebo oxidu hlinitého dopovaného oxidom titaniči- tým v množstve 3 % hmotnostných, má ko- vovú medzivrstvu, nanesená elektrickým oblúkom na 'hrubku 0,1 až 0,3 mm nikel- alumidov, z drotu o zložení 4 až 20 % hmotnostných hliníka a 80 až 96 % hmotnostných niklu.

Description

Vynález sa týká ochrannej vrstvy, najma dosák kryštalizátorov plynulého odlievania ocele vyrobených na báze médi alebo jej zliatín a rieši problém zvyšovania ich oteruvzdornosti a zníženia výskytu vonkajších trhlin na odliatej brame.

Kryštalizátory pre plynulé odlievanie ocele sú tvořené na báze médi, připadne jej zliatín so striebrom, chrómom, niklom alebo zirkónom, s tvrdosťou povrchu 70—130 HV. Účelom kryštalizátora je zabezpečit prudký odvod tepla z povrchu liatej ocele od povrchu k středu a tým jeho kryštalizáciu za súčasného kontinuálneho vyťahovania tuhnúcej bramy. Tulinňci povrch vysúvanej bramy za přítomnosti zbytkov oxidov, liaceho prášku a posobením vysokej teploty spůsobuje intenzívny otěr dosák hlavně v spodnej tretine kryštalizátora.

Pretože toto opotrebenie nie je rovnoměrné, nie je možný ďalší vysuv bramy, takže pri dosiahnutí nerovností 1,5 až 3 mm sa Íiatie přeruší a kryštalizátor sa musí opracovat na povodnú rovinu, čo je možné len po minimálnu bezpečnostnú nosnú hrůbku došky. Tým dochádza k nadmernej spotrebe materiálu kryštalizátora. Okrem toho, pri inak nekrytej vnútornej ploché kryštalizátora, pri tomto procese časť médi difunduje do povrchu horúcej bramy, resp. pri nižšej teplote tavenia stekucuje a tečie po hraniciach zrn v brame, čím vytvára efekt tzv. pavúkovitých trhlin v oceli s následkom na kvalitu vývalkov.

Pre zábranu předčasného opotrebenia kryštalizátorov a ich vplyvu na kvalitu bram sú známe viaceré sposoby. Pri galvanickom pokovaní povrchu pracovných stien krvštalizátora niklom s tvrdosťou do 200 HV a hrúbke povlaku 1 až 4 mm, sa dosahuje len poměrně nízká oteruvzdornosť, pričom ide o vysoké náklady na úpravu, spojené s ekologickými problémami pri likvidách opotřebeného galvanického kúpefa.

Pri tomto difúznom alitovaní pracovných plůch v práškovej zmesi železa, oxidu hlinitého a chloridu amónneho spekaním pri teplote 860 až 900 °C. vzniká poměrně tenká vrstva tvrdosti do- 330 HVm. ale tiež nízká oteruvzdornosť a deformácie dosák pri spekaní.

Sú známe ochranné vrstvy na súčasti zo železných alebo neželezných kovov· na báze keramických materiálov, například z oxidu hlinitého, oxidu zirkoničitého a kremičitanu zirkoničitého podfa čs. AO č. 171 063 alebo čs. AO č. 204 321. Samotný nástrek z oxldickvcb materiálov nanesený na meď má nedostatočnú prilnavosť a nízku odolnost voči tepelným šokom. Pokusy s použitím medzívrstw ood tieto materiály boli neúspěšné, najmá z důvodu nesprávnej voTbv materiálu a ieho aplikácie na základný materiál.

Uvedené nedostatky odstraňuje a vytýčený nroblém rieši ochranná vrstva na doskv kryštalizátorov z médi alebo jej zliatín pře uvedený účel podfa vynálezu. Podstata spočívá v tom, že pod pracovnou vrstvou o hrúbke 0,2 až 3,0 mm nastriekanou plazmovým horákom materiálnu na báze práškového kremičitanu zirkoničitého, alebo oxidu zirkoničitého dopovaného oxidom vápenatým v množstve 5 %, alebo oxidu hlinitého dopovaného oxidom titaničitým v množstve 3 %, je vytvořená kovová medzivrstva podfa vynálezu o hrúbke 0,1 až 0,3 mm, nanesená elektrickým oblúkom nikelalumídov z drůtu o zložení 4 až 20 % hmot. hliníka a 80 až 96 % hmot. niklu.

Výhody ochrannej vrstvy vytvorenej podlá vynálezu sú v tom, že touto kombináciou tvorby povlaku sa zabezpečuje najmenej 2 až 2,4 násobná životnost' dosák kryštalizátorov pri rovnocennej tepelnej vodivosti po celej ploché kryštalizátora a pri ipodstaťnom znižení difúzie materiálu dosák do odlievanej bramy, znižení pnutia v, jej rohoch a v neposlecinej miere s možnosťou povrchovú ochranu opakovat pri nízkých nákladoch.

Nastriekaná kovová medzivrstva na zdrsněný povrch došky má dobrú adhéziu na základný měděný materiál za vzniku pevných chemických vazieb na vrcholkoch nerovnosti zdrsnenej došky, umožňuje vazbu na nanášanie keramickej vrstvy, najma na báze oxidu hliníka, titanu alebo zirkonu, v malej tepelnej vodivej vrstvě, pričom medzivrstva znižuje hladinu vnútorných napatí, ktoré by inak vznikli v důsledku výrazného rozdielu koeficientu roztažnosti médi a keramických látok. Prilnavosť takéhoto povlaku dosahuje 4,2 až 6,0 MPa a aj po 15 cykloch odlievania je jeho prilnavosť 3,7 MPa, mikrotvrdosť častíc sa teplotou nemení a je v rozmedzí 780 až 1 200 HVm.

Příklady uskutočnenia spůsobu podfa vynálezu:

Příklad 1

Hlavná doska kryštalizátora upevněná na chladiacej iprírube o rozmeroch 1510 X X 1 700 mm, hmotnosti 960 kg, ohoblovaná na predpísaný geometrický tvar, sa odmastí trichlórethylénem. Potom sa zdrsní tryskáním pomocou pneumatického tryskáča, například korundu so zrnitosťou 0,9 mm. Otryskaný povrch má minimálnu drsnost Ra = 6 μΐη. Na takto predupravenú plochu sa žiarovo elektrickým oblúkom nastrieka medzivrstva nikelaluminidov drůtom priemeru 1,6 mm, s ohsahom 4,5 % hmot. hliníka, zbytok nikel, o hrúbke 0,15 až 0,20 mm. Parametre striekania: prúd 200 A, napatie 28 V, vzdialenosť striekania 150 mm, tlak vzduchu 0,3 MPa. Na tuto podvrstvu sa plazmovým horákom nastrieka 1,2 mm hrubá pracovná vrstva oxidu zirkoničitého dopovaného 5 % hmot. oxidu vápenatého. Parametre plazmového striekania: prúd 420 A,

5 4 2 napatie 340 V, vzdialenosť striekania 270 milimetrov, podávanie prášku 18 kg. h^-1, přívod prášku priemer 5 mm, vzdialenosť od ústia horáku 20 mm, uhol sklonu 75°. Po nastriekaní povrch sa obrúsi diamantovým kotúčom na drsnost R2 = 1,6 urn, pri hrúbk_e povlaku 0,9 mm.

Příklad 2

Bočná doska kryštalizátora upevněná na chladiacej přírubě o rozmeroch 1 000 X X 200 mm sa ohobluje na predpísaný geometrický tvar, odmastí trichlórethylénom. Potom sa zdrsní tryskáním pomocou pneumatického tryskáča, například korundu so zrnitosťou 0,9 mm. Otryskaný povrch má minimálně drsnost Ra — 6 ,^m. Na takto predupravenú plochu sa žiarovo elektrickým oblúkom nastrieka medzivrstva nikelalumídov drotom priemeru 1,6 mm, s obsahom 4,5 % hmot. hliníka, zbytok nikel, o hrúbke 0,2 až 0,3 mm. Parametre striekania: prúd 200 A, napatie 28 V, vzdialenosť 150 milimetrov. Na túto podvrstvu sa plazmovým horákom nastrieka 1,2 mm hrubá pracovná vrstva oxidu hlinitého dopovaného % hmot. oxidu titaničitého. Parametre striekania plazmou a opracovanie sú ako v příklade 1.

Příklad 3

Bočná doska kryštalizátora upevněná na chladiacej přírubě o rozmeroch 1 000 X X 200 mm, ohobTovaná na predpísaný geometrický tvar, sa odmastí trichlórethylénom. Zdrsnenie, striekanie kovověj medzivrstvy je rovnaké ako v příklade 1. Na túto medzivrstvu sa plazmovým horákom nastrieka 1,2 mm hrubá pracovná vrstva kremičitanu zirkoničitého. Parametre striekania: prúd 460 A, napatie 130 V, vzdialenosť 160 mm, podávanie prášku 7 kg. h^-1, ochranný plyn 75 % Ar; 25 % H2. Po nastriekaní povrch sa obrúsi diamantovým kotúčom na drsnost Ra = 1,6 ^m, pri hrúbke keramického povlaku 0,7 mm.

Vynález možno využiť 11a pracoviskách v priemysle okrem úpravy kryštalizátorov aj pri úpravě iných tepelne namáhavých súčastí, ako například podložiek pre zváranie rúr a podobné.

Claims (1)

1. Ochranná vrstva, najma dosák kryštalizátorov plynulého odlievania ocele vyrobených na báze médi alebo jej zliatín, pozostávajúca z kovověj medzivrsívy a z pracovnej vrstvy nastriekaného plazmovým horákom na hrůbku 0,2 až 3,0 mm práškového kremičitanu zirkoničitého, alebo práškového oxidu zirkoničitého dopovaného oxidom vápeVYNÁLEZ U natým v množstve 5 % hmot. alebo oxidu hlinitého dopovaného oxidom titaničitým v množstve 3 % hmot., vyznačujúca sa tým, že medzivrstva je nanesená elektrickým oblúkom na hrůbku 0,1 až 0,3 mm nikelalumídov z drotu o zložení 4 až 20 % hmot. hliníka a 80 až 96 % hmot. niklu.