CS254221B1 - Sposob povrchové* ochrany keramických súčastí, najma trubic a zátkových tyčí - Google Patents

Abstract

Na keramické a zátkové tyče výtokové sústavy pre plynulé llatie ocele, vyrobené z materiálov na báze vysokého obsahu oxidu hlinitého s přísadou uhlíka alebo z taveného oxidu křemičitého, a to na ich vonkajsie plochy, ktorá sa v styku s kolísajúcou hladinou kovu na hrůbku 0,2 až 10 mm nástrekom pomocou plazmového horáka nástrekových materiálov na báze oxidu zirkoničitého dopovaného oxidom vápenatým v množstve 5 až 20 % alebo na báze práškového kremičitanu zirkoničitého, sa nanáša ochranný povlak. Nástrekový materiál sa nanáša pri teplote súčastí 30 až 200 °C, pričom pri dosiahnutí maximálnej teploty 200 °C sa nanášanie a ohřev keramických súčastí preruší najmenej do poklesu teploty na 30 °C, na čo sa nanášanie opakuje až po dosiahnutie zvolenej hrábky ochrannej vrstvy a nakoniec sa keramické súčiasti chladia pri teplote 20 °C.

Description

Vynález sa týká spósobu povrchovej ochrany keramických súčastí, najma trubic a; zátkových tyčí vystavených erozívnemu pósobeniu hladiny tekutého kovu, například vtokovej sústavy pre plynulé liatie ocele a rieši problém odolnosti v miestach nadměrného erózneho opotrebovania týchto súčastí.

Výtokové sústava z medzipánve do kryštalizátora zostáva z ponornej výlevky delenej alebo nedelenej a zátky. Miesto zátky sa tiež používá zasúvadlový uzávěr. Ponorné výlevky a zátky medzipánví pre plynulé odlievanie ocele sú v prevažnej miere vyrábané z materiálov s vysokým obsahom oxidu hlinitého s prídavkom uhlíka v rozmedzí 14 až 23 hmotnostných %. Pre určité akostné skupiny ocelí sa vyrábajů ponorné výlevky z taveného oxidu křemičitého. Spoločným nedostatkom keramiky výtokového uzla medzipánve pre plynulé odlievanie ocele je jej miestne opotrebenie, ktoré znižuje užitné vlastnosti týchto· materiálov v tom zmysle, že v dosledku miestneho opotrebenia jednotlivých častí keramiky výtokového uzla, je nutné přerušit plynulé odlievanie ocele. Takéto prerušenie spósobu je zníženie kapacity celého· zariadenia, zvýšenie strát kovu na jednotku výroby a malú životnost výrobně náročných keramických súčastí. Uvedené nedostatky výtokové] sústavy z keramiky, vyrábanej izostatickým lisováním, sa vo světě riešia tak, že v mieste nadměrného opotrebovania sa zalisovávajú válcovité, alebo kuželové vložky z vysoko odolného· materiálu na báze oxidu zirkoničitého alebo horečnatého. Nevýhodou tohoto spósobu je, že v dosledku rozdielnych fyzikálno-chemických vlastností základného materiálu a vložky, najma tepelnej rozťažnosti, dochádza pri •ohřeve keramiky na pracovnú teplotu k zároůkom trhlin základného materiálu. Pri odlievaní.s takto· vyrobenou keramikou potom dochádza k častému praskaniu v celom priereze jednotlivých častí keramiky výtokového uzla, čo· má znovu za následok havarijně -ukončeme liatis ocele na zariadení plynulého odlievania. Příčinou nedostatku je, že základný materiál podkladovej keramiky so svojou hrubozrnnou štruktúru je náchylný na vznik rozsiahlych štiepnych porušení naprieč časticami napr. oxidu hlinitého, pričom přítomnost pojivá vedie k zváčšovaniu lomového povrchu medzikorundového spojenia, za aktívneho pósobenia trosky s bazicitou 0,6 až 2,0 s obsahom agresívnych zlúčenín fluóru a oxidu sodného. Ak sa v týchto miestach zalisuje vložka, napr. z oxidu zirkoničitého, kde na hranici spojenia vzniká vysokým ohrevom napatie v důsledku rozdielnych koeficientov teplotnej rozťažnosti, ku ktorému sa přidružuje napátie z objemovej změny vznikom metastabilného tetragonálneho oxidu zirkoničitého pri teploto nad 1 060 °C. To všetko vedie k rozvojů štiepnych porušení a k častému havarijnému ukončeniu tavieb.

Sú známe riešenia na zabezpečenie povrchovej ochrany róznych súčastí, ako napr. grafitových elektód do oblúkovej peci, šamotových posúvadlových uzáverov, založené na použití nástrekových materiálov· s oxidom kremíka, bária, chrómu, horčíka, titanu, ako aj zirkonu, hliníka alebo· kremičitanu zirkoničitého jednotlivo alebo v kombináciách, například podta čs. AO 204 321, č. 171 003 a č. 213 033. Taktiež sú známe metody spájania keramických materiálov predohriatych na 800 až 1400 °C s použitím uvedených materiálov, podlá čs. AO číslo 199 377. Pri nekontrolovanom a vysokom predohreve základného materiálu dochádza k praskaniu nástrekových materiálov z titulu a nevhodnej kombinácie uvedených materiálov.

Uvedené nedostatky odstraňuje a preblém rieši spósob povrchovej ochrany keramických súčastí podlá vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že ochranný povlak na keramické súčastí, najmá trubice a zátkové tyče výtokovej sústavy pre plynulé liatie ocele, vyrobené z materiálov na báze vysokého obsahu oxidu hlinitého s přísadou uhlíka alebo· na báze taveného oxidu křemičitého a to na ich vonkajšie válcovité alebo gulovité plochy po výške kolísania hladiny kovu alebo úrovně přesunu keramických súčastí, na hrůbku 0,2 až 10 mm nástrekom pomocou plazmového horáka nástrekovými materiálmi na báze oxidu zirkoničitého dopovaného oxidom vápenatým v rozsahu 5 až 20 % hmotnostných alebo· na báze práškového kremičitanu zirkoničitého, sa nanáša pri teplote keramických súčastí 30 až 200 °C. Po dosiahnutí uvedenej maximálnej teploty 200 °C na nanášanie a ohřev keramických súčastí přeruší najmenej však do poklesu teploty na 30 °C, na čo sa nanášanie opakuje až po dosiahnutie zvole nej hrůbky ochrannej vrstvy a nakoniec sa keramické súčastí chladia pri teplote 20 °C.

Výhody vynálezu sú hlavně v tom, že pri plazmovom striekaní ochranného· povlaku uvedeným práškovým materiálom, ktorého častíce majú výrazný doskovitý tvar, nastriekaná vrstva dokonale kopíruje podkladový povrch, zapíňa i povrchové necelistvosti a tým sa tvoří dokonalý adhezívny spoj, ktorý nedovoluje tak 1’ahký rozvoj štiepnych porušení, pričom pri vysokých teplotách nedochádza k objemovým změnám, nakolko· nevzniká metastabilný tetragonálny oxid zirkoničitý, čím napátia na hranici so základným materiálom oproti lisovanej vložke sú podstatné nižšie.

Otvorená pórovitosť nástreku je okolo 12 % a teplotou sa nemení. Povlak má extrémně nízký koeficient tepelnej rozťažnosti a dobré odolává tepelným rázom. Přilnavost povlaku je v rozmedzí 3,8 až 8,1 MPa v závislosti na hrúbke. Mikrotvrdosť nastriekaných častíc je v rozpátí 1120 až 1 814 jednotiek HVm. Toto potvrdzujú rozsiahle prak5 tické skúšky, a dosiažené ipredíženie životnosti výtokového uzla o 60 až 120 %.

Pre příklady ukuíočnenia sposobu pódia vynálezu sú na priloženom výkrese znázorněné tvary keramických súčastí s ich funkčným umiestnením v zariadení s vyznačením miest a velkostí naneseného ochranného povlaku.

P r í k 1 a d 1

Výlevka 20 z vysokotaveného oxidu křemičitého, tvaru rúrky o vonkajšom priemere 125 mm a dížka 625 mm, sa vo výške 32 erózneho posobenia troškového kúpeia a po dížke najmenej 300 mm počnúc od výšky 30 mm nad výtokovými otvormi, po obvode zdrsní pneumatickým tryskáčom s použitím korundu o zrnitosti 0,9 mm. Rovnako sa tak urobí v mieste 22 testniaceho styku so zátkovou týčou 10, Takto upravená výlevka sa upevní do polohovadla a pri rotácii ss za pomoci plazmového horáka nastrieka práškový oxid zirkoničitý dopovaný oxidom vápenatým 20 % hmotnostných pri prúde 420 A, napatí 320 V na vzdialenosť 270 mm a pri prietoku prášku 18 kg . h^-1. Nástrek. sa nanáša po predohreve výlevky od 30 °C až po dosiahnutie 170 °C; prerušenie nástreku je nutné na 5 minút, najdlhšie po pokles teploty na 30 °C a tak ukončit nástrek po obvode 21 až pri hrúbke 6 mm a v mieste pri hrúbke 1 mm. Nastriekaná výlevka pri teplote 20 °C bez prievanu.

Příklad 2

Zátková tyč 10 z oxidu hlinitého s prídavkom uhlíka., plného prierezu o priemere 127 milimetrov a dížke 1 020 mm, sa po celej výške 11 jej valcovitej časti do výšky cca 300 mm a po celom gulovitom zakončení 12 zdrsní ocelovým kartáčom. Nástrek rovnakým spůsobom a uvedeným materiálom sa nanesie na hrůbku 5 mm na výške 11 a na hrůbku 3 mm na gulovitom zakončeni 12.

Příklad 3

Výlevka 20 z vysokotaveného oxidu kremičitého, tvaru rúrky o vonkajšom priemere 125 mm a dížke 625 mm, sa vo výške 32 erózneho posobenia troškového kúpeia, po dížke najmenej 300 mm počnúc od výšky 300 mm nad výtokovými otvormi, po obvode 21 zdrsní pneumatickým tryskáčom s použitím korundu o, zrnitosti 0,9 mm. Rovnako sa tak urobí v mieste 22 tesniaceho styku so zátkovou týčou 10. Takto upravená výlevka sa upevní do· polohovadla a pri rotácii sa za pomoci plazmového horáka nastrieka práškový kremičitan zirkoničitý pri prúde 420 A, napatí 320 V na vzdialenosť 270 milimetrov a pri prietoku prášku 18 kg . br¹. Nástrek sa nanáša po predohreve výlevky od 30 °C až pod dosiahnutie 170 °C; prerušenie nástreku je nutné na 5 minút, najdlhšie ipo, pokles teploty na 30 °C a tak ukončiť nástrek po obvode 21. až pri hrúbke mm a v mieste .22 pri hrúbke 1 mm. Nastriekaná výlevka chladne pri teplote 20 °C bez prievanu.

Příklad 4

Výlevka 20 z oxidu hlinitého s prídavkom uhlíka, tvaru rúrky o vonkajšom priemere

25 mm a dížke 625 mm, sa vo výške 32 erózneho působenia troškového kúpeia, po dížke najmenej 300 mm počnúc od výšky 30 mm nad výtokovými otvormi. po obvode 21 zdrsní pneumatickým tryskáčom a použitím korundu o zrnitosti 0,9 mm. Rovnako sa tak urobí v mieste 22 tesniaceho styku so zátkovou týčou 10. Takto upravená výlevka sa upevní do polohovadla a pri rotácii. sa za pomoci plazmového horáka nastrieka práškový kremičitan zirkoničitý pri prúde 420 A, napatí 320 V na vzdialenosť 270 mm a pri prietoku prášku 18 kg. h^-1. Nástrek sa nanáša. po predohreve výlevky od 30 °C až po dosiahnutie 170 °C; prerušenie nástreku je nutné na 5 minút, najdlhšie po, pokles teploty na 30 °C a tak ukončit nástrek ipo obvode 21 až na hrúbke 6 mm a v mieste 22 pri hrúbke 1 mm. Nastriekaná súčasf chladne pri teplote 20 °C bez prievanu.

Claims (4)

1. PREDMET

   Spůsob povrchovej ochrany keramických súčastí, najma trubic a zátkových tyčí výtokové) sústavy pre plynulé liatie ocele, vystavených erozívnemu půsoheniu tekutého kovu s kolísajúcou úroyňou hladiny a 'vyrobených z materiálov na báze vysokého obsahu oxidu hlinitého s přísadou uhlíka alsbo na báze taveného oxidu křemičitého, a to na vonkajších válcovitých alebo gulovitých plochách po výške kolísania hladiny kovu alebo po úroveň ich přesunu, na hrúbke 0,2 až 10 mm nástrekom pomocou plazmového horáka nástrekovými materiálmi na báze oVYNALEZU xidu zirkoničitého dopovaného oxidom vápenatým v rozsahu 5 až 20 % hmotnostných alebo na báze práškového· kremičitanu zirkoničitého, vyznačujúci sa tým, že nástrekový materiál sa nanáša pri teplote súčastí 30 až 200 °C, pričom pri' dosiahnutí maximálně) teploty 200 °C sa nanášanie a ohřev keramických súčastí preruší najmenej do poklesu teploty na 30 °C, na čo, s,a nanášanie opakuje až po dosiahnutie zvolenej hrůbky ochrannej vrstvy a nakoniec sa keramické súčiasti chladia pri teplote 20 °C.