RU2209193C1 - Multiple-component protective-hardening coating and method of its production - Google Patents
Multiple-component protective-hardening coating and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2209193C1 RU2209193C1 RU2002112797/03A RU2002112797A RU2209193C1 RU 2209193 C1 RU2209193 C1 RU 2209193C1 RU 2002112797/03 A RU2002112797/03 A RU 2002112797/03A RU 2002112797 A RU2002112797 A RU 2002112797A RU 2209193 C1 RU2209193 C1 RU 2209193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- mixture
- layer
- alumina cement
- coating
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области создания многокомпонентных высокоогнеупорных материалов, а именно к технологии получения защитно-упрочняющих покрытий на изделиях из пористых огнеупорных материалов, и может быть использовано при разработке высокотемпературных агрегатов для таких отраслей промышленности, как теплоэнергетика, металлургия, химическая и нефтехимическая промышленность, авиационная и ракетно-космическая техника и др. The invention relates to the field of creating multicomponent high refractory materials, and in particular to a technology for the production of protective hardening coatings on products from porous refractory materials, and can be used in the development of high-temperature aggregates for such industries as thermal power, metallurgy, chemical and petrochemical industries, aviation and rocket and space technology, etc.
Известен способ получения упрочняющего покрытия на пористых материалах, включающий нанесение на поверхность экзотермического состава, содержащего оксид кремния, алюминий и водный раствор жидкого стекла, сушку и нагрев изделия с инициированием самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС-процесса) (патент РФ 2049763, МПК С 04 В 41/87, 23.01.92 г.). A known method of obtaining a hardening coating on porous materials, including applying to the surface an exothermic composition containing silicon oxide, aluminum and an aqueous solution of water glass, drying and heating the product with the initiation of self-propagating high-temperature synthesis (SHS process) (RF patent 2049763, IPC C 04 V 41/87, 01/23/92).
Однако указанный способ не обеспечивает требуемого улучшения эксплуатационных свойств теплоизоляционных огнеупорных и высокоогнеупорных материалов, а именно - необходимое повышение износостойкости и прочности поверхностного слоя легковесных изделий, а также снижение пористости этого слоя. However, this method does not provide the required improvement in the operational properties of heat-insulating refractory and highly refractory materials, namely, a necessary increase in the wear resistance and strength of the surface layer of lightweight products, as well as a decrease in the porosity of this layer.
Известен огнеупорный материал и способ его производства для изготовления огнеупорных изделий, содержащий керамическую алюмосиликатную основу и упрочняющее покрытие, выполненное экзотермическим синтезом из шликерной массы, полученной затворением шихты раствором жидкого стекла (патент РФ 2091352, МПК С 04 В 35/12, 35/66, 111/20, 29.09.96 г.). Высокие эксплуатационные свойства огнеупорных изделий достигнуты тем, что основа окислителя наносимой упрочняющей шликерной массы получена на базе хромсодержащих соединений (оксидов хрома) в сочетании с тетрафторборатом калия. Однако наличие в огнеупорном материале дефицитного, дорогостоящего и очень токсичного оксида хрома приводит к тому, что получаемые изделия имеют высокую стоимость и экологически небезопасны в процессе их подготовки и эксплуатации. A known refractory material and a method of its production for the manufacture of refractory products containing a ceramic aluminosilicate base and a hardening coating made by exothermic synthesis from a slip mass obtained by mixing the charge with a liquid glass solution (RF patent 2091352, IPC C 04 V 35/12, 35/66, 111/20, 09/29/96). High performance properties of refractory products are achieved by the fact that the base of the oxidizing agent of the applied reinforcing slip mass is obtained on the basis of chromium-containing compounds (chromium oxides) in combination with potassium tetrafluoroborate. However, the presence in the refractory material of scarce, expensive and very toxic chromium oxide leads to the fact that the products obtained are of high cost and environmentally unsafe in the process of their preparation and operation.
Известны огнеупорный муллитовый материал, изделия на его основе и способ их производства (патент РФ 2101263, МПК С 04 В 35/10, 35/14, 35/16, 35/18 от 10.01.98 г.). Огнеупорный материал содержит синтетическую муллитовую фазу в количестве 60-72%, остальное - свободный кремний (карбид кремния) и корунд. Known refractory mullite material, products based on it and the method of their production (RF patent 2101263, IPC C 04 B 35/10, 35/14, 35/16, 35/18 from 01/10/98). The refractory material contains synthetic mullite phase in an amount of 60-72%, the rest is free silicon (silicon carbide) and corundum.
В способе получения образцов указанного материала исходная шихта содержит диоксид кремния и алюминий, а для приготовления шликерной массы используют водный раствор жидкого стекла, который добавляют в шихту. Причем, в шихту дополнительно вводят карбид кремния. Сформованную и высушенную заготовку нагревают в печи для наступления реакции СВС. In the method of producing samples of the specified material, the initial mixture contains silicon dioxide and aluminum, and for the preparation of the slip mass an aqueous solution of liquid glass is used, which is added to the mixture. Moreover, silicon carbide is additionally introduced into the charge. The formed and dried preform is heated in an oven to initiate the SHS reaction.
Однако введение в шихту такого дорогостоящего соединения, как карбид кремния, хотя и повышает износостойкость муллитового материала, но не улучшает, а порой и ухудшает другие эксплуатационные свойства изделия, в частности из-за плохого (для ряда рабочих сред) взаимодействия карбида кремния с расплавами металлов и агрессивными жидкостями. В результате наблюдается явление смачиваемости этого соединения с расплавленными металлами, т.е. прилипание расплавленных металлов и сплавов к поверхности покрытия, что приводит, в конечном счете, к существенному ограничению областей применения созданного огнеупорного материала. However, the introduction of such an expensive compound as silicon carbide into the charge, although it increases the wear resistance of the mullite material, but does not improve, and sometimes worsens, the other operational properties of the product, in particular due to the poor (for a number of working media) interaction of silicon carbide with metal melts and aggressive fluids. As a result, the wettability of this compound with molten metals, i.e. adhesion of molten metals and alloys to the surface of the coating, which ultimately leads to a significant limitation of the areas of application of the created refractory material.
Известно многокомпонентное защитно-упрочняющее покрытие и способ его получения, принятые за прототип, содержащее слой экзотермического состава в виде оксида кремния и алюминия, предназначенных для приготовления шихты, а в качестве связующего - водный раствор жидкого стекла с получением шликера, его нанесение на внутреннюю поверхность теплового агрегата, сушку и нагрев до момента инициирования СВС-процесса (патент РФ 2137733, МПК С 04 В 41/87, от 20.09.99 г. ). Для улучшения характеристик покрытия шихта дополнительно содержала модифицирующие добавки в виде глины, бора аморфного и тетрафторбората калия, которые вводились порознь или совместно. A multicomponent protective-hardening coating and a method for its preparation are known, which are adopted as a prototype, containing a layer of exothermic composition in the form of silicon oxide and aluminum, intended for the preparation of a charge, and as a binder, an aqueous solution of liquid glass to obtain a slip, applying it to the inner surface of a thermal the unit, drying and heating until the initiation of the SHS process (RF patent 2137733, IPC C 04 B 41/87, dated 09/20/99). To improve the coating characteristics, the mixture additionally contained modifying additives in the form of clay, amorphous boron, and potassium tetrafluoroborate, which were administered separately or together.
Однако получаемое однослойное покрытие имеет относительно большую пористость поверхностного слоя и недостаточно высокий ресурс работы из-за малой глубины пропитки поверхностного слоя огнеупорного материала. В результате получалось покрытие с относительно невысокими адгезионными характеристиками, что приводило к возможности растрескивания и вымывания поверхностного слоя в процессе длительной эксплуатации и как, следствие, к преждевременному износу покрытия и потере его защитно-упрочняющих свойств. Кроме этого, введение в шихту таких сверх дорогостоящих модифицирующих добавок, как бор аморфный и тетрафторборат калия, не обеспечивало создания условий для достижения необходимой стойкости покрытия против действия ряда неорганических расплавов и других химически активных эрозионно-агрессивных сред. However, the obtained single-layer coating has a relatively large porosity of the surface layer and an insufficiently high service life due to the small depth of impregnation of the surface layer of the refractory material. As a result, a coating with relatively low adhesive characteristics was obtained, which led to the possibility of cracking and leaching of the surface layer during long-term operation and, as a result, to premature wear of the coating and loss of its protective and hardening properties. In addition, the introduction of such overly expensive modifying additives as amorphous boron and potassium tetrafluoroborate into the charge did not provide the conditions for achieving the necessary coating resistance against a number of inorganic melts and other chemically active erosion-aggressive media.
Задачей изобретения является создание эффективного многослойного многокомпонентного покрытия, которое бы обеспечило многоуровневую эрозионную и тепловую защиту внутренней поверхности высокотемпературного теплового агрегата от воздействия химически активных и эрозионно-агрессивных сред в виде расплавов металлов, кислых и основных шлаков, химически активных жидких и жидко-вязких сред и др. The objective of the invention is the creation of an effective multilayer multicomponent coating, which would provide multilevel erosion and thermal protection of the inner surface of the high-temperature thermal unit from the effects of chemically active and erosion-aggressive environments in the form of molten metals, acidic and basic slags, chemically active liquid and viscous media and other
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что предложенное многокомпонентное защитно-упрочняющее покрытие, содержащее слой экзотермического состава в виде оксида кремния и алюминия, а в качестве связующего водный раствор жидкого стекла, содержит три многокомпонентных, разнородных по составу с различными функциональными свойствами слоя. При этом первый - пропиточный слой выполнен на основе шликера малой вязкости при следующем соотношении входящих в него компонентов, мас.%: оксид кремния - 65-50; алюминий - 28-35; высокоглиноземистый цемент - 7-15 с затворением шихты 5-20%-ным раствором жидкого стекла. The solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that the proposed multicomponent protective-hardening coating containing an exothermic layer in the form of silicon oxide and aluminum, and as a binder an aqueous solution of liquid glass, contains three multicomponent, heterogeneous in composition with different functional properties of the layer. In this case, the first - impregnation layer is made on the basis of a slip of low viscosity in the following ratio of its constituent components, wt.%: Silicon oxide - 65-50; aluminum - 28-35; high alumina cement - 7-15 with the mixing of the mixture with a 5-20% solution of water glass.
Второй - грунтовочный слой выполнен на основе исходных материалов, способных к возникновению экзотермической реакции, и модифицирующих оксидных добавок, при следующих соотношениях компонентов, мас.%: оксид кремния - 74-42; алюминий - 16-30; окислы железа - 2-3; высокоглиноземистый цемент 8-15; оксидные добавки - 0-15 с затворением шихты 40-60% раствором жидкого стекла в количестве % от массы шихты - 40-90. The second - the primer layer is based on starting materials capable of exothermic reactions and modifying oxide additives, with the following component ratios, wt.%: Silicon oxide - 74-42; aluminum - 16-30; iron oxides - 2-3; high alumina cement 8-15; oxide additives - 0-15 with the mixture mixing 40-60% liquid glass solution in the amount of% of the mass of the mixture - 40-90.
Третий - рабочий слой изготовлен на основе исходных материалов, способных к возникновению экзотермической реакции, и мелкодисперсных модифицирующих добавок из тугоплавких оксидных материалов и некислородных соединений по отдельности или в сочетании при следующих соотношениях входящих в них компонентов, мас. %: оксид кремния - 40-47; алюминий - 15-30; зола уноса - 15-3; высокоглиноземистый цемент - 5-15, тугоплавкие оксидные материалы и некислородные соединения - 25-5% с затворением шихты 40-60% раствором жидкого стекла в количестве % от массы шихты - 40-90. Third - the working layer is made on the basis of starting materials capable of causing an exothermic reaction, and finely dispersed modifying additives from refractory oxide materials and non-oxygen compounds individually or in combination with the following ratios of their constituent components, wt. %: silicon oxide - 40-47; aluminum - 15-30; fly ash - 15-3; high-alumina cement - 5-15, refractory oxide materials and non-oxygen compounds - 25-5% with mixing of the mixture with 40-60% liquid glass solution in the amount of% of the mass of the mixture - 40-90.
Поставленная задача решается также предлагаемым способом получения многокомпонентного защитно-упрочняющего покрытия, который включает приготовление шихты в виде однослойного экзотермического состава, содержащего оксид кремния и алюминий, а в качестве связующего - водный раствор жидкого стекла с получением шликера, его нанесение на внутреннюю поверхность теплового агрегата, сушку и низкотемпературный обжиг путем нагрева агрегата до момента инициирования СВС-процесса. При этом на поверхность футеровки теплового агрегата последовательно наносят три многокомпонентных, разнородных по составу и с различными функциональными свойствами слоя. При этом первый - пропиточный слой наносят на футеровку с помощью шликера малой вязкости при следующем соотношении входящих в него компонентов, мас.%:
Оксид кремния - 65-50
Алюминий - 28-35
Высокоглиноземистый цемент - 7-15
а шихту затворяют 5-20%-ным раствором жидкого стекла.The problem is also solved by the proposed method for producing a multicomponent protective-hardening coating, which includes the preparation of a mixture in the form of a single-layer exothermic composition containing silicon oxide and aluminum, and as a binder, an aqueous solution of liquid glass to obtain a slip, its application to the inner surface of the thermal unit drying and low-temperature firing by heating the unit until the initiation of the SHS process. At the same time, three multicomponent, heterogeneous in composition and with different functional properties of the layer are successively applied to the lining surface of the thermal unit. In this case, the first - the impregnating layer is applied to the lining using a slip of low viscosity in the following ratio of its constituent components, wt.%:
Silica - 65-50
Aluminum - 28-35
High Alumina Cement - 7-15
and the mixture shut 5-20% solution of liquid glass.
Второй - грунтовочный слой формируют с помощью исходных материалов, способных к возникновению экзотермической реакции, и модифицирующих оксидных добавок при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид кремния - 74-42
Алюминий - 16-30
Окислы железа - 2-3
Высокоглиноземистый цемент - 8-15
Оксидные добавки - 0-15
а шихту затворяют 40-60% раствором жидкого стекла в количестве % от массы шихты 40-90.The second - the primer layer is formed using starting materials capable of exothermic reactions and modifying oxide additives in the following ratio of components, wt.%:
Silica - 74-42
Aluminum - 16-30
Iron oxides - 2-3
High Alumina Cement - 8-15
Oxide Additives - 0-15
and the mixture shut 40-60% solution of liquid glass in the amount of% by weight of the mixture 40-90.
Третий - рабочий слой формируют с помощью исходных материалов, способных к возникновению экзотермической реакции, и мелкодисперсных, модифицирующих добавок из тугоплавких оксидных материалов и некислородных соединений по отдельности или в сочетании при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Оксид кремния - 40-47
Алюминий - 15-30
Зола уноса - 15-3
Высокоглиноземистый цемент - 5-15
Тугоплавкие оксидные материалы и некислородные соединения - 25-5
а шихту затворяют 40-60% раствором жидкого стекла в количестве % от массы шихты 40-90.The third - the working layer is formed using raw materials capable of exothermic reactions, and finely dispersed, modifying additives of refractory oxide materials and non-oxygen compounds individually or in combination with the following ratios of components, wt.%:
Silicon Oxide - 40-47
Aluminum - 15-30
Fly ash - 15-3
High Alumina Cement - 5-15
Refractory oxide materials and non-oxygen compounds - 25-5
and the mixture shut 40-60% solution of liquid glass in the amount of% by weight of the mixture 40-90.
Согласно предлагаемому способу, пропиточный слой наносят на поверхность футеровки теплового агрегата в 2-3 приема со временем сушки между приемами 0,5-1 ч. При этом в процессе каждого приема осуществляют многократную (3-6 раз) пропитку поверхности с помощью высоконапорных воздушно-распылительных устройств и/или при повышенном избыточном давлении, например 0,05-0,1 МПа, создаваемом с помощью сжатого воздуха, который подводят во внутреннюю полость теплового агрегата. According to the proposed method, the impregnating layer is applied to the lining surface of the thermal unit in 2-3 steps with a drying time between steps of 0.5-1 hours. In this case, during each step, the surface is impregnated repeatedly (3-6 times) with high-pressure air spray devices and / or at elevated overpressure, for example, 0.05-0.1 MPa, created using compressed air, which is fed into the internal cavity of the thermal unit.
Грунтовочный слой наносят в три-четыре прохода с выдержкой во времени при естественной сушке между проходами 0,5-2 ч, а рабочий слой наносят в три - пять проходов до образования слоя толщиной 1-2 мм с выдержкой во времени при естественной сушке между проходами 0,5-2 ч. The primer layer is applied in three to four passes with a time delay during natural drying between passes 0.5-2 hours, and the working layer is applied in three to five passes until a 1-2 mm thick layer is formed with a time delay during natural drying between passes 0.5-2 hours
После нанесения многослойного многокомпонентного покрытия проводят его сушку при температуре 30-60oС в течение 1-2 сут.After applying the multilayer multicomponent coating, it is dried at a temperature of 30-60 o C for 1-2 days.
В предлагаемом способе после сушки покрытия проводят низкотемпературный обжиг по заданному графику нагрева, предусматривающего повышение температуры до 900-1000oС в течение 5-7 ч с темпом нагрева, не превышающим 5-6o/мин. Заданный график включает, по крайней мере, шесть участков нагрева и выдержки достигнутой температуры во времени. Причем на первых двух участках плавно повышают температуру до 110-130oС с темпом нагрева 1-2o/мин и выдержкой достигнутой температуры в течение 30-60 мин. На третьем и четвертом участках температуру повышают до 450-550oС с темпом нагрева 3-5o/мин и выдержкой достигнутой температуры в течение 30-60 мин. На пятом участке увеличивают темп нагрева до 5-6o/мин и после завершения реакции СВС доводят температуру кладки теплового агрегата до температуры 900-1000oС. На шестом участке эту температуру выдерживают в течение 30-60 мин.In the proposed method, after drying the coating, low-temperature firing is carried out according to a predetermined heating schedule, providing for a temperature increase to 900-1000 o C for 5-7 hours with a heating rate not exceeding 5-6 o / min. A predetermined schedule includes at least six sections of heating and holding the achieved temperature over time. Moreover, in the first two sections, the temperature is gradually increased to 110-130 o With a heating rate of 1-2 o / min and holding the achieved temperature for 30-60 minutes. In the third and fourth sections, the temperature is increased to 450-550 o With a heating rate of 3-5 o / min and holding the achieved temperature for 30-60 minutes In the fifth section, the heating rate is increased to 5-6 o / min and after completion of the SHS reaction, the masonry temperature of the heat unit is brought to a temperature of 900-1000 o C. In the sixth section, this temperature is maintained for 30-60 minutes.
Особенность предлагаемого способа также состоит в том, что во внутреннюю полость теплового агрегата в преддверии СВС-процесса, который характеризуется температурой поверхности покрытия, на 20-30oС меньшей, чем среднестатистическая температура начала инициирования, вводят с малым 10-20 м3/ч объемным расходом защитную среду, регистрируют последующий темп нагрева и при достижении среднестатистической температуры инициирования СВС-процесса увеличивают объемный расход защитной среды до 60-100 м3/ч.A feature of the proposed method also lies in the fact that in the inner cavity of the thermal unit in anticipation of the SHS process, which is characterized by a surface temperature of the coating, 20-30 o With less than the average temperature of the initiation, is introduced with a small 10-20 m 3 / h volumetric flow rate of the protective medium, the subsequent heating rate is recorded, and when the average statistical temperature for initiating the SHS process is reached, the volumetric flow rate of the protective medium is increased to 60-100 m 3 / h.
Экспериментальные исследования, проведенные в процессе разработки предлагаемого изобретения, показали, что создание защитно-упрочняющего покрытия в виде трех многокомпонентных, разнородных по составу с различными функциональными свойствами слоев, наиболее оптимально решает поставленную задачу обеспечения многоуровневой защиты тепловых агрегатов от воздействия химически активных и эрозионно-агрессивных сред. Experimental studies carried out in the process of developing the present invention showed that the creation of a protective-hardening coating in the form of three multicomponent layers of different functional properties with different functional properties most optimally solves the problem of providing multi-level protection of thermal units from the effects of chemically active and erosion-aggressive wednesday
Все три разработанных слоя - пропиточный, грунтовочный и рабочий имеют в своей основе исходные материалы, способные к возникновению экзотермической реакции и проведению СВС-процесса. Кроме этого, для получения покрытия с высокими эксплуатационными характеристиками путем улучшения его физико-механических свойств в каждые из указанных слоев введены специальные модифицирующие добавки с различным сочетанием входящих в них компонентов. All three developed layers — impregnation, primer, and working — are based on starting materials capable of causing an exothermic reaction and conducting the SHS process. In addition, in order to obtain a coating with high performance characteristics by improving its physical and mechanical properties, special modifying additives with various combinations of their constituents are introduced into each of these layers.
Основное назначение первого - пропиточного слоя состоит в том, чтобы максимально увеличить глубину проникновения СВС-компонентов и уменьшить пористость поверхностного слоя материала-основы. Это особенно важно для высокопористых легковесных и ультралегковесных материалов, пористость которых может составлять до 80-90% в то время, как пористость, например, плотных материалов составляет всего 20-30%. Необходимо снизить эту пористость до 15-20% путем заполнения поверхностного слоя основы на максимальную глубину шликером малой вязкости (сильно разбавленным шликером с кинематической вязкостью на уровне 40-100 сантистоксов). Исходными материалами для подготовки такого шликера являются оксид кремния и алюминий, которые подбирают в соотношениях, достаточных для возникновения экзотермической реакции. Приготовление шликера осуществляют путем смешивания шихты, содержащей оксид кремния (при массовом соотношении 65-50%), алюминий (28-35%) и модифицирующие добавки (7-15%) с затворенном шихты 5-20%-ным раствором жидкого стекла. The main purpose of the first - impregnation layer is to maximize the penetration depth of the SHS components and reduce the porosity of the surface layer of the base material. This is especially important for highly porous lightweight and ultra-lightweight materials, the porosity of which can be up to 80-90%, while the porosity of, for example, dense materials is only 20-30%. It is necessary to reduce this porosity to 15-20% by filling the surface layer of the base to the maximum depth with a low viscosity slip (a highly diluted slip with a kinematic viscosity of 40-100 centistokes). The starting materials for the preparation of such a slip are silicon oxide and aluminum, which are selected in ratios sufficient for the occurrence of an exothermic reaction. The preparation of the slip is carried out by mixing a mixture containing silicon oxide (in a mass ratio of 65-50%), aluminum (28-35%) and modifying additives (7-15%) with the closed mixture with a 5-20% liquid glass solution.
При этом характерной особенностью подготовки шликера является введение в его состав в качестве модифицирующей добавки высокоглиноземистого цемента (при массовом соотношении к первым двум компонентам в 7-15%), который содержит 70-85% оксида алюминия. Это способствует предохранению поверхностного слоя от растрескивания и улучшению адгезионных и прочностных характеристик материала-основы теплового агрегата при его длительной эксплуатации. At the same time, a characteristic feature of the preparation of a slip is the introduction of high-alumina cement (with a mass ratio of 7-15% to the first two components), which contains 70-85% alumina, into its composition as a modifying additive. This helps to protect the surface layer from cracking and improves the adhesive and strength characteristics of the base material of the thermal unit during its long-term operation.
Приготовленный шликер наносят на поверхность футеровки теплового агрегата в 2-3 приема со временем сушки между приемами 0,5-1 ч. Так как глубина пропитки существенно сказывается на прочностных свойствах поверхностного слоя футеровки необходимо стремиться к максимальной глубине пропитки. Для этой цели в течение каждого приема осуществляют многократную (3-6 раз) пропитку поверхностного слоя с помощью высоконапорных воздушно-распылительных устройств и/или при повышенном избыточном давлении, например 0,05-0,1 МПа, создаваемом с помощью сжатого воздуха, который подводят во внутреннюю полость теплового агрегата. В результате выполнения указанных операций можно достигнуть глубины пропитки до 5-10 мм для легковесных и ультралегковесных материалов и до 0,2-0,3 мм - для плотных огнеупорных материалов. The prepared slip is applied to the lining surface of the thermal unit in 2-3 steps with a drying time between steps of 0.5-1 hours. Since the impregnation depth significantly affects the strength properties of the surface layer of the lining, it is necessary to strive for the maximum impregnation depth. For this purpose, during each intake, a multiple (3-6 times) impregnation of the surface layer is carried out using high-pressure air-spraying devices and / or at elevated overpressure, for example, 0.05-0.1 MPa, created using compressed air, which down into the internal cavity of the thermal unit. As a result of these operations, it is possible to achieve an impregnation depth of up to 5-10 mm for lightweight and ultra-lightweight materials and up to 0.2-0.3 mm for dense refractory materials.
После нанесения и сушки пропиточного слоя на поверхности огнеупора формируют второй - грунтовочный слой. Для определенных областей применения (для большого класса нагревательных печей, котлов, горелочных камней, газоходов, дымовых и жаровых труб и др.) этот слой может стать и основным - рабочим слоем с необходимыми защитно-упрочняющими функциями, придающими покрытию повышенные прочность, износостойкость и эрозионную стойкость, а также высокие адгезионные свойства. В большинстве случаев, когда нет необходимости обеспечивать защиту поверхностного слоя футеровки от действия расплавленных металлов и шлаков, а также химически активных эррозионно-агрессивных сред, оказывается вполне достаточным применение двухслойного покрытия. В частности, двухслойные покрытия, как показали проведенные исследования, обладают повышенной устойчивостью против действия высокоскоростных высокотемпературных двухфазных (газопылевых) сред и вследствие этого могут применяться для эффективной защиты футеровок указанных тепловых агрегатов, горелочных камней, жаровых труб и др. After applying and drying the impregnation layer, a second - primer layer is formed on the surface of the refractory. For certain applications (for a large class of heating furnaces, boilers, burners, flues, chimneys and heat pipes, etc.), this layer can also become the main - a working layer with the necessary protective and hardening functions, giving the coating increased strength, wear resistance and erosion resistance as well as high adhesive properties. In most cases, when it is not necessary to protect the surface layer of the lining from the action of molten metals and slags, as well as chemically active erosion-aggressive media, the use of a two-layer coating is quite sufficient. In particular, two-layer coatings, as the studies showed, have increased resistance against the action of high-speed high-temperature two-phase (gas-dust) media and, as a result, can be used to effectively protect the linings of these thermal units, burners, flame tubes, etc.
Второй - грунтовочный слой так же, как и первый - пропиточный слой формируется на основе исходных материалов, способных к возникновению экзотермической реакции. Отличие состоит как в массовом соотношении компонентов, входящих в состав слоя, так и введением в него дополнительных ингредиентов. Так, в состав грунтовочного слоя вводят 74-42 маc.% оксида кремния, 16-30% алюминия, 8-15% высокоглиноземистого цемента и дополнительно 2-18% модифицирующих оксидных добавок. The second is the primer layer as well as the first - the impregnation layer is formed on the basis of starting materials capable of causing an exothermic reaction. The difference is both in the mass ratio of the components that make up the layer, and the introduction of additional ingredients into it. So, 74-42 wt.% Silicon oxide, 16-30% aluminum, 8-15% high alumina cement and an additional 2-18% modifying oxide additives are introduced into the primer layer.
В целях снижения процентного содержания относительно дорогостоящего мелкодисперсного алюминиевого порошка в шихту добавляют 2-3% окислов железа. Кроме этого, в состав шихты в случае необходимости дополнительно вводят высокоогнеупорные оксидные добавки: α-оксид алюминия (корунд), стабилизированная двуокись циркония, оксид бериллия и др. в количестве 0-15% по отношению к остальным ранее упомянутым компонентам. In order to reduce the percentage of relatively expensive finely divided aluminum powder, 2-3% of iron oxides are added to the charge. In addition, if necessary, highly refractory oxide additives are additionally introduced into the mixture: α-alumina (corundum), stabilized zirconia, beryllium oxide, and others in an amount of 0-15% with respect to the other previously mentioned components.
Как показали многочисленные испытания в реальных условиях эксплуатации различных тепловых агрегатов (электрических и газовых нагревательных печей, котлов, жаровых труб, горелочных камней, газоходов и др.), использование грунтовочного слоя с указанными ингредиентами существенно улучшает такие важные эксплуатационные свойства, как адгезия, износостойкость, эрозионная стойкость и др. В частности, на котлах и нагревательных печах было получено существенное в 2-4 раза увеличение ресурса работы кладки или в 2,5 и более раз быстроизнашиваемых элементов конструкции (горелочных камней, сопел, жаровых труб). As shown by numerous tests in real operating conditions of various thermal units (electric and gas heating furnaces, boilers, heat pipes, burners, gas ducts, etc.), the use of a primer layer with these ingredients significantly improves such important operational properties as adhesion, wear resistance, erosion resistance, etc. In particular, on boilers and heating furnaces, a significant 2–4-fold increase in the life of the masonry, or 2.5 or more times of wear construction elements (burner stones, nozzles, flame tubes).
В ряде случаев для придания покрытию специальных свойств, например, стойкости против действия расплавленных металлов, сплавов и шлаков вводят высокоогнеупорные оксидные добавки. Так, с целью повышения ресурса работы ковшей, изложниц, желобов, запорно-регулирующих устройств при разливе высоколегированных сталей использовалась модифицирующая добавка в виде стабилизированной двуокиси циркония в % соотношении 8-12 к основным ранее указанным ингредиентам грунтовочного слоя. Проведенные испытания подтвердили существенное (в 2,5 и более раз) увеличение ресурса указанных элементов конструкций разливочных устройств. In some cases, to give the coating special properties, for example, resistance to the action of molten metals, alloys, and slag, highly refractory oxide additives are introduced. So, in order to increase the working life of ladles, molds, gutters, shut-off and control devices during the casting of high alloy steels, a modifying additive in the form of stabilized zirconia in a ratio of 8-12 to the basic ingredients of the primer layer previously mentioned was used. The tests carried out confirmed a significant (2.5 or more times) increase in the resource of these structural elements of the filling device.
Шликер для грунтовочного слоя приготавливают путем тщательного перемешивания шихты с 40-60% раствором жидкого стекла в количестве % от массы шихты 40-90. The slip for the primer layer is prepared by thoroughly mixing the mixture with a 40-60% solution of water glass in an amount of% by weight of the mixture 40-90.
Грунтовочный слой наносят на первый - пропиточный слой в три-четыре прохода с выдержкой во времени при естественной сушке между проходами 0,5-2 ч. The primer layer is applied to the first - the impregnation layer in three to four passes with exposure in time during natural drying between passes of 0.5-2 hours
На подготовленное двухслойное покрытие наносят третий - рабочий слой, также экзотермического состава, но при следующих соотношениях входящих в него компонентов, мас.%: оксид кремния 40-47%, алюминий 15-30%, зола уноса 15-3%, высокоглиноземистый цемент 5-15% и мелкодисперсные модифицирующие добавки из тугоплавких оксидных материалов и некислородных соединений 25-5%. Как видно, этот состав включает 75-95% исходных материалов, способных к возникновению экзотермической реакции, а 25-5% составляют дополнительно вводимые по отдельности или в сочетании мелкодисперсные модифицирующие добавки в виде тугоплавких оксидных материалов и некислородных соединений типа боридов (например, TiB2 и ZiB2), силицидов (MoSi2 и ZrSi), нитридов (BN, TiN и Si3N4), карбидов (TiC и SiC) и др. Эти модифицирующие добавки являются химически-стойкими во многих агрессивных средах, существенно улучшая физико-механические и теплофизические характеристики получаемого покрытия.On the prepared two-layer coating, a third one is applied - a working layer, also of exothermic composition, but with the following ratios of its constituent components, wt.%: Silicon oxide 40-47%, aluminum 15-30%, fly ash 15-3%, high-alumina cement 5 -15% and fine modifying additives from refractory oxide materials and non-oxygen compounds 25-5%. As you can see, this composition includes 75-95% of the starting materials capable of causing an exothermic reaction, and 25-5% are additionally added separately or in combination finely dispersed modifying additives in the form of refractory oxide materials and non-oxygen compounds such as borides (for example, TiB 2 and ZiB 2 ), silicides (MoSi 2 and ZrSi), nitrides (BN, TiN and Si 3 N 4 ), carbides (TiC and SiC), etc. These modifying additives are chemically resistant in many aggressive environments, significantly improving the physical mechanical and thermal characteristics ki of the coating.
Так как перечисленные модифицирующие добавки, в основном, получают синтетическим путем, то они являются чрезвычайно дорогим материалом. В связи с этим, для каждого конкретного случая создания многослойного покрытия очень скрупулезно подбирают тот или иной тип тугоплавкого оксидного материала или некислородного соединения, выбирая затем наиболее рациональное соотношение компонентов с точки зрения эффективности их действия и стоимости. Since the listed modifying additives are mainly obtained synthetically, they are extremely expensive material. In this regard, for each specific case of creating a multilayer coating, one or another type of refractory oxide material or non-oxygen compound is very carefully selected, then choosing the most rational ratio of components in terms of their effectiveness and cost.
Пример 1. Предложено использовать в качестве модифицирующей добавки для третьего слоя покрытия мелкодисперсный нитрид бора, который обеспечивает эффективную защиту тиглей, желобов, разливочных устройств и др. от действия ряда расплавленных металлов и шлаков. Проведенные исследования показали, что рабочий слой с нитридом бора в количестве 8-15% по массе от других компонентов надежно защищает футеровку от воздействия расплавов медно-никелевых сплавов при температурах до 1300oС, а также высоколегированных сплавов на основе железа при температурах до 1500oС. При этом срок службы футеровки теплового агрегата с указанным покрытием повышается в 2-3 раза.Example 1. It is proposed to use finely dispersed boron nitride as a modifying additive for the third coating layer, which provides effective protection for crucibles, troughs, casting devices, and others from the action of a number of molten metals and slags. The studies showed that the working layer with boron nitride in the amount of 8-15% by weight from other components reliably protects the lining from the effects of copper-nickel alloy melts at temperatures up to 1300 o C, as well as highly alloyed iron-based alloys at temperatures up to 1500 o C. In this case, the service life of the lining of a thermal unit with the specified coating is increased by 2-3 times.
Пример 2. Для сталеразливочных и запорно-регулирующих устройств предложено использовать в качестве модифицирующих добавок соединения нитрида бора в комплексе с боридом титана (BN+TiB2) в количестве BN - 12% и TiB2 - 8%. При этом удалось повысить ресурс работы указанных устройств в 3 и более раз.Example 2. For steel pouring and locking control devices, it was proposed to use boron nitride compounds in combination with titanium boride (BN + TiB 2 ) in the amount of BN - 12% and TiB 2 - 8% as modifying additives. At the same time, it was possible to increase the service life of these devices by 3 or more times.
Третий - рабочий слой наносят в три-пять проходов до образования слоя толщиной 1-2 мм с выдержкой во времени при естественной сушке между проходами 0,5-2 ч. Third - the working layer is applied in three to five passes until the formation of a layer with a thickness of 1-2 mm with holding in time during natural drying between passes of 0.5-2 hours
После того, как проведены все вышеуказанные технологические операции по нанесению многослойного многокомпонентного покрытия, необходимо несколько сут (двое-трое) естественной сушки всей кладки теплового агрегата при нормальной комнатной температуре. Процесс сушки можно несколько убыстрить до 1-2 сут, доведя температуру сушки до 30-60oС.After all the above technological operations for applying a multilayer multicomponent coating have been carried out, it takes several days (two to three) to naturally dry the entire masonry of the thermal unit at normal room temperature. The drying process can be somewhat accelerated to 1-2 days, bringing the drying temperature to 30-60 o C.
После сушки многослойного покрытия приступают к его низкотемпературному обжигу, что достигается путем плавного прогрева теплового агрегата до момента инициирования СВС-процесса. Обычно такой обжиг проводят по заданному графику нагрева теплового агрегата до температуры 900-1000oС в течение 5-7 ч с темпом нагрева, не превышающим 5-6o/мин. Предложено использовать заданный график низкотемпературного обжига с, по крайней мере, шестью участками нагрева и выдержкой во времени.After drying the multilayer coating, low-temperature firing is started, which is achieved by smooth heating of the thermal unit until the initiation of the SHS process. Typically, such firing is carried out according to a predetermined schedule of heating the thermal unit to a temperature of 900-1000 o C for 5-7 hours with a heating rate not exceeding 5-6 o / min. It is proposed to use a predetermined low-temperature firing schedule with at least six heating sections and holding in time.
Как видно из графика, приведенного на чертеже, на 1-м участке с целью полного удаления из материала покрытия свободной (несвязанной) воды плавно повышают температуру до 110-130oС с темпом нагрева 1-2o/мин.As can be seen from the graph shown in the drawing, in the 1st section, in order to completely remove free (unbound) water from the coating material, the temperature gradually increases to 110-130 o With a heating rate of 1-2 o / min.
На 2-м участке достигнутую температуру на уровне 110-130oС выдерживают в течение 30-60 мин.In the 2nd section, the achieved temperature at the level of 110-130 o Withstand for 30-60 minutes
На 3-м участке с целью постепенного удаления из материала покрытия связанной (молекулярной) воды плавно повышают температуру со 110-130oС до 450-550oС с темпом нагрева 3-5o/мин.In the 3rd section, in order to gradually remove bound (molecular) water from the coating material, the temperature is gradually increased from 110-130 o С to 450-550 o С with a heating rate of 3-5 o / min.
На 4-м участке достигнутую температуру на уровне 450-550oС выдерживают в течение 30-60 мин до полного удаления связанной воды.At the 4th site, the achieved temperature at the level of 450-550 o With stand for 30-60 minutes until the complete removal of bound water.
На 5-м участке продолжают режим плавного повышения температуры с темпом нагрева 5-6o/мин до достижения среднестатистической температуры инициирования и после завершения СВС-процесса продолжают с тем же темпом нагрева повышать температуру до 900-1000oС.In the 5th section, the mode of smooth temperature increase is continued with a heating rate of 5-6 o / min until the average initiation temperature is reached, and after completion of the SHS process, the temperature is continued to increase to 900-1000 o C. with the same heating rate.
На 6-м участке достигнутую температуру на уровне 900-1000oС выдерживают в течение 30-60 мин.In the 6th section, the achieved temperature at the level of 900-1000 o C is maintained for 30-60 minutes.
Нагрев теплового агрегата после удаления молекулярной воды осуществляют с темпом нагрева, не превышающим 5-6o/мин, с учетом того обстоятельства, что для инициирования СВС-процесса необходимо достичь определенной температуры, которая обеспечивает возникновение экзотермической реакции. Конкретное значение температуры инициирования СВС-процесса зависит от материала основы, состава и соотношений компонентов, образующих покрытие. В предлагаемом изобретении значения среднестатистической температуры инициирования СВС-процесса находятся в диапазоне температур 720-860oС. Следует также отметить то обстоятельство, что в ряде случаев некоторые, входящие в состав многослойного многокомпонентного покрытия тугоплавкие модифицирующие добавки, при возникновении СВС-процесса могут окисляться и разлагаться в присутствии кислорода (воздуха). В результате этого наблюдается заметное снижение эффективности защиты свойств третьего рабочего слоя покрытия. Этого недостатка можно избежать, если в преддверии СВС-процесса ввести во внутреннюю полость теплового агрегата защитную (например, инертную - азот, аргон или восстановительную - окись углерода) среду. Подверженные окислению модифицирующие добавки в такой среде обычно не окисляются и не разлагаются, так как температура начала их окисления в этих средах увеличивается до 2000-2500oС.The heating of the thermal unit after removal of molecular water is carried out with a heating rate not exceeding 5-6 o / min, taking into account the fact that to initiate the SHS process it is necessary to achieve a certain temperature, which ensures the occurrence of an exothermic reaction. The specific value of the initiation temperature of the SHS process depends on the base material, composition and ratios of the components that form the coating. In the present invention, the values of the average temperature of initiation of the SHS process are in the temperature range 720-860 o C. It should also be noted that in some cases some refractory modifying additives that are part of the multilayer multicomponent coating can oxidize when the SHS process occurs decompose in the presence of oxygen (air). As a result of this, there is a noticeable decrease in the effectiveness of protecting the properties of the third working coating layer. This disadvantage can be avoided if, in anticipation of the SHS process, a protective medium (for example, inert — nitrogen, argon, or reducing — carbon monoxide) is introduced into the internal cavity of the thermal unit. Subject to oxidation, the modifying additives in such an environment usually do not oxidize and do not decompose, since the temperature of the onset of their oxidation in these environments increases to 2000-2500 o C.
Особенность разработанного технологического процесса состоит в том, что ввод защитной среды осуществляется в два этапа. Причем, на первом этапе защитную среду вводят с малым 10-20 м3/ч объемным расходом в предверии СВС-процесса, который характеризуется температурой поверхности покрытия, на 20-30oС меньшей, чем среднестатистическая температура начала инициирования. На втором этапе непрерывно регистрируют последующий темп нагрева и при достижении среднестатистической температуры инициирования СВС-процесса увеличивают объемный расход вводимой защитной среды до 60-100 м3/ч.A feature of the developed technological process is that the input of the protective medium is carried out in two stages. Moreover, at the first stage, the protective medium is introduced with a small 10-20 m 3 / h volumetric flow in anticipation of the SHS process, which is characterized by the surface temperature of the coating, by 20-30 o C lower than the average temperature at which initiation begins. At the second stage, the subsequent heating rate is continuously recorded and, when the average statistical temperature of initiation of the SHS process is reached, the volumetric flow rate of the introduced protective medium is increased to 60-100 m 3 / h.
Разработанные многослойные многокомпонентные покрытия прошли комплексные испытания в реальных условиях эксплуатации, где они использовались для защиты футеровок конструкций высокотемпературных тепловых агрегатов, а также отдельных быстроизнашиваемых устройств и элементов от воздействия высокоскоростных, высокотемпературных тепловых потоков (в том числе, газопылевых), расплавленных металлов, сплавов, шлаков и других химически активных и эрозионно-агрессивных сред. В частности, покрытия подтвердили свою высокую эрозионную, коррозионную и тепловую стойкость в котлах, нагревательных печах, реакторах, а также в различных видах разливочных устройств при выплавке алюминия, медных сплавов и высоколегированных сталей и сплавов. The developed multilayer multicomponent coatings underwent comprehensive tests in real operating conditions, where they were used to protect the linings of the structures of high-temperature thermal units, as well as individual wearing devices and elements from the effects of high-speed, high-temperature heat flows (including gas and dust), molten metals, alloys, slags and other chemically active and erosive aggressive environments. In particular, coatings have confirmed their high erosion, corrosion and heat resistance in boilers, heating furnaces, reactors, as well as in various types of casting devices for the smelting of aluminum, copper alloys and high alloy steels and alloys.
Проведенные многочисленные испытания показали, что разработанные, согласно изобретению, многослойные многокомпонентные защитно-упрочняющие покрытия существенно увеличивают ресурс работы огнеупорных материалов широкого применения, значительно повышают эксплуатационные и теплофизические характеристики тепловых агрегатов в условиях воздействия химически активных и эрозионно-агрессивных сред. Numerous tests have shown that developed according to the invention, multilayer multicomponent protective and hardening coatings significantly increase the service life of refractory materials of widespread use, significantly increase the operational and thermophysical characteristics of thermal units under conditions of exposure to chemically active and erosive aggressive environments.
Claims (16)
Оксид кремния - 65-50
Алюминий - 28-35
Высокоглиноземистый цемент - 7-15
с затворением шихты 5-20%-ным раствором жидкого стекла, второй - грунтовочный слой - выполнен из шихты экзотермического состава с дополнительным содержанием окислов железа, высокоглиноземистого цемента и модифицирующих оксидных добавок при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Оксид кремния - 74-42
Алюминий - 16-30
Окислы железа - 2-3
Высокоглиноземистый цемент - 8-15
Оксидные добавки - 0-15
с затворением шихты 40-60% раствором жидкого стекла в количестве 40-90% от массы шихты, третий - рабочий слой - выполнен из шихты экзотермического состава с дополнительным содержанием высокоглиноземистого цемента, золы уноса и мелкодисперсных модифицирующих добавок из тугоплавких оксидных материалов и/или некислородных соединений при следующих соотношениях компонентов, маc.%:
Оксид кремния - 40-47
Алюминий - 15-30
Зола уноса - 15-3
Высокоглиноземистый цемент - 5-15
Тугоплавкие оксидные материалы и/или некислородные соединения - 25-5
с затворением шихты 40-60%-ным раствором жидкого стекла в количестве 40-90% от массы шихты.1. A multicomponent protective and hardening coating obtained from a mixture of the initial exothermic composition, including silicon oxide and aluminum, and as a binder, an aqueous solution of liquid glass, characterized in that it contains three multicomponent, heterogeneous in composition with different functional properties of the layer, and the first - an impregnating layer - is made on the basis of a low-viscosity slip from a mixture of exothermic composition with an additional content of high-alumina cement in it with the following component ratio in, wt.%:
Silica - 65-50
Aluminum - 28-35
High Alumina Cement - 7-15
with mixing the mixture with a 5-20% solution of water glass, the second primer layer is made of a mixture of exothermic composition with an additional content of iron oxides, high-alumina cement and modifying oxide additives in the following ratios of components, wt.%:
Silica - 74-42
Aluminum - 16-30
Iron oxides - 2-3
High Alumina Cement - 8-15
Oxide Additives - 0-15
with mixing of the mixture with 40-60% liquid glass solution in an amount of 40-90% of the mass of the mixture, the third — the working layer — is made of an exothermic mixture with an additional content of high-alumina cement, fly ash and finely dispersed modifying additives from refractory oxide materials and / or non-oxygen compounds in the following ratios of components, wt.%:
Silicon Oxide - 40-47
Aluminum - 15-30
Fly ash - 15-3
High Alumina Cement - 5-15
Refractory oxide materials and / or non-oxygen compounds - 25-5
with the mixing of the mixture of 40-60% solution of liquid glass in an amount of 40-90% by weight of the mixture.
Оксид кремния - 65-50
Алюминий - 28-35
Высокоглиноземистый цемент - 7-15
а шихту затворяют 5-20%-ным раствором жидкого стекла, второй - грунтовочный слой - формируют из шихты экзотермического состава с дополнительным содержанием окислов железа, высокоглиноземистого цемента и модифицирующих оксидных добавок при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид кремния - 74-42
Алюминий - 16-30
Окислы железа - 2-3
Высокоглиноземистый цемент - 8-15
Оксидные добавки - 0-15
а шихту затворяют 40-60%-ным раствором жидкого стекла в количестве 40-90% от массы шихты, третий - рабочий слой - формируют из шихты экзотермического состава с дополнительным содержанием высокоглиноземистого цемента, золы уноса и мелкодисперсных модифицирующих добавок из тугоплавких оксидных материалов и/или некислородных соединений при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Оксид кремния - 40-47
Алюминий - 15-30
Зола уноса - 15-3
Высокоглиноземистый цемент - 5-15
Тугоплавкие оксидные материалы и некислородные соединения - 25-5
а шихту затворяют 40-60%-ным раствором жидкого стекла в количестве 40-90% от массы шихты, после сушки многослойного многокомпонентного покрытия проводят низкотемпературный обжиг и при температуре покрытия на 20-30oС меньшей, чем среднестатистическая температура начала инициирования СВС-процесса, вводят защитную-инертную или восстановительную среду.2. A method of obtaining a multicomponent protective hardening coating, comprising preparing a charge of an initial exothermic composition containing silicon oxide and aluminum, and as a binder, an aqueous solution of liquid glass, obtaining a slip, applying it to the inner surface of a thermal unit, drying and low-temperature firing by heating unit until the initiation of the SHS process, characterized in that three multicomponent, heterogeneous tavu and with various functional properties of the layer, the first - the impregnating layer - is applied to the lining using a low viscosity slip from an exothermal mixture with an additional content of high-alumina cement in it with the following ratio of slip components, wt.%:
Silica - 65-50
Aluminum - 28-35
High Alumina Cement - 7-15
and the mixture is shut with a 5-20% solution of water glass, the second — the primer layer — is formed from a mixture of exothermic composition with an additional content of iron oxides, high-alumina cement and modifying oxide additives in the following ratio of components, wt.%:
Silica - 74-42
Aluminum - 16-30
Iron oxides - 2-3
High Alumina Cement - 8-15
Oxide Additives - 0-15
and the mixture is shut with a 40-60% solution of liquid glass in an amount of 40-90% by weight of the mixture, the third - the working layer - is formed from a mixture of exothermic composition with an additional content of high-alumina cement, fly ash and finely dispersed modifying additives from refractory oxide materials and / or non-oxygen compounds in the following ratios of components, wt.%:
Silicon Oxide - 40-47
Aluminum - 15-30
Fly ash - 15-3
High Alumina Cement - 5-15
Refractory oxide materials and non-oxygen compounds - 25-5
and the mixture is shut with a 40-60% solution of water glass in an amount of 40-90% by weight of the mixture, after drying the multilayer multicomponent coating, low-temperature firing is carried out and at a coating temperature of 20-30 o C lower than the average temperature for initiating the SHS process enter a protective-inert or reducing environment.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002112797/03A RU2209193C1 (en) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | Multiple-component protective-hardening coating and method of its production |
| PCT/RU2003/000213 WO2003097559A1 (en) | 2002-05-16 | 2003-05-14 | Multi-component protective and hardening coating and method for producing said coating |
| KR1020030031014A KR100546555B1 (en) | 2002-05-16 | 2003-05-15 | Multi-component protective-strengthening coating and method of its receiving |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002112797/03A RU2209193C1 (en) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | Multiple-component protective-hardening coating and method of its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2209193C1 true RU2209193C1 (en) | 2003-07-27 |
Family
ID=29211912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002112797/03A RU2209193C1 (en) | 2002-05-16 | 2002-05-16 | Multiple-component protective-hardening coating and method of its production |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100546555B1 (en) |
| RU (1) | RU2209193C1 (en) |
| WO (1) | WO2003097559A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA016416B1 (en) * | 2008-10-24 | 2012-04-30 | Государственное Научное Учреждение "Физико-Технический Институт Национальной Академии Наук Беларуси" | Batch for producing protective-strengthening composite ceramic coating |
| RU2483840C2 (en) * | 2011-06-10 | 2013-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Method of making porous coating on metallic implants |
| RU2558575C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-08-10 | Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" | Protective coating |
| RU2696037C2 (en) * | 2014-07-09 | 2019-07-30 | Везувиус Франс Са | Roller containing abradable coating |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114644481B (en) * | 2020-12-21 | 2023-04-14 | 中国京冶工程技术有限公司 | Heat-insulating anti-corrosion slag-isolating coating material for slag pot and preparation method and application thereof |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3473987A (en) * | 1965-07-13 | 1969-10-21 | Du Pont | Method of making thin-walled refractory structures |
| US4028122A (en) * | 1973-06-18 | 1977-06-07 | Greenewald Jr Herbert | Porous refractory shapes |
| WO1990013526A1 (en) * | 1989-04-28 | 1990-11-15 | Kazakhsky Mezhotraslevoi Nauchno-Tekhnichesky Tsentr Svs | Refractory material |
| RU2049763C1 (en) * | 1992-01-23 | 1995-12-10 | Мальцев Владимир Михайлович | Method for producing strengthening coating on porous materials |
| RU2101263C1 (en) * | 1996-02-29 | 1998-01-10 | Акционерное общество закрытого типа "Диагностика аварийных ситуаций" | Mullite material for fabrication of refractory products, method of manufacturing such mullite material, and refractory laminated article |
| RU2137733C1 (en) * | 1997-01-15 | 1999-09-20 | Акционерное общество закрытого типа "Диагностика аварийных ситуаций" | Method of producing strengthening coating on refractory materials |
-
2002
- 2002-05-16 RU RU2002112797/03A patent/RU2209193C1/en not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-05-14 WO PCT/RU2003/000213 patent/WO2003097559A1/en unknown
- 2003-05-15 KR KR1020030031014A patent/KR100546555B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA016416B1 (en) * | 2008-10-24 | 2012-04-30 | Государственное Научное Учреждение "Физико-Технический Институт Национальной Академии Наук Беларуси" | Batch for producing protective-strengthening composite ceramic coating |
| RU2483840C2 (en) * | 2011-06-10 | 2013-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Method of making porous coating on metallic implants |
| RU2558575C1 (en) * | 2014-04-14 | 2015-08-10 | Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" | Protective coating |
| RU2696037C2 (en) * | 2014-07-09 | 2019-07-30 | Везувиус Франс Са | Roller containing abradable coating |
| US10703678B2 (en) | 2014-07-09 | 2020-07-07 | Vesuvius France, S.A. | Roll comprising an abradable coating |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003097559A1 (en) | 2003-11-27 |
| KR100546555B1 (en) | 2006-01-26 |
| KR20030089486A (en) | 2003-11-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100414240B1 (en) | Manufacturing method of corrosion resistant fireproof material | |
| JPH0413308B2 (en) | ||
| JP6231665B2 (en) | Enamel powder, metal component having a surface portion provided with an enamel coating, and method for producing such metal component | |
| RU2209193C1 (en) | Multiple-component protective-hardening coating and method of its production | |
| CN110922173A (en) | Converter slag-stopping sliding plate brick added with titanium nitride composite powder and preparation method thereof | |
| CN112876265A (en) | Titanium-silicon-carbon metal composite converter slag-stopping sliding plate brick and preparation method thereof | |
| WO2015151599A1 (en) | Castable refractory and casting nozzle and sliding nozzle plate using same | |
| JP5572278B2 (en) | Method for protecting CMC thermal structural parts made of ceramic matrix composites from wear, and the coatings and parts obtained thereby | |
| JP3884425B2 (en) | Fireproof repair material and method for manufacturing the same | |
| CN103553645B (en) | Application method of cement-free castable | |
| UA79829C2 (en) | Permeable refractory material for a gas purged nozzle | |
| JP2002519302A (en) | Molding material for producing refractory lining and fired molded member, lining, and method for producing molded member | |
| JP2004525772A (en) | Fire resistant article with resin bonded liner | |
| Mukhopadhyay et al. | Effect of MgO Grain Size on Thermal Expansion Behavior of Alumina–Magnesia–Carbon Refractory | |
| CN103553644B (en) | Preparation method of cement-free castable | |
| Semchenko et al. | Protection of graphite and graphite-containing materials from oxidation. | |
| RU2101263C1 (en) | Mullite material for fabrication of refractory products, method of manufacturing such mullite material, and refractory laminated article | |
| RU2246670C1 (en) | Method of manufacture of refractory crucible | |
| US20110250436A1 (en) | Method of forming ceramic coatings and ceramic coatings and structures formed thereby | |
| CN103553646B (en) | Cement-free castable for iron and steel smelting | |
| WO2004080915A1 (en) | Refractory cement castables | |
| US20130122207A1 (en) | Method of forming ceramic coatings and ceramic coatings and structures formed thereby | |
| JP3346365B2 (en) | Method of manufacturing aluminum matrix composite coated steel pipe | |
| JPH11278939A (en) | Alumina-silicon carbide refractory | |
| RU2211200C1 (en) | Fire-resistant mix and method for tempering thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180517 |