Эмалевый шликер

 

Использование: для получения эмалевого покрытия, в частности для грунтового покрытия при эмалировании стальных изделий . Сущность изобретения: эмалевый шликер содержит, мае. ч.: фритту системы SiOa - В20а - - ТЮа - СаО - RaO 100, буру 0,15 - 1,0, молибденовокислый аммоний 0,05 - 0,15, воду 35 - 50, огнеупорную смесь, состава, мае. ч.: кварцевый песок 72, полевой шпат 13,5, хромомагнезит 4,5, глину 9 и буру 1 - 15 - 25, порошковую микрокристаллическую целлюлозу 0,1 - 5,0, натрийкарбоксиметилцеллюлозу 0,1 - 4,0, хлористый алюминий 0,02 - 0,5. Характеристика покрытия: прочность 98,2 - 99,8%, содержание в покрытии крупных пузырей 3000 - 5100 шт/м . 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 03 С 8/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2,3 — 3

0,6 — 1,1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4855032/33 (22) 27.07.90 (46) 23,09,92. Бюл. N 35 (71) Магнитогорский металлургический комбинат им. В, И. Ленина (72) Н. П. Нетесов, В, Ф. Пивоваров, Г, Я.

Крестьянинов, В. А. Масленников, Г. B. Горина, А, Ф. Свиридов и Б. М, Балоян (56) Авторское свидетельство СССР № 950689, кл. С 03 С Г/16, 1982, Авторское свидетельство СССР

¹ 1105483, кл, С 03 С 8/16, 1984.

ТИ-101-Я LU-188-86 Магнитогорского металлургического комбината, 1990. (54) ЭМАЛЕВЫЙ ШЛИКЕР (57) Использование: для получения эмалевоПредполагаемое изобретение относится к производству товаров народного потребления, в частности к созданию эмалевых покрытий для стальных изделий.

Известен состав эмалевого шликера, содержащий, мас, ч,:

Ф ритта 100

Глина 1 — 5

Песок 1 — 30

Электролиты 0,1 — 0,5

Гипсовое вяжущее 0,05 — 1,0

Вода 45 — 65

Недостатком этого способа является высокая пористость покрытия (газовые пузыри) и низкая прочность сцепления эмалевого покрытия с металлом, Известен также состав эмалевого шликера, содержащий, мас.%:

Фритта 53 — 60

Кварцевый песок 5,24 — 16

„„ЯЦ„„1763401 А1 го покрытия, в частности для грунтового покрытия при эмалировании стальных изделий. Сущность изобретения: эмалевый шликер содержит, мас. ч,; фритту системы

Я Ог — ВгОг — А!гОз — Ti02 — СаΠ— ВгО 100, буру 0,15 — 1,0, молибденовокислый аммоний 0,05 — 0,15, воду 35 — 50, огнеупорную смесь, состава, мас. ч,: кварцевый песок 72, полевой шпат 13,5, хромомагнезит 4,5, глину 9 и буру 1 — 15 — 25, порошковую микрокристаллическую целлюлозу 0,1 — 5,0, натрийкарбоксиметилцеллюлозу 0,1 — 4,0, хлористый алюминий 0,02 — 0,5, Характеристика покрытия: прочность 98,2 — 99,8%, содержание в покоытии крупных пузырей

3000 — 5100 шт/м . 3 табл.

Глина

Окись хрома . Молибденовокислый алюминий 0,6 — 0,8

Кристаллическая бура 0,1 — 0,16

Вода 26 — 29

Свинцовый глет 0,01 — 0,06

Недостатком известного эмалевого шликера является низкая суспендирующая способность, которая снижает приставаемость шликера к поверхности изделия, в результате чего ухудшается качество готовых изделий (наблюдается наличие крупных пуз ы рей).

В качестве прототипа взят эмалевый шликер, содержащий фритту системы SiQz—

ВгОз — А!гОз — Ti02 — СаΠ— ВгО, буру, молибденовокислый аммоний, воду и огнеупорную смесь состава, мас, ч,; кварцевый песок

72, полевой шпат 13,5, хромомагнезит 4,5, 1763401

100 30

15 — 25

0,15 — 1,0

0,1 — 5,0 глина 9 и бура 1 при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Указанная фритта 100

Бура 0,1 — 0,5

Молибденовокислый 5 аммоний 0,05 — 0,15

Огнеупорная смесь 1 — 20

Вода 33 — 36

Глина 4 — 9

Недостатком данного шликера являет- 10 ся неоднородность структуры, приводящая к возникновению крупных газовых пузырей, а также недостаточно высокая прочность покрытия, обусловленная плохим сцеплением эмали с металлом, 15

Целью изобретения является повышение прочности и однородности покрытия.

Указанная цель достигается тем, что известный эмалевый шликер, содержащий фритту системы SiOz — В20з — А!гОз — Т!Ог — 20

СаΠ— РгО, буру, молибденовокислый аммоний, воду и огнеупорную смесь состава в мас. ч.: кварцевый песок 72, полевой шпат

13,5; хромомагнезит 4,5, глина 9 и бура 1, дополнительно содержит порошковую мик- 25 рокристаллическую целлюлозу, натрийкарбоксиметилцеллюлозу и хлористый алюминий при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Указанная фритта

Огнеупорная смесь

Бура

Молибденовокисл ый аммоний 0,05 — 0,15

Вода 35 — 50 35

Порошковая микрокристаллическая целлюлоза

Натрийкарбоксиметилцеллюлоза 0,1 — 4,0 . 40

Хлористый алюминий 0,02 — 0,5

Обычно однородность покрытия обеспечивается за счет введения в состав шликера глины, которая является природным материалом, не подвергающимся специаль- 45 ной промышленной обработке, свойства которого изменяются в широких пределах, По сравнению с глиной порошковая микрокристаллическая целлюлоза и натрийкарбоксиметилцеллюлоза (заменители гли- 50 ны) являются синтетическими продуктами с постоянным составом и свойствами, Кроме того, в процессе отжига порошковая микрокристаллическая целлюлоза и натрийкарбоксиметилцеллюлоза разлагаются, 55 образуя газы СО и СО, которые затем удаляются из покрытия. Таким образом, данные заменители глины, выполнив свою функцию суспендирующих добавок, выходят из состава эмалевого шликера в процессе, отжига, что повышает его прочность по сравнению с прототипом, Входящая в состав огнеупорной смеси глина существенного влияния на снижение прочности шликера не оказывает.

Хлористый алюминий применяется как катализатор при растворении порошковой микрокристаллической целлюлозы, Прочность достигается заменой глины другими компонентами (натрийкарбоксиметилцеллюлоза и микрокристаллическая порошковая целлюлоза) при определенном количественном соотношении.

Для обоснования заявленных количественных соотношений инградиентов вещества были проведены испытания заявленного состава шликера и известного, Достижение положительного эффекта наблюдалось при всех граничных и средних значениях. При этом доказывалось существенность признаков, т. е, недостижение положительного эффекта при выходе за граничное значение, хотя бы одного из ингредиентов шликера (см, табл. 1).

Для приготовления шликера используют материалы, выпускаемые по ГОСТам и

ТУ: фритта ГОСТ 24405-80 (состав фритты описан в технологической инструкции ТИ101ЯШ-188-86), бура (NazBz07 х 10Н20

ГОСТ 8429-77, молибденовокислый аммо. ний (МН4)2Мо04 ГОСТ 3765-53, порошковая микрокристаллическая целлюлоза ТУ 84

402-42-89, натрий ка рбоксиметилцелл юлоз«

ОСТ 605-38673, хлористый алюминий (А!С!з> х 6HzO) ГОСТ 3759-65 и огнеупорная смесь включающая кварцевый песок ГОСТ 7031.

75, полевой шпат ГОСТ 13451-77, хромомаг. незит ГОСТ 5381-72, глину MPT)

14-06-21-63, буру ГОСТ 8429-77.

В табл. 1 представлены несколько вари антов составов фритты.

В табл, 2 представлены составы шлике ров на 100 мас, ч. фритты. На основании 3 вариантов выбраны те, количественное со держание которых позволило получить наи больший положительный эффект п< сравнению с прототипом, а именно, мас. ч.

Бура 0,15 — 1,0

Молибденовокислый аммоний 0,05 — 0,15

Вода 35 — 50

Огнеупорная смесь 15 — 25

Порошковая микрокристаллическая целлюлоза 0,1 — 5,0

Натрийкарбоксиметилцеллюлоза 0,1 — 4,0

Хлористый алюминий 0,02 — 0,5

Один из положительных результатов который поставлен целью изобретения ол

1763401

30

55 нородность покрытия — оценивался по количеству Крупных газовых пузырей размером более 0,02 мм (шт/м ).

Прочность покрытия оценивалась с помощью прибора Новочеркасского политехнического института (процент оставшегося на поверхности покрытия при выдавливании лунки глубиной 6 мм), В опыте 1 (табл. 2) содержание компонентов эмалевого шликера находилось на уровнях средних значений. По сравнению с прототипом (опыт 34) получено увеличение прочности покрытия с 91,5 до 99,7%, Содер>кание газовых пузырей уменьшилось с

48000 до 3000 шт, В опытах 2 — 8 на нижних допустимых пределах находились соответственно содержания буры, молибденовокислого алюминия, воды, огнеупорной смеси, порошковой микрокристаллической целлюлозы, натрийкарбоксиметилцеллюлозы и хлористого алюминия, Положительный эффект достигался, Поддержание содержания данных компонентов на уровне верхних допустимых значений (опыты 9 — 15), также обеспечило существенное увеличение выхода готовых изделий.

Когда содержание буры ниже нижнего допустимого значения, снижается адгезия шликера к поверхности изделия, что приводит к снижению однородности и прочности покрытия (опыт 16).

При снижении содержания молибденовокислого аммония ниже нижнего предельного значения, снижается равномерность покрытия, что приводит к образованию дефекта "прогар". Выход несортной буры достигал 12,7% (опыт ¹ 17), Уменьшение ниже предельного значения содержания воды приводит к увеличению вязкости шликера и ухудшению качества покрытия (опыт 18), Когда содержание огнеупорной смеси ниже нижнего допустимого предела, сужается интервал обжига грунтовой эмали, что приводит к снижению выхода годного (опыт

19).

В опыте 20 ниже нижнего допустимого предела находилось содержание порошковой микрокристаллической целлюлозы, В результате снизилась седиментационная устойчивость эмалевого шликера, оказавшая отрицательное влияние на качество готового покрытия, Поддерживание содержания натрийкарбоксиметилцеллюлозы и хлористого алюминия на уровне нижних запредельных значений (соответственно опыты 21 и 22) также не обеспечило получения равномерного и прочного покрытия.

Запредельные верхние значения содержания буры и молибденовокислого аммония увеличили вязкость шликера (опыты 23 и 24).

Соответственно возросла неравномерность покрытия, которая привела к снижению его прочности. Однородность покрытия также ухудшилась. Положительный аффект не достигался, Увеличение содержания воды выше верхнего предельного значения (опыт

25) привело к снижению седиментационной устойчивости и вязкости шликера, и соответственно к ухудшению качества покрытия.

Увеличение содержания огнеупорной смеси выше верхнего предельного значения (опыт 26) привело к ухудшению сцепления покрытия с поверхностью и уменьшению его однородности, Повышенное содержание порошковой микрокристаллической целлюлозы, натрийкарбоксиметилцеллюлозы и хлористого алюминия (соответственно опыты 27, 28 и

29) приводит к загущению шликера и неравномерному нанесению покрытия, что также отрицательно отразилось на качестве покрытия.

Поддержание содержания всех компонентов на нижних или верхних пределах обеспечивает достижение положительного эффекта (опыты 30, 31). Когда содержание всех компонентов находится ниже или выше допустимого уровня, положительный эффект не достигается (опыты 32, 33).

Таким образом, в результате промышленных испытаний установлено, что при содержании компонентов в предлагаемом эмалевом шликере в заданных пределах обеспечивается повышение однородности и прочности покрытия по сравнению с прототипом.

Приготовление эмалевого шликера заявляемого состава осуществляют путем добавки к фритте остальных компонентов, в обычных условиях. При этом прежде всего получают простым перемешиванием фритту (либо по вариантам, представленным в табл.

1, либо имея три состава фритт ЭСГ-21, ЭСГ26 и Э СГ-31 в соотношениях соответственно (мас,%) 30: 40: 30 или 30; 30; 40, Порядок получения вещества следующий.

Порошковую микрокристаллическую целлюлозу (ПМЦ) смешивают с водой и натрий карбоксиметил целл юлозой (Na КМ Ц) в заданных соотношениях. Затем добавляют хлористый алюминий, перемешивают и выдерживают смесь в течение 1 — 2 сут.

Готовят огнеупорную смесь путем механического перемешивания и перемалывания кварцевого песка, полевого шпата, 1763401 хромомагнезита, глины и буры до размера частиц не более 60 мкм (нулевой помол).

Загружают в шаровую мельницу расчетные количества фритты, буры, молибденовокислого аммония, воды, огнеупорной смеси и смеси, приготовленной по и, 1. Производят помол и перемешивание смеси компонентов в течение 8 — 12 ч до размера частиц не более 100 мкм, выдерживают готовую суспензию в течение суток, Полученный шликер наносят на металлическое изделие в виде эмалевого покрытия,. которое затем обжига ют и ри температуре 780 — 900 С, Обожженное покрытие отличается высокой однородностью и повышенной точностью.

B табл, 3 приведены составы грунтовых эмалевых шликеров, используемых для производства эмалированной посуды.

В опыте 1 эмалевый шликер готовили следующим образом:

ПМЦ в количестве 15 кг смешивали с 50 л воды и 20 кг Na КМЦ, Затем добавляли 1,5 кг хлористого алюминия, перемешивали и выдерживали смесь в течение суток, Огнеупорную смесь готовили путем механического перемешивания и перемалывания в шаровой мельнице 151 кг кварцевого песка, 28,45 кг полевого шпата, 9,45 кг хро-. момагнезита, 19 кг глины и 2,1 кг буры (размер частиц — не более 60 мкм).

В шаровую мельницу загружали фритты

ЭСГ-21, ЭСГ-26 и ЭСГ-31 соответственно в количестве 300 кг, 300 кг и 400 кг, 2 кг буры;

2,2 кг молибденовокислого аммония и смесей, приготовленных по и, 1 и п, 2. Затем добавляли 400 л воды. В течение 10 ч производили помол и перемешивание смеси компонентов (размер частиц — не более 100 мкм). Выдерживали готовый шликер в течение суток, Наливали шликер в рабочую емкость, наносили на металлическое изделие ручным окунанием в виде эмалевого покрытия. Изделие обжигали при температуре 780 — 900 С. Прочность покрытия составила

99,7/, содержание газовых пузырей — 3000 шт/м . У прототипа эти показатели соответственно 91,5/ и 48000 шт/м, В опыте 30 эмалевый шликер готовили следующим образом, ПМЦ в количестве 1 кг смешивали с 5 л воды и 1 кг Na КМЦ. Затем добавляли 0,2 кг хлористого алюминия, перемешивали и выдерживали смесь в течение суток, Огнеупорную смесь готовили путем механического перемешивания и перемалывания в шаровой мельнице 108 кг кварцевого песка, 20,25 кг полевого шпата, 6,75 кг хро0,05 — 0,15;

35 — 50;

15 — 25;

0,1 — 4,0;

0,02 — 0,5 момагнезита, 13,5 кг глины и 1,5 кг буры (размер частиц не более 60 мкм). В шаровую мельницу загружали фритты ЭСГ-21, ЭСГ-26 и ЭСГ-31, Соответственно в количестве 300

5 кг, 300 кг и 400 кг, 10 кг буры, 1,5 кг молибденовокислого аммония и смесей, приготовленных по и. 1 и и. 2, Затем добавляли 350 л воды, В течение 9 ч производили помол и перемешивание смеси компонентов (раз10 мер частиц не более 100 мкм). Готовый шликер выдерживали в течение 30 ч.

Наливали шликер в рабочую емкость и наносили на изделия в виде эмалевого покрытия. Изделие обжигали при температуре

15 780 — 900 С. Прочность покрытия составила

99,1, а содержание газовых пузырей уменьшилось до 3900 шт/м, что говорит о г достижении положительного эффекта (у прототипа соответственно 91,5 и 48000 шт

20 на1м).

Сравнительный анализ заявляемого эмалевого шликера и шликера по прототипу показал преимущество первого, которое заключается в следующем: 1. шликер имеет

25 улучшенную однородность покрытия, 2. обладает повышенной прочностью и хорошим блеском, Применение эмалевого шликера нового состава в цехе эмалированной посуды товаров народного потребления Магни30 тогорского меткомбината позволит. уменьшить на 0,57 выход несортной продукции.

Формула изобретения

Эмалевый шликер, включающий фритту

35 системы Si0z — Вг02 — АЬОз — ПО2 — СаО—

R20, буру, молибденовокислый аммоний, воду и огнеупорную смесь состава,мас, ч.: кварцевый песок 72, полевой шпат 13,5, хромомагнезит 4,5, глина 9, бура 1, о т л и ч а ю40 шийся тем, что, с целью повышения прочности и однородности покрытия, он дополнительно содержит порошковую микрокристаллическую целлюлозу, натрийкарбоксиметилцеллюлозу и хлористый алюминий

45 при следующем соотношении компонентов, мас, ч,, указанная фритта 100, бура 0,15 — 1,0; молибденовокислый

50 аммоний вода огнеупорная смесь порошковая микрокристаллическая

55 целлюлоза 0,1 — 5,0; натрийкарбоксиметил целлюлоза хлористый алюминий

1763401

Таблица 1

Таблица 2

Ооставы эмалевых шликеров (на 1 качество покрытия) 00 мас.ч. фритты и

Огнеупорная смесь

Номер опыта

Бура

Молибденовокислый аммоний

Натрий карбоксиВода

Порошковал микрокристаллическая целлюлоза

Однородность (содержание в покрытии крупных пузырей, шт/мз

Хлористый алюминий

Прочность покрытия, Ф метилцеллюлоза

2

2,5

0,3

2 1

0,3

0,1

0,2

О, 18

0,18

0,2

0,16

0,25

4,0

1,7

0,16

0,19

О,S

0,4

0,17

0,096

0,3

0,28

0,29

0,4

0>5

4,04

0,7

0,1

4,0

О >096

4,03

2

4

6

8

11

12 !

14

16

17

18

19

21

22

23

24

26

27

28

29

31

32

33

0,2 0,12 ,0,15 0,12

0,2 0,05

0,19 0,13

0,2 0,12

0,15 0,11

0>2 0,11

0,4 0,1

1,0 ; 0,12

0>2 0,15

0,19 0,13

0,2 0,12

0,2 0,12

0>2 0,12

0,18 0,13

0,14 0,12

0,2 0,047

0,19 О ° 13

0,2 0,12

0,15 O,tl

0,2 0,11

0,4 0,1

1,04 0,12

0,2 0,152

0,19 0,13

0,2 0,12

0,7 0,12

0,2 0,12

0,18 О ° 13

0,15 0,05

1,0 0,15

0,14 0,047

1,04 0>152

Прототип

43

44

46

39

34

43

51

44

46

39

34

21

21

21

23

21

17

19

21

22

21

14,9

21

23

21

17

t9

25>6

21

22

14,9

25,6

1,5

1,5

1,4

1,4

1,5

0,1 l,4

2,1

1,5

1,5

1,9

1,6

5,0

4,1

1,9

1,5

1,4

1,4

0,9

0,094

1,4

2,1

1,5

1,5

1,9

1,6

5,07

4,1

1,9

0,1

5,0

0,094

5,06

0,15

0,15

0,13

0,14

0,13

0>15

0,2

0,02 .

0,15

0,2

0,13

О, 15

0,3

0,2

0,5

0,15

0,13

0,14

0,13

0,.1 5

0,2

О, 018

0,15

0,2

0,13

0,15

0,3

0,2

0,51

0,02

0,5

0,018

0,51

48000

99,7

99,6

99,8

98,4

98,9

98,7

99,1

98,2

99,4

99,7

99,8

98,9

98,4

99,1

98,7

85,1

87,3

90,3

91,2

90 ° 9

92 ° I

91,5

90,4

90,6

91,0

91,7

91,9

91,3

91,6

98,9

99,1

90 1

89,9

91,5

1763401

Таблица 3

Составы эмалевых шликеров

Составитель В.Пивоваров

Техред. M.Ìîðãåíòàë Корректор Т,Палий

Редактор А.Зробок

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3426 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5