Способ защиты углеграфитовых материалов от окисления

 

се -."

8Фатентн

4злбли с

ОПИСА ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (II) 3I0508

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 23.07.69 (21) 1350130, 23-26 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 25.01.75. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 02.03.75 (5i) М. Кл. С Olb 31 04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 6"!.666 2 (088.8) (72) Авторы изобретения В. В. Конокотин, Г. А, Кравецкий, В. С. Дергунова и Н. П. Гусев,. (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ УГЛЕГРАФИТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

ОТ ОКИСЛЕНИЯ

Углеграфитовые материалы находят все более широкое применение в химической промышленности (теплообменники, реакторные колонны), а также черной и цветной металлургии (электроды дуговых печей, катоды и аноды алюминиевых электролизеров, крпсталлизаторы) .

Одной из основных причин, препятствующи; широкому распространеншо углеграфитовых материалов, является их высокая окисляемость в воздушной атмосфере. Так потери от окисления электродов дуговых печей составляют до 50% расхода материала электрода.

При больших габаритах деталей наиболее технологичный способ защиты углеграфитовых деталей от окисления — нанесение поверхностных окисных пленок методом напыления.

Вследствие дешевизны и недефпцитности наиболее перспективно применение окиси ал|оминпя. Однако плазменнонапыленные покрытия из окиси алюминия отличаются высокой пористостью (10 — 15%), делающей покрытие газопропицаемым и плохо защищающим графит от окисления.

Известен способ получения жаростойкого самозалечивающего покрытия путем добавления к окислам алюминия, магния, циркония, добавок металлического кремния и последующего плазменного напыления приготовленной таким образом шихты. Кремний имеет сравнительно невысокую температуру плавления и, расплавляясь, заполняет поры и неплотности покрытия. В зависимости от условий работы покрытия к GêIIñëó добавляют от 25 до 50%

5 кремния. Однако получаемое покрытие недостаточно термостойко; прп любых режимах напыления расплавления кремния не наблюдается и покрытие остается газопроницаемым; в некоторых случаях, например прп защите от

10 окисления анодов алюминиемых электролизеров, недопустимо попадание кремния в жидкую ванну алюминия.

Предлагаемый способ отличается тем, что в состав шпхты вводят 10 — 15% порошка алю15 iiIIIHIIH. В процессе напыления и формирования покрытия добавки алюминия, окисляясь, закупорпва|от поры, способствуя образованшо закрытой порпстостп и повышению газоплотности и окислптельной стойкости углсграфито20 вых деталей с покрытпсм.

Пример 1. Графптовые образцы марки

ГЧЗ диаметром 20 мм и длиной 40 мм покрываются покрытием на основе окиси алюминия путем распыления порошка окиси алюминия с

25 добавками: 5, 10 и 30% алюминия; 10 и 30% кремния; без покрытия. Образцы помещают в муфельную печь, нагревают до 950 С и выдерживают IlpII этой температуре в течение

24 час. Затем по потере в весе определяю30 угар образцов. Е1аименьшее значение угара

310508

Пример 2. Образцы обожженного анода размером B 40+40 без покрытия и с покрытием с 10% А! в шихте испытываются на воздухе в течение 12 час при 900 С. 3а это время

5 угар образца без покрытия составляет 82 7, а с покрытием — всего лишь 0,86 /в, т. е. скорость окисления образца с покрытием в 100 раз ниже, чем у образца без покрытия. свидетельствует о наилучших защитных свойствах покрытия.

Результаты испытания приведены в таблице.

Как видно из таблицы, наилучшими защитными свойствами обладает покрытие с 10 /в алюминия в шихте. По сравнению с покрытием с добавками 10 и 30% кремния окислительная стойкость его выше соответственно в

4 и 4,5 раза.

Угар (г/смз) за время, час

Состав шихты для напыления

18

О, 264

0,030

0,01

0,015

0,028

0,020

0,029

О, 011

0,030

0,155

0,040

0,045 шийся тем, что, с целью повышения газоплотности и стойкости к окислению при высоких температурах, в состав шихты введено

10 — 15% порошка алюминия.

Предмет изобретения

Составитель Н. Семенова

Техред Т. Миронова

Корректор Е. Кашина

Редактор Н. Корченко

Заказ 444/2 Изд. № 318 Тираж 593 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр Сапунова, 2

Графит ГМЗ без покрытия

А!зОз+53, А1

А1зОз+ 30, о

А!аОз

А1.0з+10 < Я

А1зОз+30, Способ защиты углеграфитовых материалов от окисления путем плазменного напыления шихты на основе окиси алюминия, о т л и ч а ю0,445

0,035

0,01

0,017

0,025

0,030

0,036 разрузпается

0,13

0,012

0,020

0,096

0,035

0,040