ЗАЩИТНОЕ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ СТАЛИ
PROTECTIVE GLASSCERAMIC COATING FOR STEEL

Изобретение относится к составам защитных покрытий для сталей и может быть использовано в металлургической и нефтяной отраслях промышленности, где применяется трубопроводный транспорт, работающий в условиях активных сред, а также в системе водоснабжения.
2
4
2
3
2
3
2
2
2
2
3
2
2
Известна эмаль (патент РФ №2098368), содержащая, мас.%: оксид кремния 52-58 БФ SiO, силикат циркония 0,5-6 БФ ZrSiO, оксид бора 2-6 БФ ВО, оксид кобальта 0,2-0,7 БФ СоО, оксид кальция 1-6 БФ СаО, оксид марганца 1-2,5 БФ МnО, фторид кальция 5-8 БФ СаF, оксид титана 1-5 БФ ТiO, оксид алюминия 2-6 БФ АlО, оксид натрия NaO 12-18 и оксид калия KO 2-6. Недостатком данной эмали является его высокая ресурсоемкость.
2
2
3
2
3
2
2
3
2
2
2
3
2
3
2
3
Известно также стекло для остеклования стальных труб (заявка РФ №2003101027), содержащее SiO, АlО, MgO, ВО, NaO ZnO, FеО, СаО, СоО при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO - 45,0-49,0, NaO - 19,0-23,5, АlО - 1,5-4,5, СоО - 0,5-0,9, СаО - 6,0-9,5, ZnO - 2,0-4,0, MgO - 3,0-6,0, FеО - 0,1-0,9, ВО - 10,6-14,0.
Недостатком стекла для остеклования стальных труб является его высокая ресурсоемкость.
2
2
3
2
3
2
2
2
2
2
2
3
2
3
2
2
2
3
2
3
2
2
2
2
2
2
3
2
3
2
Наиболее близкой по составу является фритта, используемая при эмалировании труб (Технология эмали и защитных покрытий: Учеб. пособие / Под ред. Л.Л.Брагиной, А.П.Зубехина и др. - Харьков: НТУ «ХПИ»; Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2003. - 484 с.), содержащая мас.%: SiO; АlО; ВО; NaO; KO LiO; СаО; SrO; ТiO; ВаО; СаF; FеО; СоО; МnО при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO - 35,0-39,9; АlО - 0,8-1,3; ВО - 14,5-18,1; NaO - 14,8-18,1; KO - 0,6-0,8; LiO - 2,4; CaO - 1,8-4,9; SrO - 3-3,5; TiO - 1-2; BaO - 2,2-3; CaF - 2,7-3,4; FеО - 3,6-8,5; СоО - 1,1-1,5; МnО - 6,6-7,4.
Недостатком прототипа является его высокая ресурсоемкость.
Задача изобретения - удешевление состава и повышение качества защитного стеклокристаллического покрытия. Удешевление состава защитного стеклокристаллического покрытия происходит за счет снижения его ресурсоемкости, а улучшение качества защитного стеклокристаллического покрытия происходит за счет повышения его кислото- и щелочестойкости,
2
2
3
2
3
2
2
2
2
2
2
3
2
3
2
2
2
3
2
2
2
2
3
2
Достигается это тем, что защитное стеклокристаллическое покрытие для стали, включающее SiO; АlО; ВО; NaO; KO; LiO; CaO; SrO; TiO; BaO; CaF; FеО; СоО; МnО, дополнительно содержит сверхкислый шлак Новочеркасской ГРЭС Ростовской области следующего химического состава, мас.%: SiO - 53,00; АlО - 20,64; NaO - 1,00; KO - 3,70; CaO - 3,70; ТiO - 0,68; FeО - 14,20; SO - 1,45; MgO - 1,6 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2
SiO 30,26-33,82
2
3
AlО 1,02-1,14
2
3
ВО 13,17-14,73
2
NaO 13,26-14,82
2
KO 0,60-0,67
2
LiO 1,96-2,18
CaO 2,72-3,04
SrO 2,63-2,94
2
TiO 1,19-1,33
BaO 2,12-2,37
2
СаF 2,46-2,76
2
3
FеO 6,89-7,69
2
3
СоO 1,02-1,14
2
МnО 5,70-6,37
Шлак ГРЭС 5,00-15,00
Защитное стеклокристаллическое покрытие для стали получают следующим образом. Используют следующие сырьевые материалы: песок, полевой шпат, бура, селитра натриевая, оксид кобальта, флюорит, марганцевая руда, оксид титана, поташ, литий углекислый, барий углекислый, мел, оксид стронция, оксид железа, шлак ТЭС. Сырьевые материалы измельчают в шаровой мельнице сухого помола до размера частиц не более 2 мм. Все компоненты шихты защитного стеклокристаллического покрытия взвешивают, засыпают в смеситель, перемешивают и подают во вращающуюся печь периодического действия, где и происходит их сплавление при температуре 1300-1350°С в течение часа. Готовый расплав эмали гранулируют путем выливания в воду.
Пример 1.
Для испытания был взят состав грунтового покрытия с использованием шлака ГРЭС, мас.%:,
2
SiO 33,82
2
3
АlО 1,14
2
3
BO 14,73
2
NaO 14,82
2
KO 0,67
2
LiO 2,18
CaO 3,04
SrO 2,94
2
TiO 1,33
BaO 2,37
2
CaF 2,76
2
3
FеO 7,69
2
3
СоO 1,14
2
МnО 6,37
Шлак ГРЭС 5,00
Сумма: 100
2
2
3
2
2
2
2
3
3
Химический состав шлака ГРЭС мас.%: SiO - 53,00; АlО - 20,64; NaO - 1,00; KO - 3,70; CaO - 3,70; ТiO - 0,68; FeO - 14,20; SO - 1,45; MgO - 1,6
Отвешенные сырьевые материалы в соответствии с составом сплавляются при 1300-1350°С в течение часа. Обжиг защитного стеклокристаллического покрытия на стали осуществляется в электрической печи в диапазоне температур 750-950°С. Полученное защитное стеклокристаллическое покрытие для стали подвергается испытаниям по определению прочности сцепления покрытия со сталью, коррозионной стойкости согласно ГОСТ 24788-81, кислото- и щелочестойкости по ГОСТ 10134,2-82, ГОСТ 10134,3-82, соответственно. В результате испытаний индекс сцепления эмалевого покрытия с металлом Н=94%, кислотостойкость эмалевого покрытия составляет 80%, а щелочестойкость 78%.
Пример 2.
Для испытания был взят состав грунтового покрытия с использованием шлака ГРЭС, мас.%:
2
SiO 32,04
2
3
AlO 1,08
2
3
ВО 13,95
2
NaO 14,04
2
KO 0,63
2
LiO 2,07
CaO 2,88
SrO 2,79
2
TiO 1,26
BaO 2,25
2
CaF 2,61
2
3
FеО 7,29
2
3
СоО 1,08
2
MnO 6,03
Шлак ГРЭС 10,00
Сумма: 100
2
2
3
2
2
2
2
3
3
Химический состав шлака ГРЭС, мас.%: SiO - 53,00; АlО - 20,64; NaO - 1,00; KO - 3,70; CaO - 3,70; ТiO - 0,68; FеО - 14,20; SO - 1,45; MgO - 1,6
Отвешенные сырьевые материалы в соответствии с составом сплавляются при 1300-1350°С в течение часа. Обжиг защитного стеклокристаллического покрытия на стали осуществляется в электрической печи в диапазоне температур 750-950°С. Полученное защитное стеклокристаллическое покрытие для стали подвергается испытаниям по определению прочности сцепления покрытия со сталью, коррозионной стойкости согласно ГОСТ 24788-81, кислото- и щелочестойкости по ГОСТ 10134,2-82, ГОСТ 10134,3-82, соответственно. В результате испытаний индекс сцепления покрытия с металлом H=88%, кислотостойкость эмалевого покрытия составляет 89%, а щелочестойкость 87%.
Пример 3.
Для испытания был взят состав грунтового покрытия с использованием шлака ГРЭС, мас.%:
2
SiO 30,26
2
3
AlO 1,02
2
3
ВO 13,17
2
NaO 13,26
2
КО 0,60
2
LiO 1,96
CaO 2,72
SrO 2,63
2
ТiO 1,19
ВаO 2,12
2
CaF 2,46
2
3
FеО 6,89
2
3
СоO 1,02
2
МnО 5,70
Шлак ГРЭС 15,00
Сумма: 100
2
2
3
2
2
2
2
3
3
Химический состав ГРЭС, мас.%: SiO - 53,00; АlО - 20,64; NaO - 1,00; КО - 3,70; CaO - 3,70; ТiO - 0,68; FеО - 14,20; SO - 1,45; MgO - 1,6
Отвешенные сырьевые материалы в соответствии с составом сплавляются при 1300-1350°С в течение часа. Обжиг защитного стеклокристаллического покрытия на стали осуществляется в электрической печи в диапазоне температур 750-950°С. Полученное защитное стеклокристаллическое покрытие для стали подвергается испытаниям по определению прочности сцепления покрытия со сталью, коррозионной стойкости согласно ГОСТ 24788-81, кислото- и щелочестойкости по ГОСТ 10134,2-82, ГОСТ 10134,3-82, соответственно. В результате испытаний индекс сцепления эмалевого покрытия с металлом Н=86%, кислотостойкость эмалевого покрытия составляет 93%, а щелочестойкость 90%.