Всем известно, что высокотемпературная газовая коррозия и т.п., имеющие место при нагреве стальных заготовок в печи, перед горячей прокаткой ухудшают показатели качества дальнейшего передела и одновременно увеличивают потери металла.

Особенности, причины, классические способы борьбы и т.п. высокотемпературной газовой коррозии здесь рассматриваться не будут. Они довольно широко представлены в открытом доступе.

При этом разработка эффективных и недорогих способов снижения потерь металла является актуальной задачей.

       Предлагается состав защитного простого защитного покрытия стальной заготовки, состоящий из экзотермической СВС (Скоростной Высокотемпературный Синтез) смеси термитного типа. Такое покрытие при нагреве стальной заготовки в нагревательной печи выше 850 градусов воспламеняется в режиме теплового взрыва.  При более низких температурах горение экзотермической СВС смеси термитного типа не происходит.

В качестве защитного покрытия предлагается использовать масляную краску МА-15 “железный сурик” с добавкой алюминиевой пудры.

Согласно ГОСТ масляная краска МА-15 содержит 50-60 % железного сурика. Остальное — связующие и добавки.  В пересчёте на чистый оксид железа, содержание его в краске составляет 45-50 %.

Для протекания термитного горения, согласно температурному балансу достаточно в масляную краску добавить 20% алюминиевой пудры.

Проведённые ОКР по теме подтверждают такую возможность, см. рис. № 9.1.

На рис. № 9.1. видно, что на поверхности стального прутка с обмазкой по выше предлагаемому в пламени газовой горелки при цвете свечения, соответствующем 800-850 градусов начинает протекать СВС (скоростной высокотемпературный синтез) формирования защитного покрытия

Рис. № 9.1.  Самораспространяющийся высокотемпературный синтез  (СВС) защитного покрытия поверхности стальной заготовки от высокотемпературной газовой коррозии.

ВЫВОД:

Практические работы, проведённый по теме   подтверждают тот факт, что защитное покрытие на основе   масляной краски МА-15 “железный сурик” с добавкой 20 % алюминиевой пудры в качестве экзотермической СВС (скоростной высокотемпературный синтез) смеси термитного типа позволяет создать защитное покрытие из оксида алюминия. Защитное действие покрытия обусловливается образованием на поверхности заготовки плотной окисной пленки с хорошим сцеплением с поверхностью самой стальной заготовки.

ПО СУЩЕСТВУ ПРЕДЛАГАЕМОГО:

Перед нагревом в печи вся поверхность стальной заготовки должна быть покрыта тонким слоем толщиной не менее 1 мм и высушена.

В нагревательной печи на первом этапе нагрева заготовки с покрытием до 850 градусов происходит полное выгорание плёнкообразующих веществ и добавок. Остаётся спеченная термитная смесь, которая при нагреве сляба выше 850 градусов инициируется термитным горением.

При достижении такой температуры поверхности заготовки начинает происходить относительно низкотемпературное очаговое восстановления оксида алюминия и железа, при котором отсутствует процесс распространения горения в режиме волнового синтеза. На поверхности раскаленной экзотермической СВС смеси термитного типа начинают наблюдаться кратковременные локальные очаговые области горения, где интенсивность свечения значительно выше общего фона разогретой поверхности шихты. По мере прогрева стальной заготовки происходит преимущественное послойное распространение очагов термитного горения со скорость примерно 0,5 – 1 см/с.

После прохождения фронта термитного горения с температурой более 2000 градусов на поверхности металлической заготовки образуется защитное покрытие из оксида алюминия.

При дальнейшем нагреве и последующей выдержки заготовки в печи синтезированная таким способом защитное покрытие является буфером для защиты от окисления и обезуглероживания стальных заготовок при высокотемпературном нагреве.

ФИНАНСОВЫЕ ЗАТРАТЫ НА ОКР.

Ориентировочно можно оценить, что одной банки краски МА-15 стоимостью 150 руб. и 200 грамм алюминиевой пудры стоимостью 300 руб. достаточно для нанесения смеси толщиной 1 мм. на всю поверхности одного стального сляба размером 100х100х12000 мм.

Себестоимость такой смеси для синтеза огнестойкого защитного покрытия на всей поверхности одного сляба размером 100х100х12000 мм. составит 450 рублей.

К сожалению, провести эксперимент по качеству   полученного заявленным способом покрытия в условиях моей мастерской не возможно. При этом возможно нужно пересмотреть после дополнительных экспериментов толщину нанесения смеси для синтеза защитного покрытия.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ.

Для подтверждения заявляемого предлагается на действующем металлургическом производстве провести ОКР с финансовыми затратами уровня нескольких бутылок хорошего импортного пива…

и на месте оценить степень влияния высокотемпературной газовой коррозии на качество заготовки с защитным покрытием, сформированным таким образом.