Powłoki ograniczające utlenianie powierzchni wlewków stalowych w trakcie studzenia i nagrzewania

• Autorzy: Majchrowicz Izabela , Barański Józef , Witek Jerzy , Kania Harald

Warianty tytułu

EN

Coatings limiting the oxidation of the surface of steel ingots during cooling and heating

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad możliwością zmniejszenia ilości zgorzeliny powstającej na powierzchni wlewków ciągłych podczas dwóch cykli produkcyjnych stali, a mianowicie ciągłego odlewania i ogrzewania wsadu (wlewków COS) do procesu walcowania. Cel ten starano się osiągnąć poprzez zastosowanie powłoki ceramicznej. Cztery powłoki wykonane z dwóch zawiesin i dwóch zoli kwasu krzemowego nałożono na powierzchnię wlewka stalowego. Powłoki nakładano w temperaturze otoczenia lub na płytki ogrzane do 850°C, następnie powlekane płytki ogrzewano do 1250°C. Pierwsza metoda symulowała warunki procesu obróbki plastycznej, podczas gdy druga – warunki procesu ciągłego odlewania. Określono zwilżalność stali przez zawiesiny i zole kwasu krzemowego w temperaturze pokojowej oraz w 850 i 1250°C za pomocą mikroskopu wysokotemperaturowego. Badania wykazały, że najlepsze wyniki (najmniejszą grubość zgorzeliny) uzyskano w przypadku zastosowania zawiesiny otrzymanej na bazie sproszkowanego szkła kwarcowego oraz zoli kwasu krzemowego napylonych na zimny wlewek. W przypadku zawiesiny, napylenie jej w temperaturze pokojowej spowodowało, że była ona trwała i nie uległa odspojeniu, jak w przypadku zawiesiny napylonej w 850°C. Z kolei napylenie zoli na zimno, dało w wyniku zdecydowanie cieńszą warstwę zgorzeliny i powłoki.

EN

The paper presents results of investigations into the possibilities to reduce the amount of scale formed on the surface of continuous castings during two steel production cycles, namely continuous casting and heating of the batch (CC ingots) for the rolling process, using ceramic coatings. Four coatings made from two suspensions and two silicic acid sols were applied on the continuous castings surface. The coatings were applied onto the steel plates at ambient temperature, next the coated plates were heated to 1250°C or the coatings were applied onto the plates heated to 850°C. The first method simulated the conditions of the plastic processing process, while the second one – the conditions of the continuous casting process. The wettability of steel by precursors at room temperature as well as at 850°C and 1250°C was measured with a high-temperature microscope produced by Leitz. The investigations have shown that the best results are obtained for cold-spray coatings, in which case cold-spraying of sols resulted in a significantly thinner layer of scale and coating.

Słowa kluczowe

PL

wlewki stalowe; zgorzelina; metodyka badań; powłoka ochronna; powłoka ceramiczna; zwilżalność; zawiesina; kwas krzemowy

EN

steel ingot; mill scale; research methodology; protective coating; ceramic coating; wettability; suspension; silicic acid

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 11, nr 34
• Strony: 49--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Majchrowicz Izabela

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Materiałów Ogniotrwałych, Gliwice

autor

Barański Józef

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Materiałów Ogniotrwałych, Gliwice

autor

Witek Jerzy

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Materiałów Ogniotrwałych, Gliwice

autor

Kania Harald

• Instytut Metalurgii Żelaza, Gliwice

Bibliografia

• [1] Woźniak D., Kania H. i in., Badania nad powłokami ograniczającymi utlenianie wlewków stalowych w procesie ciągłego odlewania i przeróbki plastycznej, Sprawozdanie nr S0-0899 z 2015 r. (niepublikowane).
• [2] Majchrowicz I., Barański J., Badania nad opracowaniem powłok ograniczających utlenianie wlewków stalowych w trakcie obróbki cieplnej, Sprawozdanie nr 2N011S15/BS/2015 z 2015 r. (niepublikowane).
• [3] Adamczyk L., Pietrusiak A., Bala H., Protective properties of PEDOT//ABA coatings deposited from micellar solution on stainless steel, „Archives of Metallurgy and Materials” 2011, Vol. 56, s. 883–889.
• [4] Di Maggio R., Fedrizzi L., Rossi S., Scardi P., Dry and wet corrosion behaviour of AISI 304 stainless steel coated by sol-gel ZrO2-CeO2 films, „Thin Solid Films” 1996, Vol. 286, No. 1/2, s. 127–135.
• [5] Reddy I.N., Reddy V.R., Sridhara N., Rao V.S., Bhattacharya M., Bandyopadhyay P., Basavaraja S., Mukhopadhyay A.K., Sharma A.K., Dey A., Development of SiO2 based thin film on metal foils for space application, „Ceramics International” 2013, Vol. 39, s. 8493–8498.
• [6] Tomachuk C.R., Elsner C.I., Di Sarli A.R., Ferraz O.B., Anti-corrosion performance of Cr+6-free passivating layers applied on electrogalvanized, „Materials Chemistry and Physics” 2010, Vol. 119, s. 19–29.
• [7] Ćurković L., Otmačić Ćurković H., Salopek S., Majić Renjo M., Šegota S., Enhancement of corrosion protection of AISI 304 stainless steel by nanostructured sol–gel TiO2 films, „Corrosion Science” 2013, Vol. 77, s. 176–184.
• [8] Atik M., Aegerter M.A., Corrosion resistant sol gel ZrO2 coatings on stainless steel, „Journal of Non-Crystalline Solids” 1992, Vol. 147/148, s. 813–819.
• [9] Atik M., De Lima Neto P., Avaca L.A., Aegerter M.A., Zarzycki J., Protection of 316L stainless steel against corrosion by SiO2 coatings, „Journal of Materials Science Letters” 1994, Vol. 13, s. 1081–1085.
• [10] Chęcmanowski J.G., Głuszek J., Masalski J., Krysztafkiewicz A., Rola nanokrzemionki w preparatyce powłok SiO2 otrzymywanych metodą zol-żel, „Inżynieria Materiałowa” 2002, nr 5, s. 359–363.
• [11] Szalkowska E., Masalski J., Głuszek J., Electrochemical evaluation of protective properties of two-component SiO2-TiO2 coatings obtained by sol-gel method, „Inżynieria Materiałowa” 2002, Vol. 23, No. 5, s. 503–507.
• [12] Castro Y., Ferrari B., Moreno R., Duran A., Corrosion behaviour of silica hybrid coatings produced from basic catalysed particulate sols by dipping and EPD, „Surface and Coatings Technology” 2005, Vol. 19, s. 228–235.
• [13] Walczak M., Charakterystyka powłok ceramicznych SiO2 i SiO2-TiO2 otrzymywanych metodą zol-żel, „Postępy Nauki i Techniki” 2011, nr 9, s. 80–90.
• [14] Odashima H., Kitayama M., Maeda S., Characteristics of an Oxidation Inhibitor Composed of Refractory Powder-SiO2- Al-Synthetic Mica-Colloidal-Coking Bond, „ISIJ” 1984, Vol. 14, s. 1645–1651.
• [15] Odashima H., Kitayama M., Maeda S., Antioxidation Mechanism of an Oxidation Inhibitor Composed of Refractory Powder-SiO2- Al-Synthetic Mica-Colloidal-Coking Bond, „ISIJ” 1984, Vol. 7, s. 733–740.
• [16] Dobrzański L., Kształtowanie struktury i własności powierzchni materiałów inżynierskich i biomedycznych, FORSURF, Gliwice 2009.
• [17] http://www.ztch.umcs.lublin.pl/materialy/cwiczenie_9.pdf (10.09.2018).
• [18] Mrowec S., Werber T., Korozja gazowa metali, „Śląsk”, Katowice 1975.
• [19] http://home.agh.edu.pl/~xi/dokumenty/4.pdf (10.09.2018).
• [20] Halusiak B., Boryc J., Badania przyczepności zgorzeliny do podłoża stalowego dla różnych szybkości podgrzewania, „Postępy Nauki i Techniki” 2012, nr 15, s. 186–193.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).