Способ термообработки порошковых керамических материалов
СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ПОРОШКОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, преимущественно периклаза, путем загрузки его в шахту печи, нагрева и охлаждения , отличающийся тем, что, с целью сокращений простоев печи и повышения электросопротивления, материал перед подачей в шахту нагревакуг до его характеристической температуры Дебая.в условиях свободного расширения. (Л с
Q0e3 ССВЕТСНИХ
Я.СПУВЛИН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
") <.2 Б Р
r-$
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ
ПРИ MHT СССР
1 (21) 3534579/33
: (22) 06.01.83, (46) 23,08.9f. Srarx. В 31 (71) Восточный научно-исследовательс-. кий и проектный институт огнеупорной промышленности (72) Д.С .Рутман, В..С.Турчанинов, В.Г.Сиваш, А.Ф.Маурин, Г.А.Таксис, . В.В.Стрекотин, Н.А.Тютин, Т;В.Чусовитина, В.А.Перепелицын, Е.А.Егоров, А.Д.Хомутинина и С,Г.Беспамятйых .(53) 666.3.022,9 (088,8)
: (56) Регламент технологического про-цесса термообработки электротехнического периклаза, Богдановичский. огнеупорный завод, 1978. .Авторское свидетельство СССР:
9 1042310, кл. С 04 В 35/04, 1982.
Изобретение относится к огнеупор. ной промышленности, а именно к термообработке порошковых керамических . материалов, например периклаза и мо-. жет быть. использовано в электротехнической, огнеупорной и керамической промышленности, Известен способ термообработки порошков электротехнического периклаза по капсельной технологии в туннельных обжиговых печах.
Способ предусматривает термообработку.периклаза в туннельных печах в капсельных емкостях, Недостатком способа является малая производительность из-за большнХ затрат времени (36-40 ч). Кроме того, дополнительное измельчение образовавшегося после термообработки коржа
„„SU„„-1110105 А 1 (д)у С 01 F 5/02, Р 27 В 1/00
2 (54)(57) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ПОРОШКОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, пре-. имущественно пвриклаза, путем загруз- . ки его в шахту печи, нагрева и охлаждения, отличающийся тем, что, с целью сокращения простоев печи и повышения электросопротивле ния, материал перед подачей в шахту нагревают до его характеристической температуры Дебая.в условиях свобод/ ного расширения. периклаза вызывает повышение дефектности кристаллов термообработанного периклаза и снижение его качества.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому изобретению является способ термообработки порошка электротехнического периклаза в шахтной печи, включающий нагрев, выдержку при максимальной температуре и охлаждение материала в шахте печи;
Указанный способ термообработки периклаза. позволяет сократить время общей термообработки, при этом время выдержки при максимальной температуре достигает 30-40 мин, Однако при реализации данного способа термообработки периклаза в
1110105 шахтной печи при длительной ее эксплуатации в промышленных условиях происходит зарастание рабочего канала печи и образование "пробок", которые затрудняют движение материала и приводят к простоям, печи. Явление образования "пробок" обусловлено высоким коэффициентом термического расширения периклаза до 600 С. Коэф- 10, фициент термического расширения пе0 риклаза при нагревании от 50 до 600 С изменяется от 6,7 10 до 13,0 .10 6 К, При достижении 600 С, являющейся характеристической температурой Дебая 15 для периклаза, теплоемкость материала становится постоянной или слабо зависит от температуры, и рост коэффициента термического расширения замедляется. Так, например, при нагре- .20 вании от 600 до 1000 С коэффициент термического расширения изменяется от 13, 0 10" до 13,8 10 б К и при дальнейшем увеличении температуры практически не изменяется. 25
Подобную зависимость коэффициента термического расширения от температуры имеют глинозем {А1 0 g) карбид кремния (SiC) и другие керамические материалы. 30 . Такие материалы, попадая из расходного бункера в рабочий канал печи, подвергаются резкому нагреву„Высокий коэффициент термического расширения приводит к росту объема материала, его уплотнению и образованию
"пробок", Кроме того, ввод материала непосредственно в высокотемпературную зону приводит к изменению зернового состава периклаза, который 40 должен соответствовать ГОСТ 13236-73, что снижает его качество.
Изменейие зернового состава обусловлено высоким коэффициентом термического расширения, с одной стороны 45 и резко снижающейся его теплопроводностью при увеличении температуры до 600 С с другой. В результате взаимно обратной зависимости между этими показателями возникающие при нагреве термические напряжения в зернах превышают допустимые, и происходит их разрушение.
Цель изобретения — сокращение простоев шахтной печи и повышение электросопротивления материала.
Цель достигается тем„ что в способе термообработки порошковых керамических материалов, преимущественно периклаза путем загрузки его в шахту печи, нагрева и охлаждения, материал перед подачей в шахту нагревают до его характеристической температуры Дебая в условиях свободного расширения материала.
Пример. Периклаз, выплавленный в электродуговой руднотермической печи, после разделки .блока и сортировки измельчали до величины зерен менее .0,5 мм с составом фракций,соответствующих ГОСТ 13236-73, Измельченный порошок периклаза термообрабатывали в шахтной муфельной печи без предварительного подогрева и с предварительным подогревом в камере, представляющей собой емкость, снабженную силитовыми нагревателями, В опытах с предварительным подогревом порошок перед загрузкой в шахту подавали в обогреваемую камеру, расположенную над рабочим пространством печи таким образом, что выходное отверстие ее совпадало с входным отверстием печи, Подогретый порошок непрерывно поступал в рабочее про- странство печи для дальнейшей термообработки, Результаты термообработки периклаза без предварительного подогрева и с подогревом до различных температур. показывают, что лучшие результаты достигаются при температуре предварительного подбгрева 600 С, что соото ветствует характеристической температуре Дебая для периклаза. о
Нагрев до температуры ниже 600 С приводит к тому,, что материал, поступив в рабочий канал печи, еще продолжает увеличиваться в объеме, и происходит незначительное зарастание канала печи, Кроме того, происходит изменение зернового состава, что не обеспечивает желаемого эффекта в повышении качества материала, например электросопротивления.
Увеличение температуры предварительного подогрева до 600 С позволяо ет полностью исключить зарастание канала печи и образование "пробок".При этом зерновой состав периклаза соответствует исходному, а электросопротивление возрастает по. сравнению о с прототипом при 800 С в 1„5 раза, при 1000 С в 2 -раза, В таблице приведены результаты термообработки периклаза в шахтной печи.
110105 зерновой состав, Х остаток на сите, Периклаэ
Электросопротивпение,. Ом с при температуре, С о
О, 63 0,04 <0 04
1ООО
З,О.1О
5,2 10
Нетермообработанный 15,2 29,5
23,6 .24,5
З,4..3,8
Термооб раб отанный: бее подогрева в бункере
2,0 10,5 14,4 45,6 15,0 . 12,5
З,Z 1О
6,0 10 с подогревом при, С
400
7,2-10
1,1.107
1 2.1О
5,0 14,5 19,7 .
7,8 20,0 28,0
14 ° 3 28 ° О 24э9. з,7 108
4,2 10
4,8.10
12,0
6,5
3 ° 4
37i8
1.1,0.
33,7
25,5
4,0
3,9
550
600
Редактор М.Ленина, Техред Л.Сердюкова Корректор И Эрдейи
Заказ 3441 Тираж 293 Подписное .
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. ° д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ó1Kãîðîä, ул. Гагарина,101
5 1
Предлагаемый способ термообработки керамических порошковых материалов в шахтной печи позволяет сократить простои печи, повысить коэффициент ее использования в 3-4 раза и повысить качество термообработанного материала, l
Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения образуется за счет сокращения времени термооб5 работки в 30-40 раз и повышения про изводительности процесса..
