Способ изготовления жароупорных изделий

 

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для изготовления жароупорных изделий различных конфигураций и размеров для технологических процессов термообработки материалов, например, в металлургической и стекольной отраслях промышленности. Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет изготовления фигурных изделий. Это достигается тем, что подачу твердого материала в зону расплавления ведут непрерывно, плавление материала ведут сфокусированным потоком солнечной радиации, а формирование изделий - послойной отливкой полученного расплава. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 04 В 35/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ри в@

РИ сйР i

Г /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4440970/33 (22) 23.03.88 (46) 07,08.91. Бюл. М 29 (71) Физико-технический институт им. С.В.Стародубцева (72) А.Г.Бугаков, Т.Т.Рискиев, Р,Ф.Руми и С.Х.Сулейманов (53) 666.638 (088.8) (56) Павлушкин Н.М. Химическая технология стекла и ситаллов. — М.: Стройиздат, 1983, с. 139, 141. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для изготовИзобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано для изготовления жароупорных фигурных изделий различных конфигураций и размеров для технологических процессов термообработки материалов, например, в металлургической и стекольной промышленностях, Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет изготовления фигурных изделий, На чертеже дана схема осуществления предлагаемого способа изготовления жароупорных фигурных иэделий.

Иэделия предлагаемым способом получают следующим образом.

Гелйостаты 1 направляют потоки солнечной радиации на параболоидный концентратор 2, который фокусирует их в плавильное устройство 3. Плавильное устройство 3 выполняют в виде водоох„„ЯЦ ÄÄ 1668340 A1 ления жароупорных иэделий различных конфигураций и размеров для технологических процессов термообработки материалов, например, в металлургической и стекольной отраслях промышленности.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет изготовления фигурных изделий. Это достигается тем, что подачу твердого материала в зону расплавления ведут непрерывно, плавление материала ведут сфокусированным потоком солнечной радиации, а формирование изделий — послойной отливкой полученного расплава. 1 ил. лаждаемой трубы с возможностью непрерывно-регулируемой подачи твердого материала 4 в зону расплавления.

Например, непосредственной засыпкой сверху или посредством поршневого механизма 5. В качестве твердого материала

4 используют порошок, а также технологически неликвидные продукты, такие как куски спеков и затвердевшего расплава, которые остаются от предыдущих технологических процессов.

В плавильном устройстве 3 концентрированным солнечным излучением наплавляют из материала 4 массу расплава.

Формируемая в плавильном устройстве 3 полость увеличивает коэффициент полезного использования концентрированной лучистой энергии гелиоустановки. Поступающий на поверхность расплава поток энергии от концентратора 2 осуществляет нагрев расплава, что способствует очистке от

1668340 исходных примесных включений. За счет непрерывных процессов подачи и оплавления материала 4 осуществляют постоянный приток расплава, Наплавляемую массу расплава из плавильного устройства 3 слива от на приемный поддон 6, изготовляемый, например, из металла с плоской передней поверхностью,, При необходимости на поверхность под, дона 6 устанавливают различные съемные вспомогательные приспособления, напри; мер, стояки, держатели, предохранительные прокладки. Приемный поддон 6 выполняют .с возможностью регулируемых вращатель. ного вокруг оси 7 и поступательных в направлениях 8-10 движений в пространстве посредством соответствующих приводов, Изделие 12 иэготавлива>ат на поддоне

6 последовательным наращиванием объема элементов изделия за.гвердевающими массами i2 сливаемого расплава 13.

Формируемую часть поверхности изделия

11 поддерживают на расстая ни и 5 -50 см ат сливного лотка плавильного устройства 3, Точное значение величины расстояния определяют исходя из теплофизических характеристик материала 4 и требований к конструкционным параметрам изделия 11, При соприкосновении массы 12 (струя, капли) сливаемога расплава с формируемой поверхностью изделия 11 наступает а-, вердевание массы 12 расплава с образованием твердой поверхностной оболочки. В момент соприкосновения происходит раздавливание, мягкое расплюгцивание тонкойл твердой обог очки и медленное растекание внутренней жидкой части, Быстрая скорость остывания (сатни град/с) г,;.ивадит к резкому возрастанию величин вязкссти и поверхностного натяжения, что, в свою очередь, препятствует растеканию расплава. При необходимости скорость остывания можно увеличить посредством г ринудительного охлаждения поддона 6 и изделия 11, например, путем обдува. В итоге происходит компактное наслоение затвердевающих масс

12 расплава с одновременным обеспечением их сцепляемости и соединения между собой беэ пустот и отверстий. Платность структуры объема элементов изделия, слааая чувствительность.к термическому удару также обуславливаются малым значением коэффициента теплового расширения используемых жараупорных материалов 4.

Требуемые конфигурации и размеры изготавливаемых изделий получают регулируя изменение параметров сливаемога расплава 13 — температуры, расхода и (или) параИспользование предлагаемого clloco ба позволяет изготовить жароупорные из40 делия практически любой конфигурации и размеров, потребных для производственных и технологических целей — тигли, ванны, трубы, стержни, плиты. Бальшемерные изделия изготавливают отдельными частями с

45 последующим скреплением этих частей. Изделия со сложной структурой, например с внутренними перегородками из другого материала, изготавливают путем соответствующего слива расплава в предварительно

50 изготовленное полое изделие. Легкая контралируемость и управляемость процессом изготовления изделия, некритичность способа к форме исходнага сырьевого материала 4 позволяют осуществить безотходный

55 те>аналогический процесс с одновременным точным обеспечением требуемых параметров изделий. При этом сохраняются все преимущества термообработки материала

4 ",анцентрированнь;м солнечным излучением — =;остижение высоких температур, не5

>5 метров движения приемного поддона 6— скоростей, направлений вращательного вокруг оси 7 и поступательных в направлениях 8-10 движений. Регулированием температуры и расхода обеспечивают оптимальный процесс наслоения поступающей массы i2 расплава на формируемый улстак изделия 11, Поддерживают значения температуры и расхода в таких пределах, чтобы к моменту соприкосновения расплава 13 с поверхностью изделия 11 не имелось как преждевременного затвердевания расплава, так и его избыточного перегрева, Регулированием скоростями и направлениями движений поддона 6 создают необходимые форму и размеры изделия

11. Например, при изготовлении трубы осуществляют одновременные вращения подцана 6 вокруг оси 7 и его опускание в направлении 10. Радиус трубы определяется величиной смещения оси 7 относительно

IIoToKG расплава 13. При изгаговлении тигля дополнительно асуществгяют движение поддона 6 в направлениях 8 и 9. Закон движения определяют в зависимости от требуемой формы и размеров тигля, Управление температурой и расходом расплава 13 осуществляют изменением углов слежения гелиастатов 1 за Солнцем и изменением величины подачи материала 4 в зону расплавления. При этом неточность управления параметрами сливаемого расплава легко и оперативно компенсируют управлением параметрами движения приемнога поддона.

1668340

Формула изобретения эагрязняемость, дополнительная очистка от исходных примесных включений, Непосредственный процесс формирования конструкции изделия 11 осуществляется вне плавильного устройства 3 с возможностью оперативной транспортировки изготовленных изделий. Этим обеспечивается использование гелиоустановки в течение всего солнечного дня, изготовление изделий разных типоразмеров за один цикл функционирования гелиоустановки.

На основе предлагаемого способа возможна организация конвейерного производства по изготовлению жароупорных фигурных изделий.

Составитель Л.Булгакова

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор И.Дербак

Заказ 2623 Тираж 433 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

l

1

Способ изготовления жароупорных изделий, включающий непрерывную подачу

5 твердого материала в зону расплавления, плавление его и формование изделия последовательным наращиванием объема на движущимся поддоне, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических

10 возможностей за счет изготовления фигурных иэделий, плавление материала ведут в плавильном устройстве сфокусированным потоком солнечной радиации, а формирование изделий — послойной отливкой пол;

15 ученного расплава. !