Высокотемпературная вакуумная печь сопротивления

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при проведении процессов синтеза и спекания для получения тугоплавких материалов из группы нитридов. Высокотемпературная вакуумная печь сопротивления содержит расположенные внутри корпуса с герметизирующими крышками нагреватель с экранной теплоизоляцией, выполненные из углекомпозитного материала. В рабочей зоне печи размещен стол для изделий в виде засыпки или брикетов. Система вакуумной откачки полости печи включает заполненный маслом вакуумный насос и устройство для улавливания пыли, установленное между насосом и полостью печи. Устройство для улавливания пыли выполнено в виде обтекаемого корпуса с верхним и нижним патрубком, в полости которого с зазором к корпусу установлена на держателе емкость для силиконового масла, открытая часть которой направлена в сторону верхнего патрубка. Верхний патрубок соединен трубопроводом с полостью печи, а нижний патрубок соединен трубопроводом с вакуумным насосом. Изобретение позволяет предотвратить попадание пыли из полости печи в вакуумный насос и повысить надежность работы печи при синтезе абразивных исходных материалов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при проведении процессов синтеза и спекания для получения тугоплавких материалов из группы нитридов.

Известна вакуумная электропечь сопротивления, содержащая корпус с нагревателем, снабженным экранной теплоизоляцией, выполненной из пластин углерод-углеродных композиционных материалов, расположенные по торцам корпуса боковые герметизирующие крышки, установленную в рабочей зоне печи подставку для размещения изделий в виде засыпки или брикетов, систему вакуумирования, включающую вакуумный насос (RU 106342, публ. 10.07.2011 г.).

В известной печи пыль, образующаяся при высокотемпературном синтезе материалов шихты, и в значительном количестве пыль от углеродных экранов и мелкодисперсных частиц материала шихты, попадает в систему вакуумной откачки и выводит из строя вакуумный насос, что останавливает работу печи.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является вакуумная печь сопротивления для высокотемпературного синтеза и спекания изделий, спрессованных из порошков, преимущественно тугоплавких металлов и их соединений (RU 131140, публ. 10.08.2013 г.). Печь содержит корпус с вольфрамовым нагревателем, снабженным экранной теплоизоляцией, выполненной из фольги тугоплавких металлов, расположенные по торцам корпуса верхнюю и нижнюю герметизирующие крышки, установленную в рабочей зоне печи вольфрамовую решетку для размещения изделий в виде засыпки или брикетов, систему вакуумной откачки, включающую вакуумный насос.

Известной печи также присущ недостаток аналога, а именно попадание пыли, образующейся при высокотемпературном синтезе материалов шихты, в систему вакуумирования, выводящее из строя вакуумный насос и приводящее к остановке работы печи.

Кроме того, при синтезе тугоплавких металлов из группы нитридов реакция высокотемпературного синтеза происходит не только с исходными материалами шихты, а также с нагревателями из вольфрама, что выводит из строя нагреватели и останавливает работу печи.

Задача изобретения заключается в увеличении надежности работы высокотемпературной вакуумной печи сопротивления при проведении высокотемпературного синтеза тугоплавких металлов из группы нитридов.

Технический эффект состоит в предотвращении попадания в систему вакуумной откачки печи пыли, образующейся при высокотемпературном синтезе тугоплавких металлов, с целью увеличения времени работы печи без технического обслуживания вакуумного насоса.

Для достижения технического эффекта в высокотемпературной вакуумной печи сопротивления, содержащей корпус с нагревателем, снабженным экранной теплоизоляцией, расположенные по торцам корпуса верхнюю и нижнюю герметизирующие крышки, стол в рабочей зоне печи для размещения изделий в виде засыпки или брикетов, систему вакуумной откачки полости печи, включающую маслозаполненный вакуумный насос, система вакуумной откачки дополнительно содержит устройство для улавливания пыли, выполненное в виде обтекаемого корпуса с верхним и нижним патрубком, в полости которого с зазором к корпусу установлена на держателе емкость для силиконового масла, открытая часть которой направлена в сторону верхнего патрубка, при этом верхний патрубок соединен трубопроводом с полостью печи, а нижний патрубок соединен трубопроводом с вакуумным насосом.

Преимущественно, нагреватели и экранная теплоизоляция выполнены из углекомпозитного материала.

Изобретение поясняется чертежами.

На фигуре 1 представлена схема заявленной печи.

На фигуре 2 представлена схема устройства для улавливания пыли.

Высокотемпературная вакуумная печь сопротивления содержит корпус 1, стержневой нагреватель 2 из углерод-углеродного композита, экранную теплоизоляцию 3, выполненную из войлока углеродного «Карбопон В-22», расположенные по торцам корпуса верхнюю и нижнюю герметизирующие крышки 4, 5 (фиг. 1). В рабочей зоне печи размещен стол 6 для тигля с шихтой, содержащей в известных пропорциях готовый материал и начальное сырье. Система вакуумной откачки полости печи включает маслозаполненный вакуумный насос 7. В систему вакуумной откачки полости печи дополнительно введено устройство 8 для улавливания пыли, выполненное в виде обтекаемого корпуса 9 с верхним и нижним патрубками 10, 11, в полости которого с зазором к корпусу установлена на держателе (на чертеже не показано) емкость 12 для силиконового масла, открытая часть которой направлена в сторону верхнего патрубка 10, при этом верхний патрубок 10 соединен трубопроводом с полостью печи, а нижний патрубок 11 соединен трубопроводом с вакуумным насосом 7 (фиг. 2).

Работа печи осуществляется следующим образом.

С помощью лифта (на чертеже не показано) осуществляют нижнюю загрузку печи тиглями с шихтой из смешанного в определенных пропорциях готового материала и начального продукта, в частности нитрида алюминия и порошка алюминия, или нитрида циркония и порошка циркония. После чего с помощью подъемного механизма (на чертеже не показано) перемещают стол 6 с тиглями в полость печи. С помощью маслозаполненного вакуумного насоса 7 производят откачку полости печи. Затем включают нагревательный элемент 2, подключенный через понижающий трансформатор тока. В полости печи происходит процесс неорганического синтеза, при котором зашихтованный материал превращается в готовый продукт.

Использование нагревателей и экранов теплоизоляции, выполненных из углекомпозитного материала, обусловлено следующим. Применение вольфрамовых нагревателей при получении тугоплавких материалов из группы нитридов в условиях азотной газовой среды при температуре 1000-1700 градусов Цельсия приводит к реакции высокотемпературного синтеза не только с материалами шихты, но и с вольфрамовыми нагревателями. При этом образуются частицы вольфрам нитрида, что выводит нагреватели из строя. Углекомпозитные нагреватели надежны в работе, так как нейтральны в азотной газовой среде при высоких температурах. Недостатком углекомпозитных нагревателей является образование при высокотемпературном синтезе большого количества пылевидных частиц.

Материалы, используемые для получения шихты, а именно нитрид алюминия и порошок алюминия, или нитрид циркония и порошок циркония, являются абразивами. При их высокотемпературном синтезе образуются пылевидные абразивные частицы, которые вместе с пылевидными частицами от углекомпозитных нагревателей попадают в систему вакуумной откачки печи и оседают в масле вакуумного насоса, выводя его из строя.

Для предотвращения попадания пыли в вакуумный насос в систему вакуумной откачки полости печи введено устройство 8 для улавливания пыли. Откачиваемая из полости печи газовая среда вместе с пылью через входной верхний патрубок 10 поступает в полость устройства 8. Газовая среда обтекает емкость 12 с силиконовым маслом, и через выходной нижний патрубок 11 поступает в маслозаполненный вакуумный насос 7. Пылевидные частицы по инерции попадают в емкость с силиконовым маслом, обладающим высокой вязкостью.

В устройстве 8 оседает до 90% пыли, размерами до 0,1 мм. До установки в конструкцию печи устройства 8 для улавливания пыли масло в высоковакуумном насосе (АВЗ-20Д) заменяли через 2-4 цикла работы печи при проведении синтеза, в основном карбида вольфрама. Высокотемпературная вакуумная печь сопротивления, включающая устройство 8 для улавливания пыли, позволила увеличить интервал между заменами масла в насосе до 30 циклов работы печи.

Введение в конструкцию высокотемпературной вакуумной печи сопротивления, согласно изобретению, устройства для улавливания пыли незначительно усложнило конструкцию печи, повысив надежность ее работы при синтезе абразивных исходных материалов.

1. Высокотемпературная вакуумная печь сопротивления, содержащая корпус с нагревателем с экранной теплоизоляцией, расположенные по торцам корпуса верхнюю и нижнюю герметизирующие крышки, стол в рабочей зоне печи для размещения изделий в виде засыпки или брикетов, систему вакуумной откачки, включающую заполненный маслом вакуумный насос, отличающаяся тем, что система вакуумной откачки дополнительно снабжена устройством для улавливания пыли, выполненным в виде обтекаемого корпуса с верхним и нижним патрубком, в полости которого с зазором к корпусу на держателе установлена емкость с силиконовым маслом, открытая часть которой направлена в сторону верхнего патрубка, при этом верхний патрубок соединен трубопроводом с полостью печи, а нижний патрубок соединен трубопроводом с вакуумным насосом.

2. Высокотемпературная вакуумная печь сопротивления по п. 1, отличающаяся тем, что нагреватели и экранная теплоизоляция выполнены из углекомпозитного материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике. Технический результат – повышение точности измерения.

Изобретение относится к разгрузочным устройствам шахтных печей для обжига карбонатных материалов и может найти применение в металлургической, строительной, химической и других отраслях промышленности, где требуется получение гашеной извести.

Изобретение относится к способам обжига карбонатного сырья и устройствам для его осуществления и может быть использовано в металлургической и химической промышленности, в сахарной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройству для выгрузки керамических изделий из шахтной печи. Устройство содержит устройство фиксации садки, механизм вертикального перемещения устройства фиксации, механизм снижения садки и эвакуатор.

Изобретение относится к шахтным печам и может быть использовано в металлургии, химической, сахарной промышленности, промышленности строительных материалов. Шахтная печь для обжига кусковых материалов содержит металлический кожух, футерованную шахту с зонами подогрева, обжига и охлаждения, газораспределительный керамический керн, периферийные горелочные устройства, устройства загрузки и выгрузки.

Группа изобретений относится к способу обжига и охлаждения карбонатных горных пород в прямоточной регенеративной печи для обжига извести, оснащенной двумя шахтами, попеременно работающими как шахта для обжига и регенеративная шахта, а также к прямоточной регенеративной печи.

Изобретение относится к печам, предназначенным для получения неметаллических минеральных расплавов. Техническим результатом является повышение производительности печи.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в конструкции металлургической печи. Печь снабжена прикладывающим к внешнему кожуху печи усилие элементом, содержащим по меньшей мере два троса, расположенных с некоторым интервалом вдоль вертикальной высоты сегментированного внешнего кожуха, проходящих вокруг внешней поверхности сегментированного внешнего кожуха с обеспечением сжатия сегментированного внешнего кожуха печи по направлению к печному пространству, при сжатии футеровки во время охлаждения печного пространства.

Изобретение относится к установке для загрузки шихты в индукционную печь. Установка содержит загрузочный бункер, передвигаемую по рельсовому пути передвижную виброзагрузочную машину с устройством для загрузки шихты, загрузочным лотком, вибрационным механизмом, согласно изобретению она снабжена устройством для удаления загрязнений из шихты в процессе ее загрузки в печь, состоящим из решетки с отверстиями, накопительного бункера и короба с ручкой для удаления загрязнений, направляющих и двух фиксаторов, крепящих короб к направляющим, при этом на сварной раме передвижной виброзагрузочной машины закреплены опоры для крепления загрузочного лотка с расположенным над ним загрузочным бункером, причем загрузочный лоток имеет заднюю и две боковые стенки и сварен из листовой стали, вибрационный механизм машины состоит из четырех дебалансных центробежных вибраторов, которые закреплены на четырех пластинах-кронштейнах, приваренных к боковым стенкам загрузочного лотка, а в конце загрузочного лотка приварен склиз, в средней части рамы на приваренной к ней стальной плите размещен привод перемещения передвижной виброзагрузочной машины по рельсам вдоль ряда печей, при этом устройство для загрузки шихты в передвижную виброзагрузочную машину состоит из четырех бункеров, опирающихся на четыре опоры, при этом к двум опорам приварена обслуживающая площадка с лестницей, кроме того, бункеры оснащены пневмовибраторами и челюстными затворами с пневмоприводом, взвешивание шихты производится на электронных платформенных весах, подача шихты в бункеры со склада шихты осуществляется ленточными транспортерами желобчатой формы, а выгрузка в бункер передвижной виброзагрузочной машины производится по стальному склизу, расположенному под каждым бункером.

Изобретение относится к шахтным печам для обжига карбонатных пород. Шахтная печь содержит нижнюю шахту и входящую в ее полость с образованием газового канала верхнюю круглую шахту.

Изобретение относится к получению металлического изделия послойным лазерным синтезом из порошка. Способ включает послойную укладку порошка на предметном столе принтера и послойное проплавление порошка с обеспечением синтеза металломатричного композиционного материала под воздействием теплового источника по твердотельной модели изделия.
Изобретение относится к порошковым сплавам для изготовления объемных изделий селективным спеканием. Сплав содержит 0,4-0,6 мас.% углерода, 11,0-13,2 мас.% хрома; 0,1-0,4 мас.% кремния; 0,4-0,9 мас.% марганца, 0,08-0,12 мас.% алюминия, 0,4-0,8 мас.% азота; 0,03-0,1 мас.% молибдена и остальное железо.

Изобретение относится к послойному изготовлению деталей. Способ включает этапы: (а) обеспечение материала в виде порошка, (b) нагрев первого количества порошка до температуры, превышающей температуру плавления TF порошка, и формирование на поверхности основы первой ванны, содержащей расплавленный порошок и часть основы, (с) нагрев второго количества порошка и формирование на поверхности основы второй ванны на выходе первой ванны, (d) повторение этапа (с) до получения первого слоя детали на основе, (е) нагрев n-го количества порошка и формирование n-ой ванны над частью первого слоя, (f) нагрев [n+1]-го количества порошка до температуры, превышающей температуру плавления ТF порошка, и формирование [n+1]-ой ванны, частично содержащей расплавленный порошок, на выходе n-ой ванны, (g) повторение этапа (f) до получения второго слоя детали, (h) повторение этапов (е)-(g) до получения окончательной формы детали.

Изобретение относится истираемому покрытию для газотурбинного двигателя. Газотурбинный двигатель, имеющий истираемое покрытие на внутренней поверхности статора, содержит по меньшей мере одну деталь статора, внутри или напротив которой расположена деталь ротора, выполненная с возможностью вращения, причем указанное покрытие из истираемого материала образует элемент уплотняющего соединения между деталями статора и ротора.

Изобретение относится к аддитивному изготовлению детали. Предоставляют цифровую модель подлежащей изготовлению детали, ориентируют модель относительно направления построения, изменяют модель путем добавления расходуемой уравновешивающей части, выполненной с возможностью уравновешивания остаточных напряжений, которые появляются в детали во время ее изготовления, с получением измененной модели, изготавливают заготовку слой за слоем посредством технологии аддитивного производства с использованием модели, при этом укладывают слои в стопку в направлении построения, после чего удаляют расходуемую часть с заготовки, полученную из расходуемой уравновешивающей части модели, с получением подлежащей изготовлению детали.

Изобретение относится к аддитивному изготовлению детали. Предоставляют цифровую модель подлежащей изготовлению детали, ориентируют модель относительно направления построения, изменяют модель путем добавления расходуемой уравновешивающей части, выполненной с возможностью уравновешивания остаточных напряжений, которые появляются в детали во время ее изготовления, с получением измененной модели, изготавливают заготовку слой за слоем посредством технологии аддитивного производства с использованием модели, при этом укладывают слои в стопку в направлении построения, после чего удаляют расходуемую часть с заготовки, полученную из расходуемой уравновешивающей части модели, с получением подлежащей изготовлению детали.

Изобретение относится к нанесению антифрикционных покрытий из порошковых материалов посредством их лазерного спекания на металлической поверхности. Способ формирования антифрикционного покрытия на поверхности стального изделия включает нанесение слоя порошковой композиции на поверхность стального изделия, содержащей следующие компоненты, мас.

Изобретение относится к послойному получению объемного полиметаллического изделия с градиентом свойств из порошка. Устройство содержит рабочую камеру, лазер, оптически связанный с системой сканирования и фокусировки луча, область построения изделия с поршнем, выполненным с возможностью вертикального перемещения, емкости для подачи и для сбора порошка и устройство для очистки слоя незакрепленного порошка.

Изобретение относится к способу для послойного изготовления изделия. Способ осуществляется с помощью устройства, состоящего из кругового вращающегося контейнера, расположенного в нижней его части (B).

Изобретение относится к способу для послойного изготовления изделия. Способ осуществляется с помощью устройства, состоящего из кругового вращающегося контейнера, расположенного в нижней его части (B).

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при проведении процессов синтеза и спекания для получения тугоплавких материалов из группы нитридов. Высокотемпературная вакуумная печь сопротивления содержит расположенные внутри корпуса с герметизирующими крышками нагреватель с экранной теплоизоляцией, выполненные из углекомпозитного материала. В рабочей зоне печи размещен стол для изделий в виде засыпки или брикетов. Система вакуумной откачки полости печи включает заполненный маслом вакуумный насос и устройство для улавливания пыли, установленное между насосом и полостью печи. Устройство для улавливания пыли выполнено в виде обтекаемого корпуса с верхним и нижним патрубком, в полости которого с зазором к корпусу установлена на держателе емкость для силиконового масла, открытая часть которой направлена в сторону верхнего патрубка. Верхний патрубок соединен трубопроводом с полостью печи, а нижний патрубок соединен трубопроводом с вакуумным насосом. Изобретение позволяет предотвратить попадание пыли из полости печи в вакуумный насос и повысить надежность работы печи при синтезе абразивных исходных материалов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх