Способ изготовления огнеупорных изделий

 

Союз Советскик

Социалистических

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

O (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0301ÂÎ (21) 2863246/29-33 с присоединением заявки Мо— (23) Приоритет—

Опубликовано 30.1081. бюллетень ЙВ 40

Дата олубликования описания 3010.81 (5!)м. клз

С 04 В 35/00

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК666. 76 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.A Суворов, И.А. Туркин, A.Ä. Мфльников и-. С.Л. КорЬбкин

t !

Ленинградский ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени технолЬгический..:институт им,. Ленсовета =- ==-- — --- --.:..:.; (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

10!

Изобретение относится к получению огнеупорных изделий сложной формы, например сосудов с донными патрубками, фильер, труб с торцовыми стенками и др.

В настоящее время для изготовления изделий сложной формы в основном используют метод шликерного литья, заключающийся в заливке шликера в формы, сушке, удалении изделия из формы и обжига. Этим способом Можно получить тиглн, трубки и другие изделия с толщиной стенки до 2-5 мм, в зависимости от общих размеров изделий.

Недостатком этого способа является большая усадка при обжиге, что существенно ограничивает применение этого метода. 20

Известен способ изготовления огнеупорных изделий, включающий сборку иэделий из отдельных деталей путем их склеивания посредством керамических, органических или металлических 25 паст различного химического состава, например, путем нанесения на склеиваемые поверхности композиций на жидком стекле с последующей термообработкой (1). 30

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления изделий сложной формы путем формования эаготонок из предварительно смешанной шихты на основе таких оксидов, как

А вО, MgO, ЕгО, их спекания с споследующей сборкой узла иэ отдельных деталей, причем между соединяемыми керамическими деталями помещают либо фольгу (или порошки) металлических алюминия, титана, ванадия, либо их оксиды или гидраты. Собранный узел нагревают в окислительной или инертной атмосфере до температуры плавле-, ния металла и частичного растворения керамики (2).

Изделия сложной конфигурации, полученные описанным способом, обладают недостаточной механической прочностью, термостойкостью иэ-эа изменения химического состава в месте соединения металла и керамики, кроме того, материал в зоне контакта имеет более низкую температуру плавления, чем материал иэделия.

Цель изобретения — повышение механической прочности, термостойкости и получение равноплотного изделия постоянного химического состава.

876605

В процессе обжига изделий на 1-ой стадии происходит расплавление метал- 60 ла, введенного в состав шихты, с последующим его окислением, что способствует как свариванию деталей, так и спеканию всего изделия. На второй стадии происходит полное окисление ме- 65

Поставленная цель достигается за счет того, что в способе изготовле ния огнеупорных иэделий сложной конфигурации путем смешения компонентов, формования заготовок с последующим их обжигом, изделия формуют из шихты, содержащей металл и его окисел в соотношении 10:90-20:80, а обжиг проводят в две стадии: первая — в закрытых капселях при 1450-1750 С в тече- о ние 1-2 ч под пригрузом, составляющим 10-50% от величины удельной нагрузки, вызывающей начало размягчения материала вторая — в воздушной среде о при 1300-1500 С в течение 1 ч в воздушной среде без пригруза.

В качестве огнеупорного материала берут окислы хрома, олова, алюминия.

Порошок окисла металла и металл смешивают в шаровой мельнице в течение

10 ч, массу для прессования готовят добавлением 5Ъ-ного раствора поливинилового спирта в количестве 5-7оо.

Из полученной массы на гидравлическом прессе под давлением 700 кг/см прессуют кольца диаметром 25 мм с толщиной стенки 5 и 10 мм и высотой

20 мм и диски диаметром 25 мм и толщиной 5 мм.

Иэ отформованных деталей собирают изделия кольцо-диск, кольцо-два диска, кольцо-диск-кольцо. Контактные поверхности деталей пришлифовывают друг к другу без использования абразивных порошков.

Обжиг изделий осуществляют при

1450-1750 С в течение 1-2 ч при ограниченном доступе воздуха в закрытой корундовой капсуле, в керосиновом горне, причем с целью получения прочного сцепления деталей, изделия обжигают под пригрузом с величиной усилия 10-50% от величины удельной нагрузки (не превышающей 1,5-2 кг/см ), Я. вызывающей начало размягчения материала. Нагружающая сила направлена перпендикулярно контактной поверхности деталей по оси изделия. Для пригруза используют огнеупорные диски из материала, не взаимодействующего с материалом образцов.

Готовые изделия подвергают повторному обжигу при 1300-1500оС в течение 0,5-1,5 ч в воздушной среде без пригруза.

Получение обожженных изделий с равноплотной структурой обусловливает отсутствие локального разрушения огнеупорного изделия по местам сварки, что присуще таким изделиям при использовании для их сварки инородных материалов.!

О

50 талла и низших окислов, а также снятие остаточных напряжений в изделии.

Так как металл равномерно распределен по всему объему, усадка в процессе обжига одинакова по всему иэделию.

Обожженное изделие обладает равноплотной структурой и одинаковым химичес- ким составом, как отдельных деталей, так и мест их контакта.

Пример 1 ° Массу и изделия из окисла хрома и металлического хрома с размером зерен менее 60 мкм при соотношении Cr<03.Cr=80:20 готовят по приведенной выше технологии. Собранные изделия обжигают в две стадии: ь на 1-ой стадии под пригрузом

1,5 кг/см при 170(P С в течение 1 ч при ограниченном доступе воздуха, на.

2-ой стадии в воздушной среде без при- груза при 1500оС в течение 1 ч. Полученные изделия имеют предел прочности при сжатии 350 кг/см . После 15 теплосмен в режиме (1300 С воздух) изделия не растрескиваются в местах стыка деталей.

Пример 2. Массу изделия из двуокиси олова и металлического олова с зернами менее 60 мкм при соотношении SnO<.Sn=85:15 готовят по приведенной выше технологии. Собранные изделия обжигают в 2 стадии: на 1-ой

Я стадии под пригрузом 1 75 кг/см при

1450 С в течение 20 ч при ограничено ном доступе воздуха, на 2-ой стадии — в воздушной среде без пригруза при 1300 С в течение часа. Полученные о изделия имеют предел прочности при сжатии 275 кг/см После 14 теплосмен в режиме (1300ОС воздух) изделия не растрескиваются в местах стыка деталей

Пример 3. Массу и изделия из окиси алюминия и металлического алюминия с размером зерен менее 60 мкм при соотношении AEg03 .A(.=90:10 готовят по приведенной выше технологии.

Собранные изделия обжигают в две стадии: на 1-ой стадии под пригруэом

2 кг/см при 1600 С в течение 1 5 ч при ограниченном доступе воздуха, на 2-ой стадии — в воздушной среде беэ пригруза пои 1400 С в течение 1 ч.

Полученные иэделия имеют предел прочности при сжатии 600 кг/см . После 12 теплосмен. в режиме (1300 С возо дух) иэделия не растрескиваются в местах стыка деталей.

У всех полученных изделий была исследована структура контактных поверхностей и определена термостойкость.

При исследовании структуры не наблюдается отличие плотности зон контакта от тела деталей ° При испытаниях на термостойкость в режиме (1300 С воздух) не зафиксировано локализации трещин в местах сварки деталей, имеющих ту же температуру плавления, что и все изделие.

876605

Формула изобретения

Составитель Д. Иванов

Техред A.Áàáèíåö Корректор С. Щомак

Редактор М. Лысогорова

Заказ 9489/27 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент ° r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ изготовления огнеупорных изделий сложной конфигурации путем . смешения компонентов, формования заготовок с последующим их обжигом, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности, термостойкости и получения равноплотного иэделия постоянного химического состава, изделия формуют из шихты, содержащей металл и его окисел 10 в соотношении 10:90-20:80, а обжиг проводят в 2 стадии: первая — в эакрытых капселях при 1450-1750 С в течение 1-2 ч под пригруэом, составляющим 10-50% от величины удельной нагрузки, вызывающей начало размягчения материала вторая — воздушной

d среде при 1300-1500 С в течение 1 ч без пригруза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 527401, кл. С 04 В 35/04 1974.

2. Патент CIQA В 3517432, кл. 29-472.7, опублик. 1972.