CS257550B1 - Graphite nozzle with lining and method of its production - Google Patents
Graphite nozzle with lining and method of its production Download PDFInfo
- Publication number
- CS257550B1 CS257550B1 CS871229A CS122987A CS257550B1 CS 257550 B1 CS257550 B1 CS 257550B1 CS 871229 A CS871229 A CS 871229A CS 122987 A CS122987 A CS 122987A CS 257550 B1 CS257550 B1 CS 257550B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- nozzle
- graphite
- boron nitride
- lining
- liner
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 23
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 7
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical group N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 abstract 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 208000018672 Dilatation Diseases 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000007891 compressed tablet Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Grafitová tryska s výstelkou je jednolitá a výstelka je tvořena nitridem boritým. Způsob její výroby spočívá v tom, že se žárově lisuje turbostratický nitrid boritý, charakterizovaný indexem hexagonality Ijj > 30, v grafitovém lisovacím nástroji, který se zároveň stává součásti těla trysky, při teplotě 1 800 až 1 900 °C a tlaku 20 až 400 MPa a po vychlazení se mechanickým opracováním vytvoří otvor trysky. Tryska je použitelná pro výrobu kokil pro plynulé odlévání kovů s vysokým obsahem prvků Fe, Co, Ni a je vysoce odolná vůči erozi rozžhavenými plyny.The graphite nozzle with liner is uniform and the liner is boron nitride. Way its production lies in the fact that it is hot compresses turbostratic boron nitride, characterized hexagonality index Ijj> 30, in a graphite molding tool at the same time becoming part of the body of the nozzle, at temperature 1800 to 1900 ° C and a pressure of 20 to 400 MPa and after cooling with mechanical treatment creates a nozzle opening. The nozzle is usable for mold making for continuous metal casting high in Fe, Co, Ni and high resistant to erosion by hot gases.
Description
Vynález se týká grafitových trysek s výstelkou, vhodných pro výrobu kokil pro plynulé a/nebo poloplynulé odlévání kovů s vysokým obsahem prvků kobaltu, niklu a železa.The invention relates to graphite nozzles with lining suitable for the manufacture of ingot molds for the continuous and / or semi-continuous casting of metals with a high content of cobalt, nickel and iron elements.
V náročných pracovních podmínkách jsou používány trysky z grafitu, který má řadu výhodných vlastností, jako například schopnost odolávat vysokým teplotám a teplotním šokům, vysokou teplotní vodivost, dobrou obrobitelnost, odolnost proti otěru a erozi, stálost rozměrů i za vysokých teplot, nízký koeficient délkové roztažností a nesmáčivosti kapalnými kovy atd. Nevýhodou však je, že při teplotách nad 1 300 °C grafit rychle oxiduje a rovněž reaguje s karbidotvornými prvky, jako např. s Ni, Ti, Fe, Co atd.In demanding working conditions, graphite nozzles are used which have a number of advantageous properties, such as the ability to withstand high temperatures and temperature shocks, high thermal conductivity, good machinability, abrasion and erosion resistance, dimensional stability even at high temperatures, low coefficient of linear expansion However, the disadvantage is that at temperatures above 1,300 ° C, graphite oxidizes rapidly and also reacts with carbide-forming elements such as Ni, Ti, Fe, Co, etc.
Příkladem mezních podmínek je použití grafitových kokil pro plynulé lití slitin obsahujících výše uvedené prvky ve vyšší koncentraci. V poslední době jsou ve světě uváděna do provozu zařízení pro odlévání legovaných oceli, niklu, kobaltu a jejich slitin. Tato zařízení mají trysky krystalizátorů složené z několika částí z rozdílných materiálů, nejčastěji z oxidu zirkoničitého, hexagonálního nitridu boritého, beryliové bronzi a grafitu. Všechny tyto části jsou různými způsoby mechanicky pospojovány, např. sroubením, klíny, lepením apod. a ochlazovány vodou.An example of limiting conditions is the use of graphite ingot molds for the continuous casting of alloys containing the above elements in a higher concentration. Recently, devices for casting alloyed steel, nickel, cobalt and their alloys have been put into operation in the world. These devices have crystallizer nozzles composed of several parts of different materials, most often zirconia, hexagonal boron nitride, beryllium bronze and graphite. All these parts are mechanically interconnected in various ways, eg by screwing, wedges, gluing, etc. and cooled by water.
Nevýhodou takové konstrukce jsou vysoké nároky na přesnost a souosost sestavy, snadná zranitelnost, obtížné spojování materiálů se značně rozdílnou dilatací, vysoká cena a nízká účinnost odvodu tepla z odlévaného kovu do ochlazujícího média, což je způsobeno hlavně vzduchovými mezerami mezi jednotlivými díly trysky - krystalizátorů. Rovněž je nebezpečí natavení nebo dokonce protavení bronzové části trysky a tím havárie celého zařízení. Nejobtížnějí vyrobitelný díl, tj. výstelku, je nutno vyrobit s rozměrovým přebytkem, čímž vzniká nebezpečí nehomogenity, trhlin a vzrůstá cena zařízení.The disadvantages of such a construction are high demands on the accuracy and alignment of the assembly, easy vulnerability, difficult joining of materials with considerably different dilatations, high cost and low efficiency of heat transfer from the cast metal to the cooling medium, There is also a danger of melting or even melting the bronze part of the nozzle, and thus of the entire device. The most difficult part to manufacture, ie the lining, has to be produced with a dimensional excess, which creates a risk of inhomogeneity, cracks and increases the cost of the equipment.
Výše uvedené nedostatky odstraňuje grafitová tryska s výstelkou podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je jednolitá a výstelka je tvořena nitridem boritým. Způsob výroby této grafitové trysky podle vynálezu spočívá v tom, že se turbostratický nitrid boritý, charakterizovaný indexem hexagonality I > 30, šířkou vibračního pásu v IČ oblasti 1 375 cmThe above-mentioned drawbacks are overcome by the graphite nozzle with the lining according to the invention, which is characterized in that it is monolithic and the lining is formed by boron nitride. The process for the production of this graphite nozzle according to the invention is characterized in that turbostratic boron nitride, characterized by a hexagonal index of I > 30, of a vibration band width in the IR range of 1 375 cm
-1 H a antipásu mezi 810 az 830 cm , žárově zalisuje v grafitovém lisovacím nástroji, který se zároveň stává součástí těla trysky, při teplotě 1 800 až 1 900 °C a tlaku 20 až 400 MPa po vychlazení se mechanickým opracováním vytvoří otvor trysky.-1 H and an antipase between 810 and 830 cm, hot-pressed in a graphite die, which also becomes part of the nozzle body, at a temperature of 1,800 to 1,900 ° C and a pressure of 20 to 400 MPa upon cooling, a nozzle hole is formed by mechanical machining.
Mechanické vlastnosti nitridu boritého, tj. tvrdost, schopnost odolávat teplotním šokům, dilatace, umožňují snadné mechanické opracování společně s grafitovou částí. Žárovým zalisováním turbostratického nitridu boritého do grafitové trubice vznikl polotovar, jehož mechanickým opracováním jsou vyrobeny kompaktní, nerozebíratelně grafitové trysky s homogenní výstelkou z dokonale hexagonálního nitridu boritého.The mechanical properties of boron nitride, ie hardness, ability to withstand thermal shocks, dilatations, allow easy mechanical working together with the graphite part. By hot pressing of turbostratic boron nitride into a graphite tube, a semi-finished product was produced, which by mechanical processing produces compact, non-detachable graphite nozzles with a homogeneous lining of perfectly hexagonal boron nitride.
Od těsného spojení výstelky z nitridu boritého s vlastní grafitovou tryskou je totiž odvislá schopnost trysky odvádět teplo z vnitřního prostoru trysky na její ochlazovaný povrch, čímž je určen i stupeň použitelnosti trysky.Indeed, from the close connection of the boron nitride liner to the graphite nozzle itself, the nozzle's ability to dissipate heat from the interior of the nozzle to its cooled surface is dependent on the nozzle to determine its usability.
Postup výroby je jednoduchý, levný a vyrobené trysky odolávají vyšším pracovním teplotám, schopnost odvodu tepla není snižována vzduchovými mezerami. Výstelka z nitridu boritého není zbytečně rozměrná, s grafitem je velmi pevně spojena (je možný i difúzní spoj s mezivrstvou karbidu bóru) a kombinovanou trysku lze vyrobit s ideální souososti. Tryska je vysoce odolná proti rozpouštění v karbidotvorném prostředí. Je použitelná například pro výrobu trysek kokil pro plynulé odlévání kovů s vysokým obsahem prvků Fe, Co, Ni a jako tryska je vysoce odolná vůči erozi rozžhavenými plyny.The manufacturing process is simple, inexpensive and the nozzles are resistant to higher working temperatures, the heat dissipation ability is not reduced by air gaps. The boron nitride lining is not unnecessarily large, it is very tightly bonded to the graphite (a diffusion joint with a boron carbide interlayer is also possible) and the combined nozzle can be produced with ideal alignment. The nozzle is highly resistant to dissolution in the carbide forming environment. It is applicable, for example, to the manufacture of nozzles for the continuous casting of metals with a high content of Fe, Co, Ni and as a nozzle it is highly resistant to erosion by glowing gases.
Příkladné provedení grafitové trysky je na obr. 1 a obr. 2 výkresu.An exemplary embodiment of a graphite nozzle is shown in Figures 1 and 2 of the drawing.
PříkladExample
Do grafitového lisovacího nástroje 2' podle obr. 1, s vyvrtaným otvorem 2_, zhotoveného z grafitu, byly vloženy za studená předlisované tablety z turbostratického nitridu .boritého. Vlastní žárové lisování proběhlo při teplotě 1 900 °C a tlaku na píst 40 MPa po dobu 120 minut, přičemž grafitový lisovací nástroj 2 byl elektricky odporově vyhříván průchodem proudu a tlak na píst působil po celou dobu ohřevu. Z takto vzniklého polotovaru byla vyrobena mechanickým opracováním tryska - kokila pro plynulé lití kovů směrem vzhůru tvarů podle obr. 2. Kokila se závitem 2 sestává z grafitového těla a výstelky z nitridu boritého v otvoru 2. Tato kokila byla použita pro plynulé odlévání slitiny Cu70Ni30; životnost této kokily byla 15 h provozu.In the graphite die 2 ' of FIG. 1, with a bore 2 made of graphite, cold pre-compressed tablets of turbostratic boron nitride were inserted. The actual hot pressing was carried out at a temperature of 1,900 ° C and a pressure on the piston of 40 MPa for 120 minutes, while the graphite pressing tool 2 was electrically resistively heated by passing the current and the pressure on the piston was applied throughout the heating. The die formed from this result was made by mechanical machining of the die - die for continuous casting of metals upwards of shapes according to Fig. 2. The die 2 consists of a graphite body and a boron nitride lining in hole 2. This die was used for continuous casting of Cu70Ni30 alloy; the service life of this ingot mold was 15 hours of operation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS871229A CS257550B1 (en) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Graphite nozzle with lining and method of its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS871229A CS257550B1 (en) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Graphite nozzle with lining and method of its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS122987A1 CS122987A1 (en) | 1987-09-17 |
| CS257550B1 true CS257550B1 (en) | 1988-05-16 |
Family
ID=5346168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS871229A CS257550B1 (en) | 1987-02-24 | 1987-02-24 | Graphite nozzle with lining and method of its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS257550B1 (en) |
-
1987
- 1987-02-24 CS CS871229A patent/CS257550B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS122987A1 (en) | 1987-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20060249872A1 (en) | Compound mold tooling for controlled heat transfer | |
| RU2664119C2 (en) | Composite materials with metallic matrix and methods of their production | |
| EP2012354B1 (en) | Method of producing a base plate for a power module | |
| AU732039B2 (en) | Apparatus for processing corrosive molten metals | |
| EP0995876A3 (en) | Methods of manufacturing rotary drill bits | |
| JPH0359121B2 (en) | ||
| JP2002542035A (en) | Dies and methods for manufacturing parts | |
| CN102149655A (en) | Manufacturing method of aluminum-diamond composite | |
| US20100139885A1 (en) | Sintered diamond heat exchanger apparatus | |
| EP0443544A1 (en) | Cu-alloy mold for use in centrifugal casting of Ti or Ti alloy and centrifugal-casting method using the mold | |
| CA2412201A1 (en) | Cast-in pipe and cooling block | |
| US3926029A (en) | Heated die assembly | |
| CN108698120A (en) | Die casting sleeve and preparation method thereof | |
| BG105748A (en) | Casting mould for manufacturing a cooling element and cooling element made in said mould | |
| IE49690B1 (en) | Method of producing a wire-drawing die | |
| CS257550B1 (en) | Graphite nozzle with lining and method of its production | |
| WO2021176849A1 (en) | Installation structure for die casting sleeve, and die casting sleeve | |
| JP3093558B2 (en) | Die casting sleeve | |
| CN109128090B (en) | Long service life's die casting machine feed cylinder | |
| US4927791A (en) | Chromium carbide sintered body | |
| US3859055A (en) | Tungsten-nickel-iron shaping members | |
| JP2001200931A (en) | Heating cylinder for plastic molding with composite alloy sleeve | |
| JPS59202136A (en) | Casting pin for casting | |
| GB2279734A (en) | Cooling structure for a wall of a propulsion plant | |
| WO2018138076A1 (en) | Pressing tool for press hardening and the use thereof for production of press hardened sheet metal components |