EA030577B1 - Carbon-carbon heat screen - Google Patents
Carbon-carbon heat screen Download PDFInfo
- Publication number
- EA030577B1 EA030577B1 EA201700568A EA201700568A EA030577B1 EA 030577 B1 EA030577 B1 EA 030577B1 EA 201700568 A EA201700568 A EA 201700568A EA 201700568 A EA201700568 A EA 201700568A EA 030577 B1 EA030577 B1 EA 030577B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- layer
- carbon
- heat
- heat shield
- density
- Prior art date
Links
Landscapes
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для использования в высокотемпературных вакуумных электропечах. Технический результат - повышение термостойкости и снижение теплопроводности многослойной конструкции теплового экрана. Тепловой экран содержит внутреннюю обечайку 1 в виде сборного каркаса, фасонные детали 2 которого состоят из дощечек 4, соединенных между собой крепежными кольцами 5 и шпильками 6 с образованием цилиндрической стенки 7 с замкнутой поверхностью 3 из четырех слоев композиционного углеродного материала, и характеризуется термостойкостью в инертной среде 2500-3000°С. Каждый последующий слой внутренней обечайки 1 выполнен плотно прилегающим к предыдущему с возможностью созданием жесткой конструкции. Первый внутренний слой 8 выполнен термостойким из композиционного углерод-углеродного материала с плотностью 1,8-1,9 г/см3. Второй слой 9 выполнен защитно-предохранительным из терморасширенного графита. Третий слой 10 выполнен теплоизоляционным из нетканого высокопористого углеродного войлока с поверхностной плотностью 80-120 г/м. Четвертый слой 11 выполнен конструкционным из графитированной углеродной ткани с поверхностной плотностью 1000-1200 г/м.The invention relates to the field of power engineering and is intended for use in high-temperature vacuum electric furnaces. The technical result is an increase in heat resistance and a decrease in thermal conductivity of the multilayer thermal shield design. The heat shield contains an internal shell 1 in the form of a precast frame, the shaped parts 2 of which consist of plates 4 interconnected by fastening rings 5 and studs 6 with the formation of a cylindrical wall 7 with a closed surface 3 of four layers of composite carbon material, and is characterized by heat resistance in inert environment of 2500-3000 ° C. Each subsequent layer of the inner shell 1 is made tightly adjacent to the previous one with the possibility of creating a rigid structure. The first inner layer 8 is made of heat-resistant composite carbon-carbon material with a density of 1.8-1.9 g / cm 3 . The second layer 9 is made of protective and safety of thermally expanded graphite. The third layer 10 is made of insulating nonwoven highly porous carbon felt with a surface density of 80-120 g / m. The fourth layer 11 is made of structural graphitized carbon fabric with a surface density of 1000-1200 g / m.
030577030577
Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к элементам конструкции электропечей, и предназначено для использования в высокотемпературных вакуумных электропечах.The invention relates to the field of power engineering, in particular to the structural elements of electric furnaces, and is intended for use in high-temperature vacuum electric furnaces.
Известна теплоизоляция для энергетического оборудования [1]. Теплоизоляция включает теплоизоляционные блоки и каркас, состоящий из бандажей и стяжек. Теплоизоляционные блоки размещены непосредственно на корпусе энергетического оборудования, а бандажи и стяжки размещены на внешней стороне теплоизоляционных блоков. Бандажи соединены с блоками с помощью резьбовых соединений, а стяжки жестко соединены с бандажами. Бандажи и стяжки выполнены из отдельных частей, а отверстия в бандажах для крепления теплоизоляционных блоков выполнены продолговатыми. Теплоизоляционные блоки снабжены крепежными элементами и зафиксированы относительно смежных теплоизоляционных блоков по длине корпуса энергетического оборудования.Known insulation for power equipment [1]. Thermal insulation includes insulation blocks and a frame consisting of bandages and screeds. Heat insulating blocks are placed directly on the case of power equipment, and bandages and screeds are placed on the outside of the heat insulating blocks. The bandages are connected to the blocks with the help of threaded connections, and the couplers are rigidly connected to the bandages. Bandages and ties are made of separate parts, and the holes in the bandages for fixing the heat-insulating blocks are made elongated. Heat insulating blocks are equipped with fasteners and fixed relative to adjacent heat insulating blocks along the length of the case of power equipment.
Предложен также теплоизоляционный мат, выполненный в виде многослойной системы для теплоизоляции корпусов крупногабаритного высокотемпературного оборудования [2]. Мат состоит из слоев экранов, разделенных прокладочным материалом, с внешним защитным слоем. Слои экранов, наиболее близко расположенные к высокотемпературной поверхности (4>250-300оС), выполнены из термостойкого материала с высокой отражательной и низкой поглощательной способностью, например фольги полированной нержавеющей стали, количество которых выбрано с возможностью обеспечения снижения температуры до 250-300°С. Последующие слои выполнены из не менее термостойкого материала с высокой отражательной и низкой поглощательной способностью, например из фольги полированного сплава алюминия. Расстояние между соседними экранами не превышает 1 мм, а прокладочный материал выполнен в виде сетки, размеры ячеек которой составляют 5x5 - 25x25 мм в зависимости от сложности кривизны изолируемой поверхности, при этом концы защитного слоя и прокладочного материала выведены в зону шва.A heat-insulating mat, made in the form of a multilayer system for thermal insulation of large-sized high-temperature equipment cases [2], is also proposed. The mat consists of layers of screens, separated by a cushioning material, with an outer protective layer. The layers of the screens closest to the high-temperature surface (4> 250-300 o C) are made of heat-resistant material with high reflectivity and low absorption, for example, polished stainless steel foil, the number of which is chosen with the ability to reduce the temperature to 250-300 ° WITH. The subsequent layers are made of not less heat-resistant material with high reflectivity and low absorption capacity, for example, from a foil of polished aluminum alloy. The distance between adjacent screens does not exceed 1 mm, and the cushioning material is made in the form of a grid, the cell sizes of which are 5x5 - 25x25 mm, depending on the complexity of the curvature of the insulated surface, with the ends of the protective layer and cushioning material removed to the seam area.
Недостатком известной теплоизоляции является низкий рабочий диапазон температур, что препятствует ее использованию в высокотемпературных вакуумных электропечах.A disadvantage of the known insulation is a low operating temperature range, which prevents its use in high-temperature vacuum electric furnaces.
Известен высокотемпературный теплоизоляционный экран [3]. Экран предпочтительно используется при температуре выше 2000°К и содержит множество тонких металлических листов фольги, расположенных по поверхности друг относительно друга без прокладок между листами и, по существу, расположенных параллельно поверхности, подлежащей изоляции. Листы фольги имеют порции, при которых случайным образом касаются друг друга с образованием контактов металл-металл, при этом между листами фольги присутствует газ с величиной давления вплоть до вакуума.Known high-temperature insulating screen [3]. The screen is preferably used at temperatures above 2000 ° K and contains a plurality of thin metal sheets of foil located along the surface relative to each other without spacers between the sheets and substantially parallel to the surface to be insulated. The foil sheets have portions in which they randomly touch each other to form metal-metal contacts, while gas is present between the foil sheets with a pressure value down to a vacuum.
Недостатком такой конструкции теплоизоляционного экрана является его высокая теплопроводность, что ограничивает его применение в высокотемпературных электропечах, работающих в условиях вакуума.The disadvantage of this design heat-insulating screen is its high thermal conductivity, which limits its use in high-temperature electric furnaces operating in vacuum conditions.
Известна теплоизоляция, нанесенная на металлическую поверхность, содержащая расположенные последовательно друг на друге слои [4]. Слои включают слои праймера, теплоизоляционный слой, экранирующий слой и покровный слой. Слои праймера и покровный слой выполнены из порошкового связующего материала. Теплоизоляционный слой выполнен из m теплоизолирующих слоев, где m - целое число и выбрано из условия m>1, при этом каждый теплоизолирующий слой состоит из порошкового связующего материала и микросфер, например, вакуумированных или газонаполненных. Экранирующий слой выполнен из порошкового связующего материала и частиц с высокой отражательной способностью, например алюминиевой пудры или микросфер с модифицированной поверхностью, например, алюминием, никелем, цинком или серебром. В качестве порошкового связующего материала используются, например, эпоксидные, эпоксиполиэфирные или силиконовые полимеры.Known insulation deposited on a metal surface containing layers arranged in series with each other [4]. Layers include primer layers, a heat insulating layer, a shielding layer and a coating layer. The primer layers and the coating layer are made of a powder binder material. The heat-insulating layer is made of m heat-insulating layers, where m is an integer and is chosen from the condition m> 1, each heat-insulating layer consisting of a powder binder material and microspheres, for example, evacuated or gas-filled. The shielding layer is made of a powder binder material and particles with high reflectivity, such as aluminum powder or microspheres with a modified surface, such as aluminum, nickel, zinc or silver. Epoxy, epoxy polyester or silicone polymers, for example, are used as a powder binder.
Недостаток такой конструкции - теплоизоляции низкий температурный порог устойчивости - делает ее не пригодной для применения в качестве теплоизоляционного материала вакуумных высокотемпературных электропечей.The disadvantage of this design - insulation low temperature threshold of sustainability - makes it not suitable for use as a heat-insulating material of vacuum high-temperature electric furnaces.
Наиболее близок предлагаемому изобретению теплоизоляционный экран для изготовления элементов конструкции электропечей, выбранный в качестве прототипа [5]. Теплоизоляционный экран включает последовательно соединенные элементы, образующие замкнутую поверхность. Элементы выполнены в виде фасонных деталей, входящих одна в другую сопрягающимися с возможностью угловых перемещений одна относительно другой боковыми полуокружностями с радиусом, равным половине толщины деталей. Элементы выполнены из теплостойких материалов, например композиционных углеродных материалов, предварительно подвергаемых различным видам термической и химико-термической обработки. Детали изготавливаются предварительно по чертежам с требуемыми допусками и подвергаются необходимой термической обработке (до 2800°С) для стабилизации структуры, насыщению из газовой фазы различными веществами, например пироуглеродом, пирографитом, высокотемпературными карбидами, нитридами, боридами. После термической и химико-термической обработки эти детали проходят калибровку по специальной программе. Выбор геометрических размеров деталей происходит следующим образом. Толщина стенки деталей определяется теплотехническим расчетом. Для различных печей толщина составляет 25-80 мм. Ширина деталей зависит от требований к конструкции печи. Чем меньше ширина детали, тем большее количество деталей требуется для выполнения теплоизоляции. Этим затрудняется сборка, и возрастают затраты на изготовление. Чем больше ширина деталей, тем меньшееClosest to the proposed invention, the insulating screen for the manufacture of structural elements of electric furnaces, selected as a prototype [5]. Heat-insulating screen includes series-connected elements forming a closed surface. The elements are made in the form of shaped parts, entering one into the other, mating with the possibility of angular displacements one relative to the other by side semicircles with a radius equal to half the thickness of the parts. The elements are made of heat-resistant materials, such as composite carbon materials, previously subjected to various types of thermal and chemical heat treatment. Parts are pre-fabricated according to drawings with the required tolerances and subjected to the necessary heat treatment (up to 2800 ° C) to stabilize the structure, saturation from the gas phase with various substances, such as pyrocarbon, pyrographite, high-temperature carbides, nitrides, borides. After thermal and chemical heat treatment, these parts are calibrated according to a special program. The choice of the geometric dimensions of the parts is as follows. The wall thickness of the parts is determined by thermal calculation. For various furnaces the thickness is 25-80 mm. The width of the parts depends on the design requirements of the furnace. The smaller the width of the part, the greater the number of parts required to perform the insulation. This makes assembly difficult, and manufacturing costs increase. The greater the width of the parts, the smaller
- 1 030577- 1 030577
количество их требуется и, следовательно, снижаются затраты на изготовление и облегчается сборка, но увеличиваются геометрические размеры теплоизоляции и соответственно размеры корпуса печи. Количество деталей для каждой конкретной печи уточняется, но должно быть целое количество по ширине. При высоте теплоизоляции до 2200 мм детали могут быть выполнены из цельных пластин. При большей высоте (длине), но в случае необходимости и при меньшей высоте (длине), детали могут быть выполнены и составными. В данном случае соединение деталей происходит потайным резьбовым соединением. Составные детали выполнены из двух частей, толщина которых составляет 0,4-0,6 общей толщины детали, а высота 0,4-0,5 ширины. Соединение деталей боковой теплоизоляции по высоте может осуществляться и в других различных конструктивных исполнениях и различными методами, например фиксацией на внешней (наружной) обечайке, внутри которой располагаются элементы, которые устойчивы без крепления, но могут скрепляться с ней скрепками или стержнями из различных материалов (вольфрам, молибден, углеродные волокна и т.д.). Возможна также фиксация на внутренней обечайке, к которой элементы прикрепляются различными бандажами или стержнями, причем внутренняя обечайка изготавливается из теплостойких материалов, соответствует рабочей температуре нагревательной камеры и изготавливается из плотных материалов, таких как углеродные композиционные материалы, и предохраняет теплоизоляционные элементы от попадания на них веществ, испаряющихся из нагреваемых материалов. Фиксация элементов может осуществляться без обечаек с помощью нижних и верхних фасонных колец, скрепленных между собой тягами с внешней стороны теплоизоляции, а также бандажами. Бандажи изготавливаются из металлов или углеродных материалов в виде лент, проволок или жгутов, располагающихся на различных расстояниях по высоте теплоизоляционного экрана.their number is required and, consequently, the production costs are reduced and the assembly is facilitated, but the geometrical dimensions of the insulation and the dimensions of the furnace body increase. The number of parts for each particular furnace is specified, but there should be a whole number in width. With a thermal insulation height of up to 2,200 mm, parts can be made from solid plates. With a greater height (length), but if necessary, and with a smaller height (length), the parts can be made and composite. In this case, the connection of parts is a hidden threaded connection. Component parts are made of two parts, the thickness of which is 0.4-0.6 of the total thickness of the part, and a height of 0.4-0.5 width. The connection of parts of lateral heat insulation along the height can be carried out in other various designs and various methods, for example, fixing on the outer (outer) shell, inside which there are elements that are stable without fastening, but can be fastened with clips or rods of different materials (tungsten , molybdenum, carbon fiber, etc.). It is also possible to fix on the inner shell, to which elements are attached with various bands or rods, the inner shell being made of heat-resistant materials, corresponds to the working temperature of the heating chamber and is made of dense materials, such as carbon composite materials, and prevents the heat-insulating elements from getting into them evaporating from heated materials. Fixing elements can be carried out without shells with the help of lower and upper shaped rings, fastened between themselves by rods on the outside of the thermal insulation, as well as bandages. Bandages are made of metals or carbon materials in the form of tapes, wires or harnesses located at different distances along the height of the heat-insulating screen.
Недостатком прототипа является невысокая термостойкость и относительно высокий коэффициентом теплопроводности, что ограничивает применение теплового экрана в высокотемпературных вакуумных электропечах.The disadvantage of the prototype is the low temperature resistance and relatively high thermal conductivity, which limits the use of heat shield in high-temperature vacuum electric furnaces.
Задачей изобретения является устранение отмеченных недостатков и улучшение эксплуатационных характеристик теплового экрана.The objective of the invention is to eliminate the noted disadvantages and improve the performance characteristics of the heat shield.
Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости конструкции теплового экрана в инертной среде, а также снижение теплопроводности многослойной конструкции.The technical result of the invention is to increase the heat resistance of the design of the heat shield in an inert environment, as well as reducing the thermal conductivity of the multilayer structure.
Технический результат достигается тем, что в углерод-углеродном тепловом экране, содержащем внутреннюю обечайку из последовательно соединенных элементов, выполненных из теплостойких композиционных углеродных материалов и представляющих собой фасонные детали, сопрягающиеся между собой с образованием замкнутой поверхности, согласно изобретению внутренняя обечайка выполнена в виде сборного каркаса, при этом фасонные детали состоят из дощечек, которые соединены между собой крепежными кольцами и шпильками и образуют цилиндрическую стенку, состоящую из четырех слоев композиционного углеродного материала, характеризующегося термостойкостью в инертной среде 25003000°С, причем каждый последующий слой выполнен плотно прилегающим к предыдущему с возможностью создания жесткой конструкции, при этом первый внутренний слой выполнен термостойким из композиционного углерод-углеродного материала с плотностью 1,8-1,9 г/см3, второй слой выполнен защитно-предохранительным из терморасширенного графита, третий слой выполнен теплоизоляционным из нетканого высокопористого углеродного войлока с поверхностной плотностью 80-120 г/м, а четвертый слой выполнен конструкционным из графитированной углеродной ткани с поверхностной плотностью 1000-1200 г/м.The technical result is achieved by the fact that in a carbon-carbon heat shield, containing an inner shell of series-connected elements made of heat-resistant composite carbon materials and representing shaped parts that mate with each other to form a closed surface, according to the invention the inner shell is made in the form of a precast frame , while the fittings consist of plates, which are interconnected by fastening rings and studs and form a cylindrical st nku, consisting of four layers of composite carbon material, characterized by heat resistance in an inert environment 25003000 ° C, each subsequent layer is made tightly adjacent to the previous one with the ability to create a rigid structure, with the first inner layer made of heat-resistant composite carbon-carbon material with a density of 1 , 8-1,9 g / cm 3, the second protective layer is formed of a safety-expanded graphite, the third insulating layer is made of a highly porous nonwoven uglerodnog batt with a basis weight of 80-120 g / m, and the fourth layer is made of structural graphitized carbon cloth with a surface density of 1000-1200 g / m.
Второй слой композиционного углеродного материала в качестве терморасширенного графита содержит углеродный картон с червеобразной структурой, например материал типа графойл.The second layer of composite carbon material as a thermally expanded graphite contains carbon cardboard with a worm-like structure, for example, a graphoyl-type material.
Третий слой 10 композиционного углеродного материала в качестве нетканого высокопористого углеродного войлока содержит, например, материал типа карбопона.The third layer 10 of composite carbon material as a nonwoven highly porous carbon felt contains, for example, a material like carbopone.
Четвертый слой 11 композиционного углеродного материала в качестве углеродной графитированной ткани содержит, например, пиролитически уплотненную ткань Урал Т-22 для придания жесткости ("каркасности").The fourth layer 11 of a composite carbon material as carbon graphitized fabric contains, for example, pyrolytically compacted Ural T-22 fabric for stiffening ("carcass").
Цилиндрическая стенка 7 структурно характеризуется замкнутой формой поверхности 3 и дополнительно содержит 3-D графитовые вставки 12, при этом сборный каркас внутренней обечайки 1 характеризуется степенью жесткости не менее 40%.The cylindrical wall 7 is structurally characterized by the closed shape of the surface 3 and additionally contains 3-D graphite inserts 12, while the assembled frame of the inner shell 1 is characterized by a degree of rigidity of at least 40%.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид внутренней обечайки теплового экрана; на фиг. 2 - вид структуры слоистой стенки теплового экрана в разрезе; на фиг. 3 - элементы фасонной детали сборного каркаса стенки теплового экрана; на фиг. 4 - кольцо фасонной детали в сборе.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 presents a General view of the inner shell of the heat shield; in fig. 2 shows a sectional view of the structure of the layered wall of the heat shield; in fig. 3 - elements of the shaped part of the precast frame of the wall of the heat shield; in fig. 4 - ring fittings in the collection.
Углерод-углеродный тепловой экран содержит внутреннюю цилиндрическую обечайку 1 в виде сборного каркаса из фасонных деталей 2, состоящих из сопрягающихся между собой дощечек 4, соединенных крепежными кольцами 5 и шпильками 6, образующих стенку 7 с замкнутой поверхностью 3; цилиндрическая обечайки 1 структурно состоит из композиционного углерод-углеродного материала в виде четырех слоев 8, 9, 10 и 11, плотно прилегающих друг к другу; первый внутренний слой 8 из термостойкого композиционного углерод-углеродного материала с плотностью 1,8-1,9 г/см3, второй защитнопредохранительный слой 9 из терморасширенного графита, третий теплоизоляционный слой 10 из не- 2 030577The carbon-carbon heat shield contains an inner cylindrical shell 1 in the form of a precast frame of shaped parts 2 consisting of interlocking plates 4 connected by fastening rings 5 and studs 6 forming a wall 7 with a closed surface 3; cylindrical shell 1 structurally consists of a composite carbon-carbon material in the form of four layers 8, 9, 10 and 11, tightly adjacent to each other; the first inner layer 8 is made of a heat-resistant carbon-carbon composite material with a density of 1.8-1.9 g / cm 3 , the second protective protective layer 9 is made of thermally expanded graphite, the third heat-insulating layer is 10 of non-030577
тканого высокопористого углеродного войлока с поверхностной плотностью 80-120 г/м и четвертый конструкционный слой 11 из графитированной углеродной ткани с поверхностной плотностью 1000-1200 г/м; цилиндрическая стенка 7 включает также 3-D графитовые вставки 12.woven highly porous carbon felt with a surface density of 80-120 g / m and the fourth structural layer 11 of graphitized carbon fabric with a surface density of 1000-1200 g / m; cylindrical wall 7 also includes 3-D graphite inserts 12.
Изобретение реализуют следующим образом.The invention is implemented as follows.
Предварительно подготавливают заготовки в виде пластин (на чертеже не показано) из композиционного углерод-углеродного материала, например фенольного, которые затем раскраивают на пластинки и сегменты криволинейной формы в виде дощечек 4 необходимых размеров для фасонных деталей 2, которые далее подвергают механической обработке с корректировкой в точный размер и обработкой сборочных поверхностей в шип и паз (на чертеже не показано). Затем заготовки карбонизируют в инертной среде или в засыпке из кокса или графитовой пыли при температуре 850-900 °С. После карбонизации производят пиронасыщение заготовок углеродом в вакуумных печах при температуре 1100-1200°С.Pre-prepare blanks in the form of plates (not shown) of composite carbon-carbon material, such as phenolic, which are then cut into plates and curved segments in the form of plates 4 of the required sizes for fittings 2, which are then machined with an adjustment to the exact size and processing of the assembly surfaces into the spike and groove (not shown in the drawing). Then, the blanks are carbonized in an inert environment or in the charge of coke or graphite dust at a temperature of 850-900 ° C. After carbonization, pyronation of blanks with carbon in vacuum furnaces at a temperature of 1100-1200 ° C is produced.
При изготовлении дощечкам 4 придают заданную криволинейную форму с тем, чтобы при сборке сформировать фасонные детали 2 для получения в дальнейшем замкнутой поверхности 3 стенки 7 внутренней цилиндрической обечайки 1 сборного каркаса. Дощечки 4 соединяют между собой крепежными кольцами 5 и шпильками 6 и получают теплоизоляционный экран, представляющий собой многослойную конструкцию с цилиндрической стенкой 7, которая состоит из четырех слоев 8, 9, 10, 11 композиционного углерод-углеродного материала с замкнутой формой поверхности 3 и дополнительно снабжена 3D графитовыми вставками 12. Слои 8, 9, 10, 11 выполняют плотно прилегающими друг к другу, при этом теплоизоляционный экран характеризуется термостойкостью в инертной среде 2500-3000°С, а 3-D графитовые вставки 12 придают сборному каркасу внутренней обечайки 1 дополнительную степень жесткости не менее 40%.When manufacturing, the plates 4 are given a predetermined curvilinear shape so as to form the fittings 2 during assembly in order to further obtain the closed surface 3 of the wall 7 of the inner cylindrical shell 1 of the precast frame. Plates 4 are interconnected fastening rings 5 and studs 6 and get a heat-insulating screen, which is a multilayer structure with a cylindrical wall 7, which consists of four layers of 8, 9, 10, 11 composite carbon-carbon material with a closed surface 3 and is additionally equipped 3D graphite inserts 12. Layers 8, 9, 10, 11 perform closely adjacent to each other, while the insulating screen is characterized by heat resistance in an inert environment of 2500-3000 ° C, and 3-D graphite inserts 12 give the assembly inner shell 1 of the additional stiffness of at least 40%.
Для придания теплоизоляционному экрану необходимых характеристик слои 8, 9, 10 и 11 выполняют из специальных углерод -углеродных материалов.To give the insulation screen the necessary characteristics of layers 8, 9, 10 and 11 are made of special carbon-carbon materials.
Так первый внутренний слой 8 внутренней обечайки 1, располагаемый со стороны высокотемпературной поверхности печи, выполняют термостойким из композиционного высокоплотного углеродуглеродного материала (УУКМ) с плотностью 1,8-1,9 г/см3.So the first inner layer 8 of the inner shell 1, located on the high-temperature surface of the furnace, perform heat-resistant composite high-density carbon-carbon material (UUKM) with a density of 1.8-1.9 g / cm 3 .
Второй слой 9, следующий за первым и контактирующий с ним, выполняют из углеродного картона типа графойл. Этот слой является защитно-предохранительным и обладает определенной отражательной способностью, а также защитными свойствами предотвращает резкое проникновения паров, газов из реакционной зоны вакуумной печи в следующий за ним теплоизоляционный слой 10.The second layer 9, which follows the first one and comes in contact with it, is made of graphoil-type carbon cardboard. This layer is protective and protective and has a certain reflectivity, as well as protective properties prevents sudden penetration of vapors, gases from the reaction zone of the vacuum furnace into the next thermal insulation layer 10.
Третий слой 10 является теплоизоляционным, его изготавливают из нетканого высокопористого углеродного войлока - карбопона с поверхностной плотностью 80-120 г/м.The third layer 10 is insulating, it is made of non-woven highly porous carbon felt - carbopon with a surface density of 80-120 g / m.
Четвертый слой 11 является конструкционным и служит для придания жесткости ("каркасности") сборному каркасу внутренней обечайки 1, его выполняют из графитированной углеродной ткани марки Урал Т-22 с поверхностной плотностью 1000-1200 г/м.The fourth layer 11 is structural and serves to impart rigidity ("framework") to the precast inner shell 1, it is made of graphitized carbon fabric brand Ural T-22 with a surface density of 1000-1200 g / m.
Отличительными особенностями разработанной конструкции теплового экрана является наличие защитного слоя 9 из углеродного материала "Графойл", что позволяет снизить толщину теплоизоляционного слоя 10 и изготавливать его из низкоплотного углеродного материала при одновременном увеличении срок службы теплоизоляционного экрана в целом.The distinctive features of the developed heat shield design are the presence of a protective layer 9 of Grafoil carbon material, which allows to reduce the thickness of the heat-insulating layer 10 and make it of low-density carbon material while increasing the service life of the heat-insulating screen as a whole.
В разработанной конструкции теплоизоляционного экрана использованы углеродные материалы, обладающие высокой термостойкостью, очень низким коэффициентом теплопроводности и характеризуются термостойкостью 2500-3000°С, что позволяет проводить технологические процессы на оптимальном уровне.In the developed design of the heat-insulating screen, carbon materials with high heat resistance, very low thermal conductivity coefficient are used and are characterized by heat resistance of 2500-3000 ° C, which allows to carry out technological processes at an optimal level.
Структурно теплоизоляционный экран характеризуется замкнутой формой поверхности 3, сформированной из слоев 8, 9, 10 и 11, в которых каждый последующий коаксиальный слой плотно прилегает к предыдущему и обеспечивает дополнительную жесткость конструкции внутренней цилиндрической обечайки 1, способной даже при высоких температурах не деформироваться длительное время, сохранять при этом форму и рабочий объем, ограниченный экраном.Structurally, the heat-insulating screen is characterized by the closed shape of the surface 3, formed from layers 8, 9, 10 and 11, in which each subsequent coaxial layer fits tightly to the previous one and provides additional rigidity to the design of the inner cylindrical shell 1, which can not be deformed even at high temperatures for a long time, to keep at the same time the form and the working volume limited to the screen.
Источники информации:Information sources:
1. RU № 2241898 С1, 10.12.2004.1. RU No. 2241898 C1, 10.12.2004.
2. RU № 2130150 С1, 10.05.1999.2. RU No. 2130150 C1, 10.05.1999.
3. GB № 1471430, 27.04.1977.3. GB No. 1471430, 04/27/1977.
4. RU № 2499946 C1, 27.11.2013.4. RU No. 2499946 C1, 27.11.2013.
5. RU № 2041438 C1, 09.08.1995 (прототип).5. RU No. 2041438 C1, 09.08.1995 (prototype).
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201700568A EA030577B1 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Carbon-carbon heat screen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201700568A EA030577B1 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Carbon-carbon heat screen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201700568A1 EA201700568A1 (en) | 2018-08-31 |
| EA030577B1 true EA030577B1 (en) | 2018-08-31 |
Family
ID=63287017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201700568A EA030577B1 (en) | 2017-10-26 | 2017-10-26 | Carbon-carbon heat screen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA030577B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11278817A (en) * | 1998-03-27 | 1999-10-12 | Nippon Carbon Co Ltd | Production of plural thin-walled cylindrical bodies of carbon fiber-reinforced carbon material |
| US20020088390A1 (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-11 | Jacques Thebault | Protection for a carbon material, in particular C/C composite, bowl that is to receive a crucible, such as a silica crucible for drawing silicon |
| JP2008081388A (en) * | 2006-08-31 | 2008-04-10 | Toyo Tanso Kk | Protective sheet for crucible and melting instrument |
| WO2011106580A2 (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Morgan Advanced Materials And Technology Inc. | Carbon-based containment system |
| CN202041084U (en) * | 2011-04-26 | 2011-11-16 | 湖南金博复合材料科技有限公司 | Carbon/carbon composite material thermal insulation cylinder |
-
2017
- 2017-10-26 EA EA201700568A patent/EA030577B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11278817A (en) * | 1998-03-27 | 1999-10-12 | Nippon Carbon Co Ltd | Production of plural thin-walled cylindrical bodies of carbon fiber-reinforced carbon material |
| US20020088390A1 (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-11 | Jacques Thebault | Protection for a carbon material, in particular C/C composite, bowl that is to receive a crucible, such as a silica crucible for drawing silicon |
| JP2008081388A (en) * | 2006-08-31 | 2008-04-10 | Toyo Tanso Kk | Protective sheet for crucible and melting instrument |
| WO2011106580A2 (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Morgan Advanced Materials And Technology Inc. | Carbon-based containment system |
| CN202041084U (en) * | 2011-04-26 | 2011-11-16 | 湖南金博复合材料科技有限公司 | Carbon/carbon composite material thermal insulation cylinder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201700568A1 (en) | 2018-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4279952A (en) | Multilayer insulating material and process for production thereof | |
| US8696350B2 (en) | Heat-treating furnace | |
| US20120304931A1 (en) | Carbon-Based Containment System | |
| JP2006517156A (en) | Thermal insulation structures consisting of layers of expanded graphite particles compressed to different densities, thermal insulation elements made from these structures | |
| JPH0549916B2 (en) | ||
| DE4022707C2 (en) | Isolation system for a chlorosilane and hydrogen reactor | |
| EA030577B1 (en) | Carbon-carbon heat screen | |
| JPH0323834B2 (en) | ||
| FI85767B (en) | ANLAEGGNING FOER VAERMEBEHANDLING AV MATERIAL I VAKUUM OCH UNDER TRYCK. | |
| US20150079317A1 (en) | Method for producing a thermal insulation body | |
| CN206721116U (en) | A kind of coal dust and biomass pyrolytic prepare also Primordial Qi and the system of activated carbon | |
| EP1836433A2 (en) | Thermal radiation shield for vacuum and protective atmosphere furnaces | |
| CN110863296B (en) | Layered carbon fiber preform | |
| WO2015107031A1 (en) | A wire tray for a microwave oven or a cooking appliance with microwave heating function | |
| US3295559A (en) | Induction heating susceptor and method for producing same | |
| JP2001089238A (en) | Molded thermlly insulating material and heat shield | |
| ES265824U (en) | All-metal thermal isulation, consisting of frameable insulation blocks. | |
| KR101512831B1 (en) | Jig for producing roll-type graphite film and graphite film producing method using the same | |
| RU2343112C1 (en) | Method for electric resistance gasket creation (versions) | |
| RU103900U1 (en) | HEAT INSULATION SCREEN | |
| TW201139764A (en) | Carbon-based containment system | |
| AU1947601A (en) | Thermal insulating device | |
| RU2593247C1 (en) | Method of lining of cathode device of electrolytic cell for aluminium production | |
| RU2788574C1 (en) | Multilayer thermal screen-vacuum protection of high-temperature vacuum elevator, shaft and bell furnaces | |
| US11781839B1 (en) | Multi-layer wearable body armor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM KZ TM |