RU163018U1 - Smelting crucible for induction installation - Google Patents

Smelting crucible for induction installation Download PDF

Info

Publication number
RU163018U1
RU163018U1 RU2015123761/02U RU2015123761U RU163018U1 RU 163018 U1 RU163018 U1 RU 163018U1 RU 2015123761/02 U RU2015123761/02 U RU 2015123761/02U RU 2015123761 U RU2015123761 U RU 2015123761U RU 163018 U1 RU163018 U1 RU 163018U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crucible
middle layer
periclase
lining
particles
Prior art date
Application number
RU2015123761/02U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Ермаков
Павел Александрович Матюхин
Григорий Федорович Кузьменко
Сергей Владимирович Пушкарь
Original Assignee
Акционерное общество "Уральские Инновационные Технологии" (АО "УРАЛИНТЕХ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Уральские Инновационные Технологии" (АО "УРАЛИНТЕХ") filed Critical Акционерное общество "Уральские Инновационные Технологии" (АО "УРАЛИНТЕХ")
Priority to RU2015123761/02U priority Critical patent/RU163018U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU163018U1 publication Critical patent/RU163018U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Abstract

Плавильный тигель для индукционной установки, состоящий из трех слоев, выполненных из керамического материала, внутренний и наружный слои которого изготовлены плазменным напылением, а размещенный между ними средний слой выполнен в виде набивной футеровки, толщина которой составляет 0,05-0,30 внутреннего диаметра тигля, отличающийся тем, что средний слой выполнен из керамического материала на основе периклаза, при этом в зоне нижней части тигля футеровка среднего слоя сформирована засыпкой, уплотнением и нагревом до спекания набивной массы, которая содержит периклаз и борную кислоту, при следующем содержании фракций и компонентов, в мас. %:периклаз:частицы фракции 2 мм 49-51частицы фракции 1 мм 44-47борная кислота 3- 6,а в зоне верхней части тигля футеровка среднего слоя сформирована засыпкой и уплотнением набивной массы, которая содержит периклаз и каолиновую вату, при следующем содержании фракций и компонентов, в мас.%:периклаз:частицы фракции 1 мм 49-51частицы фракции 0,08 мм 34-38каолиновая вата 12-16,при этом высота нижней части набивной футеровки среднего слоя составляет 0,4-0,6 глубины тигля.A melting crucible for an induction installation, consisting of three layers made of ceramic material, the inner and outer layers of which are made by plasma spraying, and the middle layer placed between them is made in the form of a printed lining, the thickness of which is 0.05-0.30 the inner diameter of the crucible characterized in that the middle layer is made of periclase-based ceramic material, while in the area of the lower part of the crucible, the lining of the middle layer is formed by backfilling, compaction and heating until the sintering mass Which comprises periclase and boric acid at the following content of the fractions and components, in wt. %: periclase: particles of a fraction of 2 mm 49-51 particles of a fraction of 1 mm 44-47boric acid 3-6, and in the area of the upper part of the crucible, the lining of the middle layer is formed by backfilling and compaction of the packing mass, which contains periclase and kaolin wool, with the following fractions and components, in wt.%: periclase: particles of a fraction of 1 mm 49-51 particles of a fraction of 0.08 mm 34-38 kaolin wool 12-16, while the height of the lower part of the printed lining of the middle layer is 0.4-0.6 depth of the crucible.

Description

Полезная модель относится к металлургии, в частности к конструкционным элементам тигельными горшковых печей, а именно: к сменным многослойным тиглям, содержащим огнеупорную керамику, которые предназначены для нагрева, выдержки и разливки расплава высокотемпературных металлов, плавка которых происходит в индукционных установках при температурах выше 1600°C, например, металлов платиновой группы, а именно: палладия и его сплавов.The utility model relates to metallurgy, in particular to the structural elements of crucible pot furnaces, namely: replaceable multilayer crucibles containing refractory ceramics, which are intended for heating, holding and casting a melt of high-temperature metals, which are melted in induction plants at temperatures above 1600 ° C, for example, metals of the platinum group, namely: palladium and its alloys.

При работе такого тигля помещаемый в него металл проходит состояние расплавления, при котором от металла тигель нагревается до высокой температуры. Затем после расплавления и разливки горячего металла проводится загрузка в тигель холодной металлической шихты, от которой тигель охлаждается. Так тигель подвергается тепловым циклическим нагрузкам. Это осложняется еще и тем, что нагрев тигля с металлом до высокой температуры в индукционных установках осуществляется в течение очень короткого времени и происходит изнутри тигля. Протекающая же по индуктору вода охлаждает тигель снаружи. Таким образом, возникает высокий градиент температур по толщине стенки тигля.During the operation of such a crucible, the metal placed in it undergoes a state of melting, in which the crucible is heated to a high temperature from the metal. Then, after the hot metal is melted and cast, a cold metal charge is loaded into the crucible, from which the crucible is cooled. So the crucible is subjected to thermal cyclic loads. This is further complicated by the fact that the heating of the crucible with the metal to a high temperature in induction plants is carried out for a very short time and occurs from the inside of the crucible. The water flowing through the inductor cools the crucible from the outside. Thus, a high temperature gradient occurs along the wall thickness of the crucible.

Кроме того, индукционное перемешивание, обеспечивая однородность структуры выплавляемого металла, вместе с тем вызывает сильное коррозионное и эрозионное воздействие на огнеупорные стенки тигля, подвергая их сильному износу.In addition, induction mixing, ensuring the uniformity of the structure of the melted metal, at the same time causes a strong corrosion and erosion effect on the refractory walls of the crucible, subjecting them to severe wear.

Все это приводит к прорыву выплавляемого металла к индуктору плавильных установок и выходу их строя.All this leads to a breakthrough of the smelted metal to the inductor of the melting plants and the output of their system.

Одной из основных задач является создание тигля для индукционных установок, способного длительно сопротивляться резким тепловым ударам при получении чистых высокотемпературных металлов.One of the main tasks is the creation of a crucible for induction plants, capable of resisting sharp thermal shocks for a long time when obtaining pure high-temperature metals.

Известны плавильные тигли для индукционных установок, состоящие из трех слоев, внутренний и средний слои которых выполнены из керамического материала, а наружный - из металла (а.с. СССР №665190, МПК F27B 14/10, з. 21.11.1977 г., оп. 30.05.1979 г., а.с. СССР №1499081, МПК F27D 11/06, з. 26.10.1987 г., оп.07.09.1989 г.).Known melting crucibles for induction plants, consisting of three layers, the inner and middle layers of which are made of ceramic material, and the outer one is made of metal (AS USSR No. 665190, IPC F27B 14/10, pp. 21.11.1977, Op. 30.05.1979, A.S. USSR No. 1499081, IPC F27D 11/06, P. 26.10.1987, Op. 07.09.1989).

Однако, наличие среднего слоя известных тиглей в виде засыпки керамического материала позволяет лишь частично компенсировать несоответствие температурных коэффициентов расширения керамики внутреннего слоя и металла наружного слоя, что приводит к его достаточно быстрому разрушению. Кроме того, при транспортировке тигля, как порожнего, так и с расплавом, тигель воспринимает сжимающие усилия от захватов транспортирующих средств. Это не позволяет таким тиглям выдержать большое число нагревов и охлаждений до их разрушения и получать высокочистые металлы с требуемым выходом годного.However, the presence of the middle layer of known crucibles in the form of a filling of ceramic material allows only partially compensate for the mismatch of the temperature expansion coefficients of the ceramic of the inner layer and the metal of the outer layer, which leads to its fairly rapid destruction. In addition, when transporting the crucible, both empty and with the melt, the crucible receives compressive forces from the grips of the transporting means. This does not allow such crucibles to withstand a large number of heating and cooling prior to their destruction and to obtain high-purity metals with the required yield.

Известны также тигли для индукционных установок, состоящие из трех и более слоев, выполненных из керамического материала (патент Китая №103604294 (A), МПК F27B 14/10, з. 30.10.2013, оп. 26.02.2014, патент Китая №103673601 (A), МПК F27B 14/10, з. 14.11.2013 г., оп. 26.03.2014 г.), внутренний слой которых выполнен спеченным и плотным, а следующий от центра тигля слой является насыпным, при чередовании которых и сформирован многослойный тигель. В известных тиглях слои выполнены как из одного - для предотвращения загрязнения одного вида керамики другим, так и из разных керамических материалов, но в любом варианте исполнения насыпные слои снижают напряжения, возникающие в спеченных слоях. Это предотвращает общее разрушение тиглей при циклических процессах их нагрева и охлаждения. Однако, известные тигли сформированы, без учета свойств, которые могут быть желательны в его различных местах тигля, например, быть разными, по его высоте.Also known are crucibles for induction plants, consisting of three or more layers made of ceramic material (Chinese patent No. 103604294 (A), IPC F27B 14/10, c. 10.30.2013, op. 26.02.2014, Chinese patent No. 103673601 ( A), IPC F27B 14/10, app. 11/14/2013, op. March 26, 2014), the inner layer of which is made sintered and dense, and the layer next to the center of the crucible is bulk, during alternation of which a multilayer crucible is formed . In the well-known crucibles, the layers are made of one - to prevent contamination of one type of ceramic by another, and of different ceramic materials, but in any embodiment, bulk layers reduce stresses arising in the sintered layers. This prevents the general destruction of crucibles during cyclic processes of their heating and cooling. However, known crucibles are formed without taking into account properties that may be desirable in its various places, for example, be different in height.

Известны также тигли для индукционных установок (а.с. СССР №1019202, МПК F27B 14/10, F27D 1/14, з. 07.01.1981 г., оп. 23.05.1983 г., патент Беларуси №10816, МПК F27D 23/00, з. 28.12.1999 г., оп. 30.06.2008 г.), состоящие из слоев, выполненных из керамического материала. Эксплуатационный ресурс этих тиглей - количество циклов нагрева и охлаждения до разрушения, формируется за счет создания их слоев с разными свойствами: внутреннего - с низкой пористостью и смачиваемостью, а наружного - с более высокой пористостью для теплоизоляции тигля. Наличие среднего слоя из высокопрочного огнеупорного материала позволяет тиглю приобрести повышенную стойкость к термоудару. Однако, возможно, что недостаточный уровень пористости одного слоя и прочности другого слоя не позволяет сформировать плавильный тигель с высокой длительной стойкостью при термоударах в процессе эксплуатации с получением больших объемов высокочистого металла.Crucibles for induction installations are also known (USSR AS No. 1019202, IPC F27B 14/10, F27D 1/14, c. 07.01.1981, op. 05.23.1983, Belarus patent No. 10816, IPC F27D 23 / 00, z. 12.28.1999, op. 30.06.2008), consisting of layers made of ceramic material. The service life of these crucibles - the number of heating and cooling cycles to failure, is formed by creating their layers with different properties: internal - with low porosity and wettability, and external - with higher porosity for thermal insulation of the crucible. The presence of the middle layer of high-strength refractory material allows the crucible to acquire increased resistance to thermal shock. However, it is possible that the insufficient level of porosity of one layer and the strength of the other layer does not allow the formation of a melting crucible with high long-term resistance to thermal shock during operation to produce large volumes of high-purity metal.

Известен также плавильный тигель (выложенная заявка Японии №2014024740 (A), МПК F27B 14/10, 3.30.07.2012 г., оп. 06.02.2014 г.) - спеченное керамическое тело, которое содержит мелко- и крупнокристаллический магнезит, при этом, мелкие кристаллы магнезита располагаются между его крупными кристаллами. Это способствует повышению коэффициента термического расширения керамического материала, вследствие чего повышается его стойкость к термическим ударам. Однако, возможно, что подбор используемого количества и размера фракций магнезита не являются оптимальными для достижения требуемого количества циклов нагрева и охлаждения тигля без его разрушения и получения достаточного количества высокочистого металла.Also known is a melting crucible (Japanese Patent Laid-Open No. 20144024740 (A), IPC F27B 14/10, 3.30.07.2012, op. 06.02.2014) - a sintered ceramic body that contains finely and coarse-grained magnesite, while small magnesite crystals are located between its large crystals. This helps to increase the coefficient of thermal expansion of the ceramic material, thereby increasing its resistance to thermal shocks. However, it is possible that the selection of the used amount and size of magnesite fractions is not optimal for achieving the required number of heating and cooling cycles of the crucible without its destruction and obtaining a sufficient amount of high-purity metal.

Известен также плавильный тигель для индукционных установок (а.с. СССР №349863, МПК F27B 14/10, з. 17.06.1969 г., оп. 04.09.1972), состоящий из трех слоев, выполненных из керамического материала на основе магнезита, обладающего высокой огнеупорностью, средний слой, размещенный между внутренним и наружным слоями по всей высоте тигля, содержит борную кислоту. Она в процессе изготовления футеровки тигля способствует ее упрочнению путем проявления своих спекающих свойств. Однако, возможно, большое термическое расширение, свойственное магнезиту, без строгого подбора его фракций приводит к образованию трещин и загрязнению расплавляемого металла.Also known is a melting crucible for induction installations (AS USSR No. 349863, IPC F27B 14/10, c. 06.17.1969, op. 04.09.1972), consisting of three layers made of ceramic material based on magnesite, having high refractoriness, the middle layer, located between the inner and outer layers along the entire height of the crucible, contains boric acid. She in the process of manufacturing the lining of the crucible contributes to its hardening by the manifestation of its sintering properties. However, it is possible that the large thermal expansion inherent in magnesite, without rigorous selection of its fractions, leads to the formation of cracks and contamination of the molten metal.

Известные тигли имеют конструктивные особенности и материалы, которые позволяют решать проблему повышения эксплуатационного ресурса и увеличения объемов выплавки высокочистых металлов путем сохранения формы тиглей за счет, например, создания амортизации их слоев в радиальном направлении.Known crucibles have structural features and materials that can solve the problem of increasing the operational resource and increasing the volume of smelting of high-purity metals by maintaining the shape of the crucibles by, for example, creating a depreciation of their layers in the radial direction.

Однако, если учесть, что в разных местах керамического изделия желательны различные свойства, проявляемые при их эксплуатации, то можно привести известные тигли, свойства которых различны по их высоте.However, if we take into account that various properties that are manifested during their operation are desirable in different places of the ceramic product, then we can cite well-known crucibles whose properties are different in their height.

Так, известен тигель индукционной установки (а.с. СССР №1013724, МПК F27D 1/16, з. 26.06.1981 г., оп. 23.04.1983 г.), сформированный из керамического материала, у которого верхняя часть внутреннего слоя выполнена из основного огнеупорного материала, а нижняя часть этого слоя выполнена из кислого огнеупорного материала. Наличие составной футеровки по высоте тигля позволяет исключить губительное воздействие наводимого в тигле основного шлака на кислую футеровку, что увеличивает эксплуатационный ресурс - срок службы тигля, и обеспечивает чистоту выплавляемого металла.So, the crucible of the induction unit (USSR AS No. 1013724, IPC F27D 1/16, c. 06.26.1981, op. 04.23.1983), formed of a ceramic material in which the upper part of the inner layer is made of the main refractory material, and the lower part of this layer is made of acid refractory material. The presence of a composite lining along the height of the crucible eliminates the detrimental effect of the main slag induced in the crucible on the acid lining, which increases the service life - the life of the crucible, and ensures the purity of the melted metal.

Известный тигель предназначен для плавления стали и чугуна, где происходит образование шлака. Однако, такое устройство не востребовано для плавления палладия, в процессе которого шлак не наводится, вследствие того, что металл палладий не способен окисляться.Known crucible is designed for melting steel and cast iron, where the formation of slag. However, such a device is not in demand for the melting of palladium, during which slag is not induced, due to the fact that the palladium metal is not able to oxidize.

Известен также плавильный тигель индукционной печи (а.с. СССР №739948, МПК F27D 11/06, з. 12.06.1978 г., оп. 20.11.2005 г.), состоящий из трех и более слоев, выполненных из керамического материала, в наружном слое которого в плоскости верхнего витка индуктора расположено графитовое кольцо. Такое кольцо способствует уменьшению растягивающих напряжений в верхней части тигля, повышает его надежность и долговечность при циклических тепловых нагрузках и обеспечивает чистоту выплавляемого металла.Also known is the melting crucible of an induction furnace (USSR AS No. 739948, IPC F27D 11/06, c. 12.06.1978, op. 20.11.2005), consisting of three or more layers made of ceramic material, in the outer layer of which a graphite ring is located in the plane of the upper coil of the inductor. Such a ring helps to reduce tensile stresses in the upper part of the crucible, increases its reliability and durability under cyclic thermal loads and ensures the purity of the melted metal.

Однако, применение известного тигля с кольцом из такого материала, как графит, не дает возможности выплавлять в тигле такие металлы, как палладий из-за образования с графитом хрупких карбидов палладия, которые попадают в металл и делают его непригодным к использованию.However, the use of a known crucible with a ring of a material such as graphite does not make it possible to melt metals such as palladium in the crucible due to the formation of brittle palladium carbides with graphite, which enter the metal and render it unusable.

Известен также плавильный тигель из керамического материала, размещенный в индукционной установке (патент РФ №2282806, МПК F27B 14/06, з. 12.05.2005 г., оп. 27.08.2006 г.), в верхней части снабженный изолирующим керамическими цилиндрами по периметру тигля, закрепленными металлическим жгутом. Инициирование дополнительных напряжений сжатия позволяет повысить работоспособность тигля.Also known is a melting crucible made of ceramic material, placed in an induction installation (RF patent No. 2282806, IPC F27B 14/06, dated 12.05.2005, op. 27.08.2006), in the upper part equipped with insulating ceramic cylinders around the perimeter crucible, fixed with a metal rope. The initiation of additional compression stresses improves the efficiency of the crucible.

В средней части по высоте тигля его термическое расширение сдерживается за счет жесткого металлического бандажа и замков. Однако, жесткость конструктивных элементов тигля не позволяет в полной мере уменьшить растягивающие напряжения в тигле до уровня, исключающего его разрушение и проникновение его материала в расплав. Эксплуатационный ресурс тигля и объем выплавленного высокочистого металла не достигают требуемых значений.In the middle part along the height of the crucible, its thermal expansion is restrained by a rigid metal band and locks. However, the rigidity of the structural elements of the crucible does not fully reduce the tensile stresses in the crucible to a level that excludes its destruction and penetration of its material into the melt. The service life of the crucible and the volume of melted high-purity metal do not reach the required values.

Известен также плавильный тигель индукционной установки (а.с. СССР №616506, МПК F27B 14/04, з. 07.10.1975 г., оп. 25.07.1975 г.), состоящий из трех слоев, выполненных из керамического материала. Многослойный тигель содержит внутренний слой из огнеупорных окислов, на наружной поверхности которого плазменным напылением сформирован средний слой из тугоплавких окислов. Затем следует наружный слой из огнеупорной набивной массы. В верхней части тигля имеется кольцо, которое является упрочняющим конструктивным элементом и одновременно несет защитную функцию для тигля при кокильной разливке расплавленного металла.Also known is a melting crucible of an induction installation (USSR AS No. 616506, IPC F27B 14/04, October 7, 1975, op. 07/25/1975), consisting of three layers made of ceramic material. The multilayer crucible contains an inner layer of refractory oxides, on the outer surface of which a middle layer of refractory oxides is formed by plasma spraying. This is followed by an outer layer of refractory packing material. In the upper part of the crucible there is a ring, which is a reinforcing structural element and at the same time carries a protective function for the crucible during chill casting of molten metal.

Средний слой, полученный плазменным напылением тугоплавких окислов на внутренний слой, упрочняет его, одновременно сращиваясь с ним. Это приводит к распространению трещин, возникающих во внутреннем - рабочем слое, через слой, образованный плазмой, к проникновению в них металла, что снижает его качество и количество плавок до разрушения тигля.The middle layer obtained by plasma spraying of refractory oxides on the inner layer, strengthens it, while at the same time merging with it. This leads to the propagation of cracks that arise in the inner - working layer through the layer formed by the plasma, to the penetration of metal into them, which reduces its quality and the number of melts before the destruction of the crucible.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков (прототипом) является тигель для индукционной установки (патент РФ на полезную модель №114765, МПК F27B 14/10, з. 25.08.2011 г., оп. 10.04.2012 г.), состоящей из трех слоев, выполненных из керамического материала, внутренний и наружный слои которого изготовлены плазменным напылением, а размещенный между ними средний слой выполнен в виде набивной футеровки, толщина которой составляет 0,05÷0,30 внутреннего диаметра тигля.The closest to the claimed utility model for the combination of essential features (prototype) is a crucible for induction installation (RF patent for utility model No. 114765, IPC F27B 14/10, z. 08/25/2011, op. 10.04.2012), consisting of three layers made of ceramic material, the inner and outer layers of which are made by plasma spraying, and the middle layer placed between them is made in the form of a printed lining, the thickness of which is 0.05 ÷ 0.30 the inner diameter of the crucible.

Известный тигель выполнен из периклаза, но его конкретные фракции и возможные добавки не уточнены, при этом, слои такого неопределенного состава расположены равномерно по всей поверхности тигля без учета того, что в различных местах керамического изделия могут быть желательны различные свойства.The known crucible is made of periclase, but its specific fractions and possible additives are not specified, while layers of such an indeterminate composition are evenly distributed over the entire surface of the crucible without taking into account that various properties may be desirable at different places in the ceramic product.

Известный тигель пригоден для плавки металлов платиновой группы, в том числе палладия и его сплавов. Однако, неопределенность фракционного и компонентного состава керамического материала тигля и отсутствие его конструктивных особенностей, направленных на оптимизацию функционирования тигля с учетом глубины плавильного пространства, что является существенным для индукционного нагрева, не позволяет достичь требуемого эксплуатационного ресурса - необходимого количества плавок до разрушения тигля. При этом, известный тигель не обеспечивает высокий выход годной продукции - высокочистых платиновых металлов, например палладия чистотой 99,95 мас. %, основного компонента из-за растрескивания тигля и попадания его материла в расплав.Known crucible is suitable for melting platinum group metals, including palladium and its alloys. However, the uncertainty of the fractional and component composition of the ceramic material of the crucible and the lack of its structural features aimed at optimizing the functioning of the crucible taking into account the depth of the melting space, which is essential for induction heating, does not allow to achieve the required operational resource - the required number of melts before the destruction of the crucible. Moreover, the known crucible does not provide a high yield of products - high-purity platinum metals, for example, palladium with a purity of 99.95 wt. %, the main component due to cracking of the crucible and the ingress of its material into the melt.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эксплуатационного ресурса тигля при увеличении выхода годного - высокочистого металла палладия.The problem to which the claimed utility model is directed is to increase the crucible's service life while increasing the yield — a high-purity palladium metal.

Поставленная цель достигается за счет технического результата - предотвращения растрескивания тигля, путем выполнения его футеровки составной по высоте тигля, с желательными для каждой из таких зон свойствами: прочной - в нижней части тигля и теплоизоляционной - в верхней.The goal is achieved due to the technical result - to prevent cracking of the crucible, by lining it with a composite height of the crucible, with properties desirable for each of these zones: durable - in the lower part of the crucible and insulating - in the upper.

Поставленная задача достигается тем, что в известном плавильном тигле для индукционной установки, состоящим из трех слоев, выполненных из керамического материала, внутренний и наружный слои которого изготовлены плазменным напылением, а размещенный между ними средний слой выполнен в виде набивной футеровки, толщина которой составляет 0,05÷0,30 внутреннего диаметра тигля, согласно полезной модели, средний слой выполнен из керамического материала на основе периклаза, футеровка из которого в зоне нижней части тигля сформирована путем засыпки, уплотнения и нагрева до спекания набивочной массы, которая содержит периклаз и борную кислоту при следующем содержании фракций и компонентов, в мас. %:The problem is achieved in that in the known melting crucible for induction installation, consisting of three layers made of ceramic material, the inner and outer layers of which are made by plasma spraying, and the middle layer placed between them is made in the form of a printed lining, the thickness of which is 0, 05 ÷ 0.30 of the inner diameter of the crucible, according to a utility model, the middle layer is made of ceramic material based on periclase, the lining of which in the zone of the lower part of the crucible is formed by filling , Sealing and heating to sintering stuffing mass which contains periclase and boric acid at the following content of the fractions and components, in wt. %:

периклаз:periclase:

частицы фракции 2 мм - 49÷51,particles of fraction 2 mm - 49 ÷ 51,

частицы фракции 1 мм - 44÷47,particles of fraction 1 mm - 44 ÷ 47,

борная кислота 3÷6,boric acid 3 ÷ 6,

а в зоне верхней части тигля футеровка среднего слоя сформирована путем засыпки и уплотнения набивочной массы, которая содержит периклаз и каолиновую вату при следующем содержании фракции и компонентов, в масс. %:and in the area of the upper part of the crucible, the lining of the middle layer is formed by backfilling and compaction of the packing mass, which contains periclase and kaolin wool at the following content of fraction and components, in mass. %:

периклаз:periclase:

частицы фракции 1 мм - 49÷51,particles of fraction 1 mm - 49 ÷ 51,

частицы фракции 0,08 мм - 34÷38,particles of a fraction of 0.08 mm - 34 ÷ 38,

каолиновая вата 12÷16,kaolin wool 12 ÷ 16,

при этом, высота набивной футеровки среднего слоя в зоне нижней части тигля составляет 0,4-0,6 глубины тигля.however, the height of the printed lining of the middle layer in the zone of the lower part of the crucible is 0.4-0.6 depth of the crucible.

Предлагаемый тигель имеет средний слой, выполненный на основе периклаза - высокоогнеупорного керамического материала, который обладает высоким коэффициентом термического расширения среди оксидов и низкой теплопроводностью. При этом, такие свойства периклаза обычно одинаково проявляются по всей высоте тигля.The proposed crucible has a middle layer made on the basis of periclase, a highly refractory ceramic material that has a high coefficient of thermal expansion among oxides and low thermal conductivity. Moreover, such properties of periclase are usually equally manifested throughout the height of the crucible.

Однако, исходя из того, что особенностью индукционных плавильных установок является то, что отношение размеров глубины плавильного пространства к поверхности зеркала металла значительно больше, чем в других плавильных печах, более высокое удельное давление столба жидкого металла приводит к увеличению износа футеровки в нижней зоне тигля.However, based on the fact that the peculiarity of induction melting plants is that the ratio of the dimensions of the depth of the melting space to the surface of the metal mirror is much larger than in other melting furnaces, the higher specific pressure of the liquid metal column leads to increased wear of the lining in the lower zone of the crucible.

Кроме того, тигель должен быть достаточно механически прочным, чтобы противостоять механическим ударам в нижней зоне тигля при загрузке твердой металлической шихты.In addition, the crucible must be mechanically strong enough to withstand mechanical shocks in the lower zone of the crucible when loading a solid metal charge.

При этом, футеровка тигля подвергается размыванию в условиях индукционного перемешивания металла, при этом в большей степени в нижней зоне тигля - у его дна, за счет фонтанирующего перемешивания металла при ударе его направленных потоков о дно под воздействием индуцированных вихревых токов.At the same time, the lining of the crucible undergoes erosion under the conditions of induction mixing of the metal, and to a greater extent in the lower zone of the crucible - near its bottom, due to gushing mixing of the metal upon impact of its directed flows to the bottom under the influence of induced eddy currents.

Вследствие этого, в качестве материала футеровки в зоне нижней части тигля была выбрана футеровочная масса, содержащая периклаз и спекающую добавку - борную кислоту, которая является веществом, способствующим лучшему скреплению частиц нагреваемой до сплавления футеровочной массы. Введение спекающей добавки в средний набивной слой тигля в зоне его нижней части способствует образованию монолитного термостойкого каркаса, который плотно охватывает внутренний слой тигля и препятствует раскрытию трещин, возникающих во внутреннем слое тигля в процессе эксплуатации устройства. Таким образом, тигель в своей нижней части является прочным, способным выдерживать механические и термические напряжения.As a result, a lining mass containing periclase and a sintering agent, boric acid, was selected as the lining material in the area of the bottom of the crucible, which is a substance that contributes to better bonding of the particles of the lining mass heated before fusion. The introduction of a sintering additive into the middle stuffed layer of the crucible in the zone of its lower part promotes the formation of a monolithic heat-resistant frame, which tightly covers the inner layer of the crucible and prevents the opening of cracks that occur in the inner layer of the crucible during operation of the device. Thus, the crucible in its lower part is durable, able to withstand mechanical and thermal stresses.

Вследствие того, что находящийся внутри тигля в переменном магнитном поле металл нагревается до очень высоких температур, а размещенный снаружи тигля индуктор охлаждается водой обычно комнатной температуры, между внутренним и внешним слоями тигля возникает большой температурный градиент, который вызывает в тигле термические напряжения, приводящие к его растрескиванию. Тигель должен иметь малую теплопроводность чтобы обеспечить теплоизоляцию и сократить потери тепла. При этом, суммарная толщина слоев тигля должна быть как можно меньше, так как по мере ее увеличения ухудшается электрическая характеристика индукционной установки. Вследствие этого, чтобы не увеличивать такую толщину на всю глубину тигля теплоизолирующая часть среднего слоя тигля сформирована только в его верхней части. Это уменьшает температурный градиент, термические напряжения и исключает растрескивание тигля. В нижней же части тигля наличие температурных напряжений не влечет за собой разрушение прочной спеченной монолитной структуры керамики, поэтому теплоизоляционной добавки в среднем слое нижней части тигля не требуется. Введение каолиновой ваты в средний слой в верхней части тигля позволяет сохранить его в насыпном, не спеченном состоянии в течение всего периода эксплуатации тигля. Наличие такого буферного слоя компенсирует термическое расширение внутреннего слоя и значительно снижает растягивающие напряжения, воспринимаемые наружным слоем. Это предупреждает образование сквозных трещин и проникновение жидкого металла к виткам индуктора.Due to the fact that the metal inside the crucible in an alternating magnetic field heats up to very high temperatures, and the inductor placed outside the crucible is cooled by water of usually room temperature, a large temperature gradient arises between the inner and outer layers of the crucible, which causes thermal stresses in the crucible, which lead to it cracking. The crucible must have low thermal conductivity to provide thermal insulation and reduce heat loss. At the same time, the total thickness of the layers of the crucible should be as small as possible, since as it increases, the electrical characteristic of the induction installation worsens. As a result of this, in order not to increase such thickness over the entire depth of the crucible, the insulating part of the middle layer of the crucible is formed only in its upper part. This reduces the temperature gradient, thermal stresses and eliminates cracking of the crucible. In the lower part of the crucible, the presence of temperature stresses does not entail the destruction of the strong sintered monolithic structure of ceramics, therefore, a heat-insulating additive in the middle layer of the lower part of the crucible is not required. The introduction of kaolin wool into the middle layer in the upper part of the crucible allows you to keep it in bulk, not sintered, during the entire period of operation of the crucible. The presence of such a buffer layer compensates for the thermal expansion of the inner layer and significantly reduces the tensile stresses perceived by the outer layer. This prevents the formation of through cracks and the penetration of liquid metal to the turns of the inductor.

Диапазоны соотношений фракций и компонентов во внутреннем слое тигля в зоне его верхней и нижней частей обусловлены экспериментально найденными условиями достижения технического результата.The ranges of ratios of fractions and components in the inner layer of the crucible in the area of its upper and lower parts are due to experimentally found conditions for achieving a technical result.

Так, низкое содержание спекающей добавки - менее 3 мас. %, в среднем слое зоны нижней части тигля приводит к недостаточной плотности материала этого слоя, к проникновению расплавленного металла через трещины внутреннего слоя тигля в набивной средней слой. Содержание спекающей добавки более 6 мас. % не улучшает спекание среднего слоя, но приводит к обильному выделению водяного пара при разложении повышенного количества борной кислоты при нагреве тигля. В связи с тем, что испаряющаяся из футеровки печи влага увеличивается в объеме во много раз, это приводит к растрескиванию слоев и разрушению тигля. Низкое содержание - менее 12 мас. %, теплоизоляционного материала в набивном слое в зоне верхней части тигля приводит к нагреву этой части тигля и, как следствие, к растрескиванию и разрушению наружного слоя.So, the low content of sintering additives is less than 3 wt. %, in the middle layer of the zone of the lower part of the crucible leads to insufficient density of the material of this layer, to the penetration of molten metal through cracks in the inner layer of the crucible into the printed middle layer. The content of sintering additives is more than 6 wt. % does not improve the sintering of the middle layer, but leads to a copious release of water vapor upon decomposition of an increased amount of boric acid upon heating of the crucible. Due to the fact that the moisture evaporating from the lining of the furnace increases in volume many times, this leads to cracking of the layers and destruction of the crucible. Low content - less than 12 wt. % of the heat-insulating material in the packed layer in the zone of the upper part of the crucible leads to heating of this part of the crucible and, as a result, to cracking and destruction of the outer layer.

Содержание теплоизоляционного материала более 16 мас. % не позволяет получить плотную металлонепроницаемую набивную футеровку, увеличивает растрескивание слоев и снижает стойкость тигля - его эксплуатационный ресурс.The content of thermal insulation material is more than 16 wt. % does not allow to obtain a dense metal-impermeable printed lining, increases the cracking of the layers and reduces the resistance of the crucible - its operational life.

Также экспериментально определен диапазон отношений высоты набивной футеровки в зоне нижней части тигля к его глубине, отвечающий достижению технического результата. Уменьшение высоты набивной футеровки со спекающей добавкой менее 0,4 от глубины тигля приводит к проникновению расплава в набивной слой через трещины внутреннего слоя.Also experimentally determined is the range of relations of the height of the printed lining in the zone of the lower part of the crucible to its depth, corresponding to the achievement of the technical result. Reducing the height of the printed lining with sintering additive less than 0.4 from the depth of the crucible leads to the penetration of the melt into the printed layer through cracks in the inner layer.

Увеличение высоты набивного слоя со спекающей добавкой более 0,6 глубины тигля приводит к перегреву и растрескиванию наружного слоя.An increase in the height of the packing layer with a sintering additive of more than 0.6 crucible depth leads to overheating and cracking of the outer layer.

Предложенное устройство является конструкцией, в которой заявленное сочетание материалов составной по глубине тигля футеровки среднего слоя, форма выполнения наружного и внутреннего слоев - плазмокерамическими, а среднего слоя - набивным, относительные размеры элементов конструкции позволяют создать новое качественное изделие с высоким эксплуатационным ресурсом при повторяющихся процессах загрузки и плавления высокотемпературного платинового металла - высокочистого палладия.The proposed device is a design in which the claimed combination of materials, composite along the depth of the crucible, of the lining of the middle layer, the form of the outer and inner layers is plasma-ceramic, and the middle layer is printed, the relative sizes of the structural elements allow you to create a new high-quality product with a high service life during repeated loading processes and melting of high temperature platinum metal - high purity palladium.

Отличительные от наиболее близкого аналога (прототипа) признаки заявляемой полезной модели являются существенными так как влияют на достижение технического результата.Distinctive from the closest analogue (prototype) features of the claimed utility model are significant as they affect the achievement of a technical result.

Отличительные признаки заявляемой полезной модели являются функционально не самостоятельными: количественными или указывают на взаимное расположение частей устройства, поиск таких признаков проводится без отрыва от тех функционально самостоятельных признаков, к которым они относятся и без отрыва от объекта в целом.Distinctive features of the claimed utility model are functionally not independent: quantitative or indicate the relative position of the device parts, the search for such signs is carried out without interruption from those functionally independent signs to which they relate without interruption from the object as a whole.

Совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не известна на уровне техники, следовательно она является новой.The set of essential features of the claimed utility model is not known at the prior art, therefore it is new.

На чертеже представлено предлагаемое устройство: вид устройства спереди с разрезом по его центральной продольной оси, где:The drawing shows the proposed device: a front view of the device with a cut along its central longitudinal axis, where:

1 - внутренний слой тигля,1 - the inner layer of the crucible,

2 - наружный слой тигля,2 - the outer layer of the crucible,

3 - средний слой тигля в зоне его нижней части,3 - the middle layer of the crucible in the zone of its lower part,

4 - средний слой тигля в зоне его верхней части,4 - the middle layer of the crucible in the area of its upper part,

5 - воротник.5 - collar.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением указанного результата, заключаются в описании устройства в статике и приведении способа его изготовления.Information confirming the possibility of implementing a utility model to obtain the specified result is contained in the description of the device in statics and the method of its manufacture.

Плавильный тигель для индукционной установки состоит из трех слоев, выполненных из керамического материала. Внутренний слой 1 и наружный слой 2 изготовлены плазменным напылением. Размещенный между слоями 1 и 2 средний слой выполнен в виде набивной футеровки, толщина которой составляет 0,05÷0,30 внутреннего диаметра тигля. Средний слой выполнен из керамического материала на основе периклаза. При этом, в зоне нижней части тигля футеровка 3 среднего слоя сформирована путем засыпки, уплотнения и нагрева до спекания набивной массы, которая содержит периклаз и спекающую добавку в виде борной кислоты. В зоне верхней части тигля футеровка 4 его среднего слоя сформирована путем засыпки и уплотнения набивной массы, которая содержит периклаз и теплоизолирующую добавку в виде каолиновой ваты. Составы набивной массы среднего слоя с указанием фаз и компонентов для нижней и верхней зоны тигля приведены в таблице 1, столбы 3 и 5, соответственно. При этом, высота набивной футеровки 3 среднего слоя тигля в зоне его нижней части составляет 0,6 глубины тигля.The melting crucible for the induction installation consists of three layers made of ceramic material. The inner layer 1 and the outer layer 2 are made by plasma spraying. Located between layers 1 and 2, the middle layer is made in the form of a printed lining, the thickness of which is 0.05 ÷ 0.30 of the inner diameter of the crucible. The middle layer is made of periclase-based ceramic material. At the same time, in the zone of the lower part of the crucible, the lining 3 of the middle layer is formed by filling, compaction, and heating to sintering the packing mass, which contains periclase and a sintering additive in the form of boric acid. In the area of the upper part of the crucible, the lining 4 of its middle layer is formed by filling and compacting the packed mass, which contains periclase and a heat-insulating additive in the form of kaolin wool. The compositions of the packed mass of the middle layer with phases and components for the lower and upper zone of the crucible are shown in table 1, columns 3 and 5, respectively. Moreover, the height of the printed lining 3 of the middle layer of the crucible in the zone of its lower part is 0.6 depth of the crucible.

Кроме того, тигель снабжен воротником 5 для герметизации среднего слоя для предотвращения высыпания его при разливке расплава.In addition, the crucible is equipped with a collar 5 for sealing the middle layer to prevent it from spilling during casting of the melt.

Для получения заявляемого устройства объемом 0,75 л набивные массы для составной футеровки среднего слоя тигля, состав которых приведен в таблице 1, готовили в двухвальном смесителе марки СЛ/10Z с Z-образными лопастями. Набивную массу со спекающей добавкой для среднего слоя нижней части тигля перемешивали 6 минут. Набивную массу с теплоизоляционной добавкой для среднего слоя в зоне верхней части тигля перемешивали 50 минут. Перемешивание осуществляли со сменой направления вращения лопастей смесителя для получения однородной набивной массы без отдельных фрагментов каолиновой ваты.To obtain the inventive device with a volume of 0.75 l, the packed masses for the composite lining of the middle layer of the crucible, the composition of which is shown in table 1, was prepared in a twin-shaft mixer of the SL / 10Z brand with Z-shaped blades. The packed mass with a sintering additive for the middle layer of the lower part of the crucible was mixed for 6 minutes. The stuffed mass with a heat-insulating additive for the middle layer in the zone of the upper part of the crucible was mixed for 50 minutes. Mixing was carried out with a change in the direction of rotation of the mixer blades to obtain a homogeneous packing mass without separate fragments of kaolin wool.

Набивную массу для воротника готовили с аналогичным составом и по той же технологии, как для среднего слоя тигля в его верхней части.The packing mass for the collar was prepared with the same composition and using the same technology as for the middle layer of the crucible in its upper part.

Для создания заявляемого устройства внутренний и наружный слои многослойного тигля изготавливали плазменным напылением электрокорунда марки 15А на удаляемые оправки, создавая объемные тонкостенные изделия в форме однослойных тиглей. Затем меньший по размеру (диаметром 70 мм высотой 90 мм) полученный плазмокерамический тигель для создания внутреннего слоя многослойного тигля центровали относительно большего плазмокерамического тигля (диаметром 104 мм и высотой 103 мм), сформированного для получения наружного слоя многослойного плавильного тигля. Вслед за этим нижнюю часть промежутка между плазмокрамическими тиглями заполняли набивной массой из периклаза разных фракций, в котором частицы размером 2,0 мм составляли 50,0 мас. % и частицы размером 1,0 мм составляли 47,0 мас. %, а другой компонент - борная кислота, составляла 3,0 мас. %. Заполнение промежутка производили примерно до середины стенки внутреннего тигля, используя примерно 500 г набивной массы, которую затем уплотняли на вибрационном столе марки ВИ - 101Б пластинчатой трамбовкой.To create the inventive device, the inner and outer layers of the multilayer crucible were made by plasma spraying of grade 15A electrocorundum onto removable mandrels, creating voluminous thin-walled products in the form of single-layer crucibles. Then, the smaller (diameter 70 mm, height 90 mm) obtained plasma-ceramic crucible to create the inner layer of the multilayer crucible was centered on a relatively larger plasma-ceramic crucible (104 mm in diameter and 103 mm high), formed to obtain the outer layer of the multilayer melting crucible. Following this, the lower part of the gap between the plasma-ceramic crucibles was filled with a packed mass of different fractions of periclase, in which 2.0 mm particles were 50.0 wt. % and particles with a size of 1.0 mm amounted to 47.0 wt. %, and another component, boric acid, was 3.0 wt. % The gap was filled approximately to the middle of the wall of the inner crucible, using approximately 500 g of stuffed mass, which was then compacted on a vibrating table of grade VI - 101B with a plate rammer.

Верхнюю часть промежутка между однослойными плазмокерамическими тиглями, образующими слои многослойного плавильного тигля заполняли предварительно доведенной до гомогенного состояния набивной массой, содержащей периклаз разных фракций, в котором частицы размером 1,0 мм составляли 50 мас. % и частицы размером 0,08 мм - 38,0 мас. %, а другой компонент - каолиновая вата, составляла 12 мас. %. Такую набивную массу уплотняли на указанном вибрационном столе, при этом, засыпку и уплотнение набивной массы повторяли, пока она не достигала верхнего края стенки наружного плазмокерамического тигля - верхнего края наружного слоя многослойного плавильного тигля. При этом, толщина среднего набивного слоя с учетом толщин внутреннего и внешнего слоев - по 2 мм, составляла 13 мм. Следовательно, ее соотношение с внутренним диаметром тигля было равно 0,18, то есть входило в заявляемый диапазон. Герметизацию среднего слоя плавильного тигля - формование воротника, проводили из указанной набивной массы, пригодной для формирования среднего слоя плавильного тигля в зоне его верхней части, с добавкой жидкого стекла плотностью 1,3 г/см3, доведенной до тестообразного состояния. Затем воротник протыкали стержнем в 10 местах для выхода водяного пара, образующегося в дальнейшем при нагреве тигля и разложении борной кислоты. В след за этим плавильный тигель просушивали в течение 6 часов при 200°C. Окончательное формирование среднего слоя тигля осуществлялось при проведении в нем пробной - первой плавки. При этом, плавильный тигель размещали в индукторе установки, загружали металлом - палладием, и нагревали с перегревом на 100°C от его температуры плавления - 1552°C в течение 40 минут.The upper part of the gap between single-layer plasma-ceramic crucibles, forming layers of a multilayer melting crucible, was filled with a pre-homogenized packing mass containing periclase of different fractions, in which 1.0 mm particles were 50 wt. % and particles with a size of 0.08 mm - 38.0 wt. %, and another component - kaolin wool, was 12 wt. % Such a packing mass was compacted on the indicated vibration table, while filling and compaction of the packing mass was repeated until it reached the upper edge of the wall of the outer plasma-ceramic crucible - the upper edge of the outer layer of the multilayer melting crucible. At the same time, the thickness of the middle stuffed layer, taking into account the thicknesses of the inner and outer layers - 2 mm each, was 13 mm. Therefore, its ratio with the inner diameter of the crucible was 0.18, that is, included in the claimed range. The sealing of the middle layer of the melting crucible - forming the collar, was carried out from the specified packing mass, suitable for forming the middle layer of the melting crucible in the area of its upper part, with the addition of liquid glass with a density of 1.3 g / cm 3 , brought to a pasty state. Then the collar was pierced with a rod in 10 places for the release of water vapor, which subsequently forms when the crucible is heated and the boric acid decomposes. Subsequently, the melting crucible was dried for 6 hours at 200 ° C. The final formation of the middle layer of the crucible was carried out during the trial - the first melting. In this case, the melting crucible was placed in the inductor of the installation, loaded with metal - palladium, and heated with overheating at 100 ° C from its melting point - 1552 ° C for 40 minutes.

При этом, набивная масса среднего слоя в зоне нижней части тигля, содержащая спекающую добавку, превращалась в монолит, плотно охватывающий внутренний слой тигля. Он являлся достаточно термостойким и препятствовал раскрытию трещин, которые иногда образовывались во внутреннем слое тигля в результате циклических перепадов температур от нагрева в процессе плавления металла и до охлаждения при загрузке шихты.At the same time, the packed mass of the middle layer in the zone of the lower part of the crucible containing the sintering additive turned into a monolith tightly covering the inner layer of the crucible. It was sufficiently heat-resistant and prevented the opening of cracks that sometimes formed in the inner layer of the crucible as a result of cyclic temperature changes from heating during the melting of the metal to cooling when loading the charge.

Также замеряли лазерным термометром марки АКИП 9309 температуру внешнего слоя тигля, которую приблизительно принимали за температуру среднего слоя тигля. Такая температура в нижней зоне тигля составляла 900°C, а в зоне верхней части тигля - 600°C, следовательно при одной температуре расплава по глубине тигля теплопроводность среднего слоя в зоне верхней части тигля на 30÷35% была ниже его теплопроводности в зоне нижней части тигля.The temperature of the outer layer of the crucible, which was approximately taken as the temperature of the middle layer of the crucible, was also measured with a AKIP 9309 laser thermometer. This temperature in the lower zone of the crucible was 900 ° C, and in the zone of the upper part of the crucible it was 600 ° C; therefore, at the same melt temperature along the depth of the crucible, the thermal conductivity of the middle layer in the zone of the upper part of the crucible was 30–35% lower than its thermal conductivity in the zone of the lower parts of the crucible.

Были проведены испытания заявляемого устройства на индукционной установке ИПУ 100-8-10 в условиях ЗАО «УРАЛИНТЕХ», при которых тигель продемонстрировал высокий эксплуатационный ресурс, а именно: выдержал без разрушения 20 плавок и плавка в нем была прекращена только в связи с отсутствием металла. Выход годной продукции - палладия марки Пд - 1 с массовой долей палладия 99,95% согласно ГОСТ 31291-2005 составил 99,6%. Были также проведены испытания других аналогичных плавильных тиглей для индукционной установки емкостью также 0,75 л с различным содержанием фракций и компонентов в набивной массе и разными отношениями конструктивных элементов устройств как при заявляемых диапазонах величин (заявляемые тигли), так и за их пределами (экспериментальные тигли). Данные занесены в таблицу 1.Tests of the claimed device were conducted on the induction installation IPU 100-8-10 in the conditions of URALINTECH CJSC, in which the crucible showed a high service life, namely: it withstood 20 melts without breaking and melting in it was stopped only due to the lack of metal. The yield is Pd - 1 grade palladium with a palladium mass fraction of 99.95% according to GOST 31291-2005 and amounted to 99.6%. Tests of other similar melting crucibles for an induction installation with a capacity of also 0.75 L with different contents of fractions and components in the packed mass and different ratios of the structural elements of the devices both at the declared ranges of values (claimed crucibles) and beyond (experimental crucibles) were also conducted. ) The data are listed in table 1.

Кроме того, приводим сравнительные данные для заявляемого и известных устройств, примененных на указанной индукционной установке в ЗАО «УРАЛИНТЕХ». Внутренний и наружный слои всех тиглей изготовлены плазменным напылением из корунда. Данные занесены в таблицу 2. Из этой таблицы видно, что заявляемый плавильный тигель имеет высокий эксплуатационный ресурс - количество плавок до разрушения тигля известных устройств составило 4÷8, в то время как только до плановой остановки программы плавления металла в заявляемом тигле, при отсутствии его разрушения, составило 22. При этом можно утверждать, что стойкость нового плавильного тигля увеличилась более, чем в 5 раз.In addition, we provide comparative data for the claimed and known devices used in the indicated induction installation at CJSC URALINTECH. The inner and outer layers of all crucibles are made by plasma spraying from corundum. The data are listed in table 2. From this table it is seen that the inventive melting crucible has a high service life - the number of melts before the destruction of the crucible of known devices was 4 ÷ 8, while only before the planned stop of the melting program of the inventive crucible, in the absence of it destruction, amounted to 22. However, it can be argued that the resistance of the new melting crucible has increased by more than 5 times.

Так, при сплавлении одного и того же объема палладия, например 3400 кг, с использованием известных тиглей их применялось 113 шт., а количество заявляемых тиглей составило 20 шт. С учетом себестоимости изготовления одного тигля емкостью 0,75 л, составляющей 1,8 тыс.рублей, экономия на все тигли равна более 167 тыс. рублей.So, when fusing the same volume of palladium, for example 3400 kg, using known crucibles, 113 were used, and the number of claimed crucibles was 20 pcs. Given the cost of manufacturing one crucible with a capacity of 0.75 liters, amounting to 1.8 thousand rubles, the savings on all crucibles is more than 167 thousand rubles.

Кроме того, объем и стоимость переработки бедных отходов в виде футеровки отработанных тиглей с целью извлечения драгоценных металлов, например палладия, снизились в 5 раз.In addition, the volume and cost of processing poor waste in the form of a lining of spent crucibles for the extraction of precious metals, such as palladium, decreased by 5 times.

При этом, выход годной продукции - высокочистого, дорогого и дефицитного палладия с его содержанием 99,95 мас. % в металле, увеличился от 98,6% при плавке в известном тигле до 99,6% в предлагаемом.At the same time, the yield is high-purity, expensive and scarce palladium with its content of 99.95 wt. % in metal, increased from 98.6% when melting in a known crucible to 99.6% in the proposed.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Claims (1)

Плавильный тигель для индукционной установки, состоящий из трех слоев, выполненных из керамического материала, внутренний и наружный слои которого изготовлены плазменным напылением, а размещенный между ними средний слой выполнен в виде набивной футеровки, толщина которой составляет 0,05-0,30 внутреннего диаметра тигля, отличающийся тем, что средний слой выполнен из керамического материала на основе периклаза, при этом в зоне нижней части тигля футеровка среднего слоя сформирована засыпкой, уплотнением и нагревом до спекания набивной массы, которая содержит периклаз и борную кислоту, при следующем содержании фракций и компонентов, в мас. %:A melting crucible for an induction installation, consisting of three layers made of ceramic material, the inner and outer layers of which are made by plasma spraying, and the middle layer placed between them is made in the form of a printed lining, the thickness of which is 0.05-0.30 the inner diameter of the crucible characterized in that the middle layer is made of periclase-based ceramic material, while in the area of the lower part of the crucible, the lining of the middle layer is formed by backfilling, compaction and heating until the packed mass is sintered sy, which contains periclase and boric acid, with the following content of fractions and components, in wt. %: периклаз:periclase: частицы фракции 2 мм 49-51 particles of fraction 2 mm 49-51 частицы фракции 1 мм 44-47 particles of fraction 1 mm 44-47 борная кислота 3- 6,boric acid 3-6, а в зоне верхней части тигля футеровка среднего слоя сформирована засыпкой и уплотнением набивной массы, которая содержит периклаз и каолиновую вату, при следующем содержании фракций и компонентов, в мас.%: and in the area of the upper part of the crucible, the lining of the middle layer is formed by backfilling and compaction of the packed mass, which contains periclase and kaolin wool, in the following fractions and components, in wt.%: периклаз:periclase: частицы фракции 1 мм 49-51 particles of fraction 1 mm 49-51 частицы фракции 0,08 мм 34-38 particles of a fraction of 0.08 mm 34-38 каолиновая вата 12-16,kaolin wool 12-16, при этом высота нижней части набивной футеровки среднего слоя составляет 0,4-0,6 глубины тигля.
Figure 00000001
the height of the lower part of the printed lining of the middle layer is 0.4-0.6 depth of the crucible.
Figure 00000001
RU2015123761/02U 2015-06-18 2015-06-18 Smelting crucible for induction installation RU163018U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015123761/02U RU163018U1 (en) 2015-06-18 2015-06-18 Smelting crucible for induction installation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015123761/02U RU163018U1 (en) 2015-06-18 2015-06-18 Smelting crucible for induction installation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU163018U1 true RU163018U1 (en) 2016-07-10

Family

ID=56370226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015123761/02U RU163018U1 (en) 2015-06-18 2015-06-18 Smelting crucible for induction installation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU163018U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schafföner et al. Investigating the corrosion resistance of calcium zirconate in contact with titanium alloy melts
US3492383A (en) Process of manufacturing a crack resistant multi-layer furnace lining
CN102838360B (en) Composite fireproof material and preparation method thereof
Dudczig et al. Application of oxide coatings for improved steel filtration with the aid of a metal casting simulator
US3837630A (en) Method of lining metallurgical furnaces and a lining material
CN105693259A (en) Preparation technique of corundum spinel solid solution refractory material
KR20140139576A (en) Molten steel container
RU163018U1 (en) Smelting crucible for induction installation
US3708600A (en) Vacuum induction melting furnaces
Cruz et al. Free opening performance of steel ladle as a function of filler sand properties
RU99128091A (en) WALL CONSTRUCTION FROM FIREPROOF BRICK
EP2792656B1 (en) Method for producing a silicon carbide whisker-reinforced refractory ceramic composition
JP2016160143A (en) Refractory
Slovikovskii et al. More durable lining for horizontal copper-nickel converters
JP6415356B2 (en) Silicon carbide refractory block for molten iron and method for producing the same
RU2802219C1 (en) Method for manufacturing crucible lining of vacuum induction furnace
CN109809805A (en) It is a kind of for controlling the silicon carbide ceramics membrane preparation method in Jinsui River mouthful
RU2246670C1 (en) Method of manufacture of refractory crucible
CN104193318A (en) Preparation technique of magnesia alumina spinel
RU2282806C1 (en) Induction crucible melting furnace
JPWO2014006990A1 (en) Molten metal container
RU2673252C1 (en) Method of manufacturing composite material with aluminum matrix - steel deoxidizer
RU114765U1 (en) CUTTER FOR INDUCTION INSTALLATION
RU2525887C2 (en) Production of ceramic crucibles for aluminothermal casting of foundry alloys of rare refractory metals
JP4361048B2 (en) Lightweight castable refractories for molten aluminum and aluminum alloys

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190619