RU2246670C1 - Method of manufacture of refractory crucible - Google Patents
Method of manufacture of refractory crucible Download PDFInfo
- Publication number
- RU2246670C1 RU2246670C1 RU2003129913/02A RU2003129913A RU2246670C1 RU 2246670 C1 RU2246670 C1 RU 2246670C1 RU 2003129913/02 A RU2003129913/02 A RU 2003129913/02A RU 2003129913 A RU2003129913 A RU 2003129913A RU 2246670 C1 RU2246670 C1 RU 2246670C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crucible
- layer
- temperature
- template
- heating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к разработке индукционных печей, и может быть использовано при изготовлении таких важнейших элементов высокоогнеупорной футеровки печей, как набивные тигли.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the development of induction furnaces, and can be used in the manufacture of such important elements of highly refractory lining of furnaces as stuffed crucibles.
Известен способ изготовления набивных тиглей с помощью шаблона, который конструктивно выполняют в виде сварного каркаса из листового железа, наружной формой и размерами повторяющего профиль рабочего пространства тигля (см. авторское свидетельство №526756, кл. F 27 В 14/10, БИ №32 от 30.08.76 г.). Шаблон изготавливают трехслойным с наружным огнеупорным слоем и слоем из легкоплавкого материала, который размещают между каркасом и огнеупорным слоем. После набивки стенок тигля и его нагрева до температуры плавления легкоплавкого слоя шаблон извлекают, а слой огнеупорного материала остается в тигле, образуя его рабочую поверхность.A known method of manufacturing a printed crucibles using a template that is structurally performed in the form of a welded frame made of sheet iron, the external shape and size of which follows the profile of the working space of the crucible (see copyright certificate No. 526756, class F 27 B 14/10, BI No. 32 from 08/30/76 g.). The template is made three-layer with an external refractory layer and a layer of fusible material, which is placed between the frame and the refractory layer. After filling the walls of the crucible and heating it to the melting temperature of the fusible layer, the template is removed, and the layer of refractory material remains in the crucible, forming its working surface.
Однако известная технология изготовления тигля, при которой слой из огнеупорного материала наносят методом обмакивания шаблона в суспензию из гидролизированного этилсиликата и порошка огнеупора, не обеспечивает достаточную плотность и прочность рабочей поверхности тигля, что приводит к преждевременному выходу его из строя.However, the known crucible manufacturing technology, in which a layer of refractory material is applied by dipping the template into a suspension of hydrolyzed ethyl silicate and refractory powder, does not provide sufficient density and strength of the crucible working surface, which leads to its premature failure.
Известен способ изготовления многослойного огнеупорного тигля, включающий монтаж шаблона, последовательную набивку теплоизоляционных слоев из асбестовой ткани, огнеупорного бетона и коалиновой ваты, спрессованной и уложенной в чехлы из стеклоткани, с прослойкой между слоями из эластичного влагопроницаемого материала, а на заключительной стадии - термообработку набитого полуфабриката тигля (см. авторское свидетельство №621952, кл. F 27 В 14/10. БИ №32 от 30.08.78 г.).A known method of manufacturing a multilayer refractory crucible, including mounting a template, sequentially stuffing heat-insulating layers of asbestos fabric, refractory concrete and koolin wool, pressed and laid in fiberglass covers, with a layer between layers of elastic moisture-permeable material, and at the final stage, heat treatment of the stuffed semi-finished crucible (see copyright certificate No. 621952, class F 27 B 14/10. BI No. 32 from 08/30/78).
Однако использованная в этом способе технология набивки теплоизоляционных слоев, изготовленных из материалов с различным фракционным составом, при набивке тиглей промышленных печей приводит к “проеданию” тиглей и снижает их стойкость.However, the technology used in this method for stuffing heat-insulating layers made of materials with different fractional composition when stuffing crucibles in industrial furnaces leads to “eating up” of crucibles and reduces their resistance.
Известен также способ изготовления огнеупорного тигля, включающий набивку на подину дна тигля, установку на него стационарного шаблона - кольцевой обечайки меньшего диаметра и подвижного шаблона - кольцевой обечайки большего диаметра, набивку огнеупорных материалов в пространстве между шаблонами с образованием внутреннего слоя и защитной поверхностью индуктора с образованием наружного слоя и последующим высокотемпературным обжигом полуфабриката тигля для создания условий спекания огнеупорных материалов (см. авт.свид. № 431378, кл. F 27 В 14/10, БИ №21 от 05.06.74 г.).There is also known a method of manufacturing a refractory crucible, including stuffing on the bottom of the crucible bottom, installing a stationary template on it - an annular shell of a smaller diameter and a movable template - an annular shell of a larger diameter, packing refractory materials in the space between the templates with the formation of the inner layer and the protective surface of the inductor with the formation the outer layer and subsequent high-temperature firing of the semi-finished crucible to create conditions for sintering of refractory materials (see ed. certificate No. 431378, class F 27 V 14/10, BI No. 21 dated 05.06.74).
Однако в этом способе, принятом за прототип, хотя и обеспечивается постоянство толщин набиваемых различных по “вещественному и гранулометрическому составу слоев”, не происходит надежное диффузионное перемешивание их в месте соприкосновения. После термообработки в тигле не образуется прочная гетерогенная масса, что приводит к снижению эрозио- и коррозиестойкости тигля и уменьшению ресурса его работы. Отслеживать износ футеровки в процессе эксплуатации печи представляет большие трудности, т. к. возникает необходимость в частых остановках печи, что приводит к ее дополнительным простоям и удорожанию стоимости. Более того, из-за непредсказуемости характера проникновения плавящего металла через стенку тигля и, как следствие, последующего закорачивания индуктора возникает опасность выхода индуктора из строя.However, in this method, adopted as a prototype, although it ensures constant thickness of the packed layers of different "material and particle size distribution", there is no reliable diffusion mixing of them at the point of contact. After heat treatment, a strong heterogeneous mass is not formed in the crucible, which leads to a decrease in the erosion and corrosion resistance of the crucible and a decrease in the resource of its operation. It is very difficult to monitor the wear of the lining during operation of the furnace, since there is a need for frequent stops of the furnace, which leads to additional downtime and an increase in cost. Moreover, due to the unpredictability of the nature of the penetration of the melting metal through the wall of the crucible and, as a consequence, the subsequent shorting of the inductor, there is a danger of the inductor breaking down.
Задачей изобретения является увеличение срока службы тигля и плавильной печи в целом, а техническим результатом - достижение высокой эррозио- и коррозиестойкости тигля к воздействию химически активных и расплавленных сред за счет обеспечения низкой пористости тигля, несмачиваемости и отсутствия химического взаимодействия его внутренней стенки с расплавленным металлом.The objective of the invention is to increase the service life of the crucible and the melting furnace as a whole, and the technical result is the achievement of high erosion and corrosion resistance of the crucible to the effects of chemically active and molten media by providing low crucible porosity, non-wettability and the absence of chemical interaction of its inner wall with molten metal.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в предложенном способе изготовления огнеупорного тигля, включающем набивку подины дна тигля, установку на него стационарного шаблона - кольцевой обечайки меньшего диаметра и подвижного шаблона - кольцевой обечайки большего диаметра, набивку огнеупорных материалов в пространствах между шаблонами с образованием внутреннего слоя и между подвижным шаблоном и поверхностью с образованием наружного слоя, а также высокотемпературный обжиг полуфабриката тигля для создания условий спекания огнеупорных материалов, дно тигля выполняют многослойным, например двухслойным, для чего на подину для формирования нижнего слоя устанавливают дополнительно второй подвижный шаблон и набивают огнеупорным материалом на всю поверхность подины нижний слой, причем пространство внутри шаблона набивают реакционноспособной смесью экзотермического состава.The solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that in the proposed method for manufacturing a refractory crucible, including stuffing the bottom of the crucible bottom, installing a stationary template on it - an annular shell of a smaller diameter and a movable template - an annular shell of a larger diameter, packing refractory materials in the spaces between the templates with the formation of the inner layer and between the movable template and the surface with the formation of the outer layer, as well as high-temperature firing of the semi-finished crucible to create Nia conditions sintering refractory material of the crucible bottom multilayer operate, for example two-layer, which on the hearth for forming the lower layer is set further second movable template and packed with a refractory material to the entire surface of the hearth bottom layer, wherein the space is packed inside the template reactive mixture exothermic composition.
Затем проводят вибротрамбование нижнего слоя, удаляют второй подвижный шаблон и дополнительно доутрамбовывают образовавшийся слой. Для формирования верхнего слоя дна тигля на всю поверхность нижнего слоя наносят реакционноспособную смесь экзотермического состава и проводят вибротрамбование верхнего слоя.Then vibrotampering of the lower layer is carried out, the second movable template is removed and the formed layer is additionally rammed. To form the upper layer of the bottom of the crucible, a reactive mixture of exothermic composition is applied to the entire surface of the lower layer and the upper layer is rammed.
На подготовленный полуфабрикат дна тигля устанавливают соосно стационарный и первый подвижный шаблоны, пространство между которыми набивают реакционноспособной смесью экзотермического состава и последовательно формируют первый внутренний слой стенки тигля. Пространство между подвижным шаблоном и защитной поверхностью индуктора набивают огнеупорным материалом и последовательно формируют второй наружный слой.The prepared semi-finished bottom of the crucible is installed coaxially stationary and the first movable templates, the space between which is filled with a reactive mixture of exothermic composition and sequentially form the first inner layer of the wall of the crucible. The space between the movable template and the protective surface of the inductor is filled with refractory material and a second outer layer is successively formed.
Набивку слоев в указанных пространствах проводят вибротрамбованием одновременно в несколько приемов, для чего при каждом приеме после засыпки и трамбования очередной порции вышеуказанных материалов приподнимают подвижный шаблон последовательно на высоту (0,6-0,8)l, где l - длина подвижного шаблона.Layering of layers in these spaces is carried out by ramming simultaneously in several stages, for which, at each reception, after filling and tamping the next portion of the above materials, the movable template is raised successively to a height of (0.6-0.8) l, where l is the length of the movable template.
После каждого подъема шаблона вначале проводят дополнительное доутрамбование слоев для заполнения вышеуказанными материалами, образовавшегося после каждого подъема шаблона разреженного пространства.After each lifting of the template, first additional ramming of the layers is carried out to fill with the above materials, formed after each lifting of the template of a rarefied space.
По достижении заданной высоты стенки тигля первый подвижный шаблон удаляют и проводят окончательное вибротрамбование во всем объеме полученного двухслойного полуфабриката тигля.Upon reaching a predetermined height of the crucible wall, the first movable template is removed and the final vibratory ramming is carried out in the entire volume of the obtained two-layer semi-finished crucible product.
В процессе заключительной операции осуществляют обжиг полученного полуфабриката, включающий медленный нагрев тигля по заданному графику нагрева до температуры 850-950°С в течение 4-6 часов с темпом нагрева 2-8°/мин. После этого при темпе 10-15°/мин ускоряют нагрев до достижения температуры расплава загруженного в тигель металла.During the final operation, the resulting semi-finished product is fired, including the slow crucible heating according to a predetermined heating schedule to a temperature of 850-950 ° C for 4-6 hours with a heating rate of 2-8 ° / min. After that, at a rate of 10-15 ° / min, heating is accelerated until the temperature of the melt loaded into the crucible is reached.
В предложенном способе реакционноспособную смесь экзотермического состава приготавливают в виде шихты, состоящей из: восстановителя - металла в количестве 12-30%, окислителя - простых и/или сложных оксидов металлов 40-88% и модифицирующих добавок 0-30%.In the proposed method, a reactive mixture of exothermic composition is prepared in the form of a mixture consisting of: a reducing agent - metal in an amount of 12-30%, an oxidizing agent - simple and / or complex metal oxides of 40-88% and modifying additives 0-30%.
При этом в качестве металла-восстановителя используют тонкодисперсный порошок алюминия (и/или магния, и/или сплава алюминия с магнием, и/или титана и/или циркония) в количестве 12-30%. В качестве окислителя используют тонкодисперсный шунгит 0-50% и/или оксиды таких элементов, как кремний (и/или магний, и/или титан, и/или железо, и/или хром, и/или марганец) 10-75%, а в качестве модифицирующих добавок - нитридные (и/или карбидные, и/или боридные, и/или силицидные) бескислородные соединения и/или простые и/или сложные оксиды металлов 0-30%.At the same time, finely dispersed powder of aluminum (and / or magnesium, and / or an alloy of aluminum with magnesium, and / or titanium and / or zirconium) in the amount of 12-30% is used as a metal reducing agent. As an oxidizing agent, finely dispersed shungite 0-50% and / or oxides of elements such as silicon (and / or magnesium, and / or titanium, and / or iron, and / or chromium, and / or manganese) are used 10-75%, and as modifying additives - nitride (and / or carbide, and / or boride, and / or silicide) oxygen-free compounds and / or simple and / or complex metal oxides 0-30%.
Заданный график нагрева тигля включает согласно способу, по крайней мере, четыре участка нагрева и два участка выдержки во времени. При этом на первом участке плавно повышают температуру до 120-150°С с темпом нагрева 2-37 мин и выдерживают достигнутую температуру в течение 30-60 мин. На втором участке температуру повышают до 500-550°С с темпом нагрева 4-6°/мин и выдерживают достигнутую температуру в течение 30-60 мин. На третьем участке увеличивают темп нагрева до 6-8°/мин и доводят температуру до 850-950°С. После прохождения экзотермической реакции, протекающей в течение от одной до нескольких минут, на четвертом участке при темпе 10-15°/мин ускоряют нагрев до достижения температуры расплава загруженного в тигель металла.According to the method, a predetermined schedule for heating a crucible includes at least four heating sections and two holding sections in time. At the same time, in the first section, the temperature is gradually increased to 120-150 ° C with a heating rate of 2-37 minutes and the achieved temperature is maintained for 30-60 minutes. In the second section, the temperature is increased to 500-550 ° C with a heating rate of 4-6 ° / min and the achieved temperature is maintained for 30-60 minutes. In the third section, increase the heating rate to 6-8 ° / min and bring the temperature to 850-950 ° C. After passing through an exothermic reaction, which lasts from one to several minutes, heating is accelerated in the fourth section at a rate of 10-15 ° / min until the temperature of the melt loaded into the crucible is reached.
Отличительные особенности способа состоят также в том, что второй подвижный шаблон изготавливают диаметром D1=(1-1,5)D2, где D2 - диаметр первого подвижного шаблона, и высотой h≤0,65δ1, где δ1 - толщина дна тигля, а дно тигля набивают толщиной δ1=(2-5)δ2, где δ2 - расстояние между стационарным и первым подвижным шаблонами.Distinctive features of the method also consist in the fact that the second movable template is made with a diameter D 1 = (1-1.5) D 2 , where D 2 is the diameter of the first movable template, and a height h≤0,65δ 1 , where δ 1 is the thickness the bottom of the crucible, and the bottom of the crucible is stuffed with a thickness of δ 1 = (2-5) δ 2 , where δ 2 is the distance between the stationary and the first movable templates.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1, 2 и 3.The essence of the invention is illustrated in figures 1, 2 and 3.
На фиг.1 изображены основные элементы футеровки электроплавильной печи, поясняющие реализацию способа изготовления огнеупорного тигля.Figure 1 shows the main elements of the lining of an electric melting furnace, explaining the implementation of the method of manufacturing a refractory crucible.
На фиг.2 изображен заданный график нагрева полуфабриката тигля в соответствии с предложенным способом.Figure 2 shows a predetermined schedule for heating the semi-finished crucible in accordance with the proposed method.
На фиг.3 показана конфигурация основы тигля из высокотемпературной коррозионностойкой керамики экзотермического состава, полученная после обжига полуфабриката тигля.Figure 3 shows the configuration of the crucible base from high temperature corrosion-resistant ceramic of exothermic composition obtained after firing the semi-finished crucible.
Реализация способа осуществляется в следующей последовательности операций, включающих изготовление дна тигля и его стенки. При этом отличительная особенность способа состоит в том, что дно тигля изготавливают многослойным, например двухслойным, состоящим из нижнего и верхнего слоев.The implementation of the method is carried out in the following sequence of operations, including the manufacture of the bottom of the crucible and its wall. Moreover, a distinctive feature of the method is that the bottom of the crucible is made multilayer, for example, two-layer, consisting of the lower and upper layers.
Для формирования нижнего слоя дна тигля на подину 1 (фиг.1) устанавливают подвижный шаблон 2 диаметром D1 и высотой h≤0,65δ1, где δ1 - выбранная толщина дна тигля. Пространство 3 между шаблоном 2 и защитной поверхностью индуктора 10 набивают одним из штатных огнеупорных материалов, например, кварцитом с добавлением буры (борной кислоты), либо огнеупорным бетоном, например, алюмосиликатного или глиноземистого состава с добавлением магнезита на жидком стекле и др. Пространство 4 внутри шаблона набивают реакционноспособной смесью экзотермического состава.To form the bottom layer of the crucible bottom, a movable template 2 with a diameter of D 1 and a height h≤0,65δ 1 , where δ 1 is the chosen thickness of the bottom of the crucible, is installed on the bottom 1 (Fig. 1). The space 3 between the template 2 and the protective surface of the inductor 10 is filled with one of the standard refractory materials, for example, quartzite with the addition of borax (boric acid), or refractory concrete, for example, aluminosilicate or aluminous composition with the addition of magnesite on liquid glass, etc. Space 4 inside template stuffed with a reactive mixture of exothermic composition.
После набивки нижнего слоя указанными огнеупорными материалами проводят вибротрамбование слоя известными механическими или пневматическими средствами. Затем подвижный шаблон 2 удаляют, проводят дополнительное доутрамбование нижнего слоя, в результате которого на границе контакта огнеупорных материалов происходит их механическое диффузионное перемешивание.After stuffing the lower layer with said refractory materials, the layer is vibrated by known mechanical or pneumatic means. Then the movable template 2 is removed, an additional ramming of the lower layer is carried out, as a result of which mechanical diffusion mixing occurs at the contact boundary of the refractory materials.
Для изготовления верхнего слоя 5 дна тигля на сформировавшуюся поверхность нижнего слоя равномерно наносят реакционноспособную смесь, аналогичную по экзотермическому составу смеси, которой набивали пространство 4 внутри шаблона 2.For the manufacture of the upper layer 5 of the crucible bottom, a reactive mixture is uniformly applied to the formed surface of the lower layer, similar in exothermic composition to the mixture, which filled the space 4 inside the template 2.
Следует отметить, что состав реакционноспособной смеси и количественное соотношение входящих в нее компонентов выбирают на основе исходных материалов, способных к возникновению экзотермической реакции и проведению процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС-процесса). Состав смеси зависит также от:It should be noted that the composition of the reactive mixture and the quantitative ratio of its constituent components are selected on the basis of starting materials capable of causing an exothermic reaction and the process of self-propagating high temperature synthesis (SHS process). The composition of the mixture also depends on:
- вида расплавляемого металла, причем состав смеси подбирается таким образом, чтобы обеспечить высокую коррозионную стойкость тигля и несмачиваемость металла с внутренней керамической стенкой тигля;- the type of molten metal, and the composition of the mixture is selected in such a way as to ensure high corrosion resistance of the crucible and non-wettability of the metal with the inner ceramic wall of the crucible;
- свойств и состава набивной массы из штатных огнеупорных материалов, которые подбираются таким образом, чтобы обеспечить согласование коэффициентов линейного расширения образующейся керамической основы тигля со штатным огнеупорным материалом и создания высокопрочного переходного диффузионного слоя между указанными материалами.- properties and composition of the packed mass of regular refractory materials, which are selected in such a way as to ensure that the linear expansion coefficients of the resulting ceramic base of the crucible are consistent with the standard refractory material and create a high-strength transition diffusion layer between these materials.
Реакционноспособную смесь экзотермического состава готовят в виде шихты, состоящей из восстановителя - металла в количестве 12-30%, окислителя - простых и/или сложных оксидов металлов 40-88% и модифицирующих добавок 0-30%. Причем исходными материалами для подготовки шихты являются восстановитель и окислитель, подобранные в соотношениях, необходимых для создания оптимальных условий протекания экзотермической реакции. Модифицирующие же добавки вводят для согласования коэффициентов термического расширения используемых огнеупорных материалов, улучшения прочностных характеристик тигля, повышения его химической стойкости при длительной эксплуатации в агрессивных расплавленных средах.A reactive mixture of exothermic composition is prepared in the form of a mixture consisting of a reducing agent - metal in an amount of 12-30%, an oxidizing agent - simple and / or complex metal oxides 40-88% and modifying additives 0-30%. Moreover, the starting materials for the preparation of the mixture are a reducing agent and an oxidizing agent selected in the ratios necessary to create optimal conditions for the exothermic reaction. Modifying additives are introduced to coordinate the coefficients of thermal expansion of the refractory materials used, to improve the strength characteristics of the crucible, to increase its chemical resistance during prolonged use in aggressive molten environments.
В качестве металла-восстановителя в предлагаемом способе используют тонкодисперсный порошок алюминия (и/или магния, и/или сплава алюминия с магнием, и/или титана и/или циркония) в количестве 12-30%. В качестве окислителя используют тонкодисперсный шунгит в количестве 0-50% и/или оксиды таких элементов, как кремний (и/или магний, и/или титан, и/или железо, и/или хром, и/или марганец) в количестве 10-75%, а в качестве модифицирующих добавок - нитридные (и/или карбидные, и/или боридные, и/или силицидные) бескислородные соединения и/или простые и/или сложные оксиды металлов в количестве 0-30%.As a metal reducing agent in the proposed method, finely dispersed powder of aluminum (and / or magnesium, and / or an alloy of aluminum with magnesium, and / or titanium and / or zirconium) is used in an amount of 12-30%. As an oxidizing agent, finely dispersed shungite in an amount of 0-50% and / or oxides of elements such as silicon (and / or magnesium and / or titanium and / or iron and / or chromium and / or manganese) in an amount of 10 -75%, and as modifying additives - nitride (and / or carbide, and / or boride, and / or silicide) oxygen-free compounds and / or simple and / or complex metal oxides in an amount of 0-30%.
После формирования верхнего слоя дна тигля проводят дополнительное вибротрамбование, способствующее механическому перемешиванию нижнего и верхнего слоев в месте их контакта.After the formation of the upper layer of the bottom of the crucible, additional ramming is carried out, which contributes to the mechanical mixing of the lower and upper layers at their contact point.
На изготовленный полуфабрикат дна тигля устанавливают соосно два шаблона в виде кольцевых обечаек разного диаметра, а именно стационарный шаблон 6 меньшего диаметра и подвижный шаблон 7 большего диаметра D2, определяемый из соотношения D1=(1-1,5)D2.Two templates are installed coaxially on the semi-finished product of the crucible bottom in the form of annular shells of different diameters, namely, a stationary template 6 of a smaller diameter and a movable template 7 of a larger diameter D 2 , determined from the relation D 1 = (1-1.5) D 2 .
Кольцевое пространство 8 на расстоянии δ2 между шаблонами 6 и 7 набивают реакционноспособной смесью, аналогичной по экзотермическому составу смеси, которую использовали при изготовлении полуфабриката дна тигля. В результате этой операции последовательно формируют внутренний слой стенки тигля.The
Пространство 9 между подвижным шаблоном 7 и поверхностью индуктора 10 набивают штатным огнеупорным материалом и последовательно формируют второй наружный слой стенки тигля. При этом следует отметить, что набивку слоев в указанных пространствах 8 и 9 проводят последовательно вибротрамбованием в несколько приемов для чего вначале набивают внутренний слой стенки тигля, а затем наружный без подъема шаблона. При каждом последующем приеме после засыпки и трамбования очередной порции вышеуказанных материалов приподнимают подвижный шаблон 7 последовательно на высоту (0,6-0,8)l, где l - длина подвижного шаблона. При этом величину l выбирают исходя из заданной высоты стенки тигля и реальной возможности тщательного утрамбования слоев тигля.The space 9 between the movable template 7 and the surface of the inductor 10 is filled with regular refractory material and the second outer layer of the crucible wall is successively formed. It should be noted that the layer packing in the indicated
После каждого подъема шаблона проводят дополнительное доутрамбование слоев для заполнения вышеуказанными огнеупорными материалами образовавшегося разреженного пространства.After each lifting of the template, an additional ramming of the layers is carried out to fill the resulting rarefied space with the above refractory materials.
По достижении заданной высоты стенки тигля подвижный шаблон 7 удаляют и проводят окончательное вибротрамбование во всем объеме полученного двухслойного полуфабриката тигля.Upon reaching a predetermined height of the crucible wall, the movable template 7 is removed and the final vibratory ramming is carried out in the entire volume of the obtained two-layer semi-finished crucible.
После проведения вышеуказанных технологических операций по изготовлению полуфабриката тигля приступают к его высокотемпературному обжигу, который должен обеспечить формирование керамической основы тигля.After carrying out the above technological operations for the manufacture of a semi-finished crucible, they proceed to its high-temperature firing, which should ensure the formation of a ceramic base of the crucible.
Обжиг полуфабриката тигля согласно способу включает медленный (в течение 4-6 часов) нагрев тигля по заданному на фиг.2 графику нагрева, имеющего, по крайней мере, четыре участка нагрева и два участка выдержки во времени. При этом на участке I плавно повышают температуру до 120-150°С с темпом нагрева 2-3°/мин. Достигнутую температуру выдерживают в течение 30-60 мин. На участке II температуру повышают до 500-550°С с темпом нагрева 4-6°/мин с выдержкой достигнутой температуры в течение 30-60 мин. На участке III увеличивают темп нагрева до 6-8°/мин и доводят температуру до 850-950°С, обеспечивающую инициирование СВС-процесса и возникновение экзотермической реакции. После ее прохождения (в течение одной - нескольких минут) на участке IV с помощью индуктора 10 ускоряют нагрев тигля при темпе 10-15°/мин до достижения температуры расплава загруженного в тигель металла.The firing of the semi-finished crucible according to the method includes slow (within 4-6 hours) heating of the crucible according to the heating schedule set in FIG. 2, having at least four heating sections and two holding sections in time. At the same time, in section I, the temperature is gradually increased to 120-150 ° C with a heating rate of 2-3 ° / min. The achieved temperature is maintained for 30-60 minutes. In section II, the temperature is increased to 500-550 ° C with a heating rate of 4-6 ° / min with exposure to the achieved temperature for 30-60 minutes. In section III, the heating rate is increased to 6-8 ° / min and the temperature is brought to 850-950 ° C, which ensures the initiation of the SHS process and the occurrence of an exothermic reaction. After it has passed (within one to several minutes) in section IV, using the inductor 10, accelerate the heating of the crucible at a rate of 10-15 ° / min until the melt temperature of the metal loaded into the crucible is reached.
Таким образом, благодаря использованию в способе наряду со штатными огнеупорными материалами СВС-материала в виде реакционноспособной смеси экзотермического состава, а также предложенного высокотемпературного обжига тигля обеспечивается синтезирование керамики во всем объеме реакционноспособного материала и на границах контакта его со штатным огнеупорным материалом. При этом за счет реакции СВС дополнительно выделяется значительное количество тепла, которое, с одной стороны, улучшает спекание слоев и способствует образованию керамической основы тигля определенной конфигурации, как показано на фиг.3, а с другой - приводит к некоторому снижению энергетических затрат на создание двухслойной футеровки тигля.Thus, due to the use of the SHS material in the form of a reactive mixture of exothermic composition, as well as the proposed high-temperature firing of the crucible, along with the standard refractory materials of the crucible, the synthesis of ceramics is ensured in the entire volume of the reactive material and at the boundaries of its contact with the regular refractory material. At the same time, due to the SHS reaction, a significant amount of heat is additionally generated, which, on the one hand, improves sintering of the layers and promotes the formation of a ceramic crucible base of a certain configuration, as shown in Fig. 3, and on the other hand, leads to some reduction in energy costs for creating a two-layer Crucible linings.
В результате получается тигель с необходимым упрочнением наиболее нагруженного участка, в частности, дна тигля с очень тонкой, но высокопрочной стенкой из огнеупорного керамического материала. При этом объем, занимаемый СВС - материалом, составляет ~15-20% от объема, занимаемого огнеупорными материалами.The result is a crucible with the necessary hardening of the most loaded area, in particular, the bottom of the crucible with a very thin, but high-strength wall made of refractory ceramic material. Moreover, the volume occupied by SHS - material is ~ 15-20% of the volume occupied by refractory materials.
Предложенная технология изготовления тигля обеспечивает существенное (в 1,5-2,0 и более раз по сравнению с известными технологиями) увеличение ресурса работы тигля и плавильной печи в целом, а вследствие этого увеличиваются межремонтные циклы и снижаются энергетические затраты и время простоя печи.The proposed crucible manufacturing technology provides a significant (1.5-2.0 or more times in comparison with the known technologies) increase in the life of the crucible and the melting furnace as a whole, and as a result of this, overhaul cycles increase and energy costs and furnace downtime are reduced.
Экспериментальные исследования, проведенные в процессе разработки предлагаемого способа, показали, что увеличение ресурса тигля обеспечивается за счет высокой эрозионной и коррозионной стойкости синтезированного керамического материала тигля к воздействию химически активных расплавленных сред, его низкой пористости и несмачиваемости к расплавленному металлу.Experimental studies conducted during the development of the proposed method showed that an increase in the crucible resource is provided due to the high erosion and corrosion resistance of the synthesized ceramic material of the crucible to the effects of chemically active molten media, its low porosity and non-wettability to the molten metal.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129913/02A RU2246670C1 (en) | 2003-10-09 | 2003-10-09 | Method of manufacture of refractory crucible |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003129913/02A RU2246670C1 (en) | 2003-10-09 | 2003-10-09 | Method of manufacture of refractory crucible |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2246670C1 true RU2246670C1 (en) | 2005-02-20 |
Family
ID=35218797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003129913/02A RU2246670C1 (en) | 2003-10-09 | 2003-10-09 | Method of manufacture of refractory crucible |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2246670C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542888C2 (en) * | 2009-05-05 | 2015-02-27 | Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани | Fire-resistant lining for titanium ore dressing |
-
2003
- 2003-10-09 RU RU2003129913/02A patent/RU2246670C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2542888C2 (en) * | 2009-05-05 | 2015-02-27 | Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани | Fire-resistant lining for titanium ore dressing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20090056923A (en) | Refractory crucibles capable of managing thermal stress and suitable for melting highly reactive alloys | |
| CZ42896A3 (en) | Part for steel casting and process for producing thereof | |
| RU2246670C1 (en) | Method of manufacture of refractory crucible | |
| CN105917186B (en) | The manufacture method of the lining structure body of molten metal container and the lining structure body of molten metal container | |
| JP7416117B2 (en) | Castable refractories and ladle | |
| JP2020055726A (en) | Spinel-magnesia-carbon brick for vacuum degassing apparatus, and vacuum degassing apparatus having the same lined on sidewall of lower vessel thereof | |
| CN205526168U (en) | Metal melting is with swift current steel bay | |
| RU2209193C1 (en) | Multiple-component protective-hardening coating and method of its production | |
| JP5180504B2 (en) | Method for manufacturing precast block for metal melting furnace ceiling and precast block for metal melting furnace ceiling | |
| CN112573904A (en) | Based on Al2O3-SiO2-ZrO2Steel pipe with ceramic lining and preparation method thereof | |
| JP6885218B2 (en) | How to select MgO-C bricks, how to operate molten metal containers, and lining structure of molten metal containers | |
| CN206385200U (en) | A kind of intermediate frequency fire door rushes argon protective device | |
| RU2401719C2 (en) | Method of producing articles from titanium carbide-based composite | |
| JP2599729B2 (en) | Ingot making method for alloy articles | |
| RU71413U1 (en) | FIRE-RESISTANT COOKING TANK FOR ACCUMULATION OF LIQUID ELECTRIC SLAG METAL | |
| JP2005089271A (en) | Carbon-containing refractory, its manufacturing method and its use application | |
| RU2282806C1 (en) | Induction crucible melting furnace | |
| RU2057617C1 (en) | Method to manufacture metallurgical ladle using dry sintered masses | |
| RU163018U1 (en) | Smelting crucible for induction installation | |
| JP2019132469A (en) | Construction method for molten metal container | |
| RU114765U1 (en) | CUTTER FOR INDUCTION INSTALLATION | |
| JPH08290958A (en) | Oxide-based refractory and its production | |
| Kampova et al. | Technological stages in investment casting: features and prospects | |
| KR100701372B1 (en) | Method of producing a fireproof lining | |
| Banerjee | Thermal and Corrosion Properties of Monolithic Refractories for Iron and Steel Applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181010 |