RU2323195C1 - Method of manufacture of crucibles - Google Patents
Method of manufacture of crucibles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2323195C1 RU2323195C1 RU2007105434/03A RU2007105434A RU2323195C1 RU 2323195 C1 RU2323195 C1 RU 2323195C1 RU 2007105434/03 A RU2007105434/03 A RU 2007105434/03A RU 2007105434 A RU2007105434 A RU 2007105434A RU 2323195 C1 RU2323195 C1 RU 2323195C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- hardening
- amount
- hour
- crucibles
- Prior art date
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к огнеупорной промышленности, а именно к производству тиглей для плавки металлов и сплавов в печах с индукционным нагревом, применяемых в стоматологии, металлургической промышленности и др.The invention relates to the refractory industry, in particular to the production of crucibles for melting metals and alloys in induction heating furnaces used in dentistry, the metallurgical industry, etc.
Известен способ изготовления тиглей из кварцевой керамики путем шликерного литья, согласно которому в пористые формы заливают высококонцентрированные керамические вяжущие суспензии (ВКВС) кварцевого стекла, которые получают способом мокрого измельчения в шаровых мельницах. Способ шликерного литья из ВКВС характеризуется достаточно высокой продолжительностью (2-4 часа при толщине стенки 5 мм), отливки сушат, а после сушки отливки необходимо подвергать термообработке при температуре 1100-1200°С для достижения необходимой прочности [Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика. - М.: Металлургия, 1974, с.123-148].A known method of manufacturing crucibles from quartz ceramics by slip casting, according to which highly concentrated ceramic binder suspensions (HCBS) of silica glass, which are obtained by wet grinding in ball mills, is poured into porous forms. The slip casting method from HCBS is characterized by a rather high duration (2-4 hours at a wall thickness of 5 mm), the castings are dried, and after drying the castings must be heat-treated at a temperature of 1100-1200 ° C to achieve the required strength [Pivinsky Yu.E., Romashin A.G. Quartz ceramics. - M .: Metallurgy, 1974, p.123-148].
К недостаткам способа следует отнести снижение термостойкости при термообработке и значительную продолжительность способа.The disadvantages of the method include a decrease in heat resistance during heat treatment and a significant duration of the method.
Известен также способ формования изделий на основе кварцевого стекла путем литья из керамобетонной массы на основе ВКВС кварцевого стекла с плотностью 1,88-1,92 г/см3, в который вводится зернистый заполнитель 50-400 мкм. Недостатком известного способа является то, что полученные по нему изделия обладают недостаточной механической прочностью в высушенном состоянии (предел прочности при изгибе - 3-5 МПа) [Пивинский Ю.Е. Керамические и огнеупорные материалы. Избранные труды. Том II. - Санкт-Петербург: Стройиздат, СПб, 2003, с.384-386].There is also a known method of molding products based on quartz glass by casting from a ceramic concrete mass based on HCBS quartz glass with a density of 1.88-1.92 g / cm 3 into which a granular aggregate of 50-400 microns is introduced. The disadvantage of this method is that the products obtained from it have insufficient mechanical strength in the dried state (tensile strength in bending - 3-5 MPa) [Pivinsky Yu.E. Ceramic and refractory materials. Selected Works. Volume II - St. Petersburg: Stroyizdat, St. Petersburg, 2003, p. 384-386].
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ изготовления тиглей из кварцевой керамики, включающий получение высококонцентрированной суспензии кварцевого стекла мокрым измельчением, ее стабилизацию, введение зернистого заполнителя, формирование литьем в пористые формы, сушку, обжиг или гидротермальную обработку. Зернистый заполнитель из кварцевого стекла с размером 50-400 мкм вводят в исходную суспензию с плотностью 1,88-1,92 г/см3, с содержанием 30-45 мас.% частиц менее 5 мкм в количестве, обеспечивающем ее содержание в наполненной системе 25-35 мас.% при значении плотности линейной системы 1,94-1,98 г/см3, после чего осуществляют дополнительную стабилизацию посредством механического перемешивания на протяжение не менее 4 ч, литье в пористую форму, сушку и обжиг изделия при 1100-1200°С или гидротермальную обработку в паровом автоклаве при температурах 150-200°С на протяжении 4-12 ч.The closest in technical essence and combination of essential features is a method for manufacturing crucibles made of quartz ceramics, which includes obtaining a highly concentrated suspension of quartz glass by wet grinding, its stabilization, introducing granular aggregate, casting into porous forms, drying, firing or hydrothermal treatment. Granular filler of silica glass with a size of 50-400 microns is introduced into the initial suspension with a density of 1.88-1.92 g / cm 3 , with a content of 30-45 wt.% Particles less than 5 microns in an amount ensuring its content in the filled system 25-35 wt.% With a linear system density of 1.94-1.98 g / cm 3 , after which additional stabilization is carried out by mechanical stirring for at least 4 hours, molding in a porous form, drying and firing of the product at 1100- 1200 ° C or hydrothermal treatment in a steam autoclave at temperatures of 150-200 ° C on prot zhenii 4-12 hours.
В частных примерах исполнения способа по прототипу на стадии наполненной суспензии в нее вводят разжижающие добавки, на стадии заполнения осуществляют ее вибрирование, заполнение массой осуществляют при положении формы «днище сверху», а разборка формы и извлечение отливки - при положении «днище снизу», в процессе набора массы осуществляется подогрев формы до 30-40°С, а в качестве рабочей среды при гидротермальной обработке применяют смесь воды и аммиака при концентрации 10-20%. Способ позволяет получить крупногабаритные тигли. Способ позволяет достигнуть высокоплотного и равномерного по свойствам состояния материала на стадии формирования (пористость ниже 13%), понижение усадки отливки на стадии подвялки и сушки до значений, не превышающих 0,03%, требуемую механическую прочность после упрочнения (не ниже 20 МПа) при значениях усадки, не превышающих 0,1%, при этом материал после спекания (упрочнения) не должен содержать включений кристобалита на уровне не более 2-3% [Патент на изобретение №2264365, Бюл. №32, 20.11.2005].In private examples of the method according to the prototype, at the stage of the filled suspension, thinning additives are introduced into it, at the filling stage it is vibrated, the mass is filled with the mold position “bottom up”, and disassembly of the mold and extraction of the casting with the position “bottom bottom”, in during the process of mass gain, the mold is heated to 30-40 ° C, and a mixture of water and ammonia at a concentration of 10-20% is used as the working medium during hydrothermal treatment. The method allows to obtain large-sized crucibles. The method allows to achieve a high-density and uniform in state properties of the material at the formation stage (porosity below 13%), lowering the shrinkage of the casting at the stage of draining and drying to values not exceeding 0.03%, the required mechanical strength after hardening (not lower than 20 MPa) at shrinkage values not exceeding 0.1%, while the material after sintering (hardening) should not contain cristobalite inclusions at the level of no more than 2-3% [Patent for the invention No. 2264365, Bull. No. 32, November 20, 2005].
Недостатком способа по прототипу является то, что спекание отливок при указанной температуре, помимо повышения затрат, приводит к частичному образованию кристобалита и, как следствие, к снижению термостойкости и, соответственно, снижению числа плавок в печах индукционного нагрева. В связи с этим полученные по этому способу изделия не выдерживают более 5-7 плавок в печах индукционного нагрева. Гидротермальная обработка также требует дополнительных затрат и достаточно дорогостоящего оборудования, а смесь паров воды и аммиака является экологически небезопасной.The disadvantage of the prototype method is that the sintering of castings at the indicated temperature, in addition to increasing costs, leads to the partial formation of cristobalite and, as a result, to a decrease in heat resistance and, accordingly, a decrease in the number of melts in induction heating furnaces. In this regard, the products obtained by this method do not withstand more than 5-7 heats in induction heating furnaces. Hydrothermal treatment also requires additional costs and quite expensive equipment, and a mixture of water vapor and ammonia is environmentally unsafe.
Задачей изобретения является разработка экономичного способа получения термостойких тиглей для печей индукционного нагрева, имеющих повышенные эксплуатационные характеристики.The objective of the invention is to develop an economical method for producing heat-resistant crucibles for induction heating furnaces having enhanced performance characteristics.
Техническими результатами, которые могут быть получены при реализации изобретения, являются:Technical results that can be obtained by implementing the invention are:
- повышение термостойкости;- increase in heat resistance;
- повышение числа плавок в печах индукционного нагрева;- increasing the number of heats in induction heating furnaces;
- снижение энергозатрат.- reduction of energy costs.
Решение указанной задачи и достижение вышеперечисленных технических результатов стало возможным благодаря тому, что в известном способе изготовления тиглей, включающем получение высококонцентрированной суспензии кварцевого стекла мокрым измельчением, ее стабилизацию, смешивание с зернистым заполнителем из кварцевого стекла, формование литьем в гипсовые пористые формы, сушку, упрочнение, высококонцентрированную суспензию при получении модифицируют добавкой аморфного кремнезема в количестве 3-5 мас.%, затем производят смешивание с заполнителем из кварцевого стекла с размером менее 200 мкм в количестве 25-35 мас.% в течение не менее 0,5 часа, упрочнение осуществляют в растворе жидкого стекла в течение не менее 20 мин с дополнительной сушкой при температуре более 100°С в течение 1 часа или термообработкой при температуре 950°С с выдержкой при максимальной температуре не более 1 часа.The solution of this problem and the achievement of the above technical results became possible due to the fact that in the known method for the manufacture of crucibles, which includes obtaining a highly concentrated suspension of quartz glass by wet grinding, its stabilization, mixing with granular filler from quartz glass, molding by molding in porous gypsum molds, drying, hardening , a highly concentrated suspension upon receipt is modified by the addition of amorphous silica in an amount of 3-5 wt.%, then mix with quartz glass filler with a size of less than 200 microns in an amount of 25-35 wt.% for at least 0.5 hours, hardening is carried out in a solution of liquid glass for at least 20 minutes with additional drying at a temperature of more than 100 ° C for 1 hours or heat treatment at a temperature of 950 ° C with exposure at a maximum temperature of not more than 1 hour.
Изобретательским шагом, позволяющим получить термостойкие изделия (не менее 15 плавок в печах индукционного нагрева) с достаточной механической прочностью (σизг. не ниже 10 МПа) без дополнительных затрат на высокотемпературную термообработку (автоклавирование) или путем термообработки при более низкой температуре, является введение при получении ВКВС модифицирующей добавки, содержащей аморфный кремнезем. Добавка позволяет повысить удельную концентрацию кремниевой кислоты в дисперсионной среде литейной формовочной системы, состоящей из модифицированной ВКВС кварцевого стекла и заполнителя, что приводит к значительному росту прочности отливок после сушки и упрочнения. Упрочнение (достижение требуемой механической прочности) полученных отливок достигается термообработкой при температуре 950°С с выдержкой при максимальной температуре не более 1 часа или химическим активированием контактных связей (УХАКС-механизм) в растворе натриевого жидкого стекла за счет эффекта "холодного спекания". В поровой структуре отливки в процессе выдержки в щелочном растворе за счет повышенного содержания аморфного SiO2 образуется перенасыщенный раствор кремниевой кислоты, твердая фаза которой на поверхности матрицы переосаждается по механизму поликонденсации, т.е не требуется дополнительное энергозатратное упрочнение для достижения требуемой механической прочности.An inventive step that allows one to obtain heat-resistant products (at least 15 heats in induction heating furnaces) with sufficient mechanical strength (σ bending no lower than 10 MPa) without additional costs for high-temperature heat treatment (autoclaving) or by heat treatment at a lower temperature is the introduction of obtaining HCBS modifying additives containing amorphous silica. The additive allows to increase the specific concentration of silicic acid in the dispersion medium of the foundry molding system, consisting of modified quartz glass HCBS and aggregate, which leads to a significant increase in the strength of castings after drying and hardening. Hardening (achieving the required mechanical strength) of the obtained castings is achieved by heat treatment at a temperature of 950 ° C with exposure at a maximum temperature of not more than 1 hour or by chemical activation of contact bonds (UKHAX mechanism) in a solution of sodium liquid glass due to the effect of "cold sintering". In the pore structure of the cast during aging in an alkaline solution due to the increased content of amorphous SiO 2 , a supersaturated solution of silicic acid is formed, the solid phase of which is reprecipitated on the matrix surface by the polycondensation mechanism, i.e., additional energy-consuming hardening is not required to achieve the required mechanical strength.
Полученные по предлагаемому способу изделия за счет наличия модифицирующей добавки имеют достаточную прочность после сушки и упрочнения для их использования в центробежных литьевых машинах, а также более высокие эксплуатационные характеристики (в 3-6 раз).Obtained by the proposed method, the products due to the presence of modifying additives have sufficient strength after drying and hardening for their use in centrifugal injection molding machines, as well as higher operational characteristics (3-6 times).
Заявляемый способ осуществляют следующим образом. Высококонцентрированную суспензию получают методом мокрого помола с постадийной загрузкой материала в шаровую мельницу. На первой стадии помола вводят модифицирующую добавку в виде кремнекислоты, кремнегеля или трепела (содержание SiO2 не менее 85%) в количестве 3-5 мас.%. Конечная плотность суспензии 1,88-1,89 г/см3. При этом содержание тонкодисперсных частиц (менее 0,1 мкм) составляет 5-10%, а крупных (более 63 мкм) не более 1-2%. Мокрый помол в шаровой мельнице объемом 0,2 м3 продолжают 16-18 часов. Полученную суспензию транспортируют в шаровую мельницу без мелющих тел и подвергают стабилизации перемешиванием в течение не менее 4 часов.The inventive method is as follows. A highly concentrated suspension is obtained by wet grinding with stepwise loading of the material into a ball mill. At the first stage of grinding, a modifying additive is introduced in the form of silicic acid, silica gel or tripoli (SiO 2 content of at least 85%) in an amount of 3-5 wt.%. The final density of the suspension is 1.88-1.89 g / cm 3 . The content of fine particles (less than 0.1 microns) is 5-10%, and large (more than 63 microns) not more than 1-2%. Wet grinding in a ball mill with a volume of 0.2 m 3 lasts 16-18 hours. The resulting suspension is transported to a ball mill without grinding media and stabilized by stirring for at least 4 hours.
Литьевую смесь готовят путем введения в ВКВС заполнителя с размером частиц до 200 мкм в герметичном смесителе грушевидного типа при скорости вращения не более 10-15 об/мин в течение не менее 0,5 часа. Содержание заполнителя должно находиться в пределах 25-35%.The injection mixture is prepared by introducing into the HCBS an aggregate with a particle size of up to 200 microns in a sealed pear-type mixer at a rotation speed of not more than 10-15 rpm for at least 0.5 hours. The filler content should be between 25-35%.
Формование методом литья осуществляют в гипсовой пористой форме сливным способом. Время набора массы, в зависимости от конструкции тигля, составляет 15-20 мин. Отлитое изделие после выемки из формы подвергают сушке при температуре более 100°С до достижения остаточной влажности не более 0,3%. После сушки при необходимости осуществляют устранение возможных поверхностных дефектов отливки.The molding method is carried out in a plaster porous form by a drain method. The mass gain time, depending on the design of the crucible, is 15-20 minutes. After removal from the mold, the molded product is dried at a temperature of more than 100 ° C until a residual moisture content of not more than 0.3% is reached. After drying, if necessary, carry out the elimination of possible surface defects of the casting.
Упрочнение изделий осуществляют в растворе натриевого жидкого стекла в течение 20 мин с последующим удалением остатков раствора жидкого стекла на сетчатом поддоне и сушкой при температуре более 100°С в течение 1 часа или изделия после первой сушки подвергают термообработке в электрической муфельной печи при температуре 950°С с выдержкой при максимальной температуре не более 1 часа.The hardening of the products is carried out in a solution of sodium liquid glass for 20 minutes, followed by the removal of the remaining liquid glass solution on a mesh pan and drying at a temperature of more than 100 ° C for 1 hour, or the products after the first drying are subjected to heat treatment in an electric muffle furnace at a temperature of 950 ° C with exposure at a maximum temperature of not more than 1 hour.
Практическая применимость заявляемого способа показана на примерах его конкретного применения.The practical applicability of the proposed method is shown by examples of its specific application.
Пример 1Example 1
Кварцевое стекло подвергают мокрому помолу в шаровой мельнице объемом 0,2 м3. Помол осуществляют с постадийной загрузкой материала. При первой загрузке вводят все количество дисперсионной среды (вода) и 60 мас.% материала, также при первой загрузке материала вводят 4 мас.% аморфного кремнезема в виде кремнегеля, что соответствует средним значениям содержания аморфного кремнезема в заявляемых пределах.Quartz glass is subjected to wet grinding in a ball mill with a volume of 0.2 m 3 . The grinding is carried out with a stepwise loading of the material. At the first loading, the entire amount of the dispersion medium (water) and 60 wt.% Of the material are introduced; also, at the first loading of the material, 4 wt.% Of amorphous silica in the form of silica gel is introduced, which corresponds to the average values of the content of amorphous silica within the claimed limits.
Последующие догрузки материала осуществляют при достижении при помоле остатка на сите 0063 не более 2%. Общая продолжительность помола составляет 18 часов. Полученную суспензию транспортируют в шаровую мельницу объемом 0,05 м3 без мелющих тел и подвергают стабилизации перемешиванием в течение не менее 4 часов. Готовая ВКВС характеризуется следующими свойствами: плотность - 1,89 г/см3; остаток на сите 0063 - 1%, содержание частиц диаметром 5 мкм - 50 мас.%, более 50 мкм - 5%, 5-50 мкм - 45%. Литьевую смесь готовят смешиванием ВКВС и 30 мас.% заполнителя из кварцевого стекла с размером частиц до 200 мкм (что соответствует средним значениям содержания зернистого заполнителя в заявляемых пределах) в герметичном смесителе грушевидного типа при скорости вращения 10 об/мин в течение 0,5 часа. Формование тиглей осуществляют в гипсовой пористой форме сливным способом. Время набора массы составляет 15 мин. Отлитое изделие после выемки из формы подвергают сушке при температуре более 100°С до достижения остаточной влажности не более 0,3%. После сушки при необходимости осуществляют устранение возможных поверхностных дефектов отливки. Упрочнение осуществляют в растворе натриевого жидкого стекла плотностью 1,06 г/см3 в течение 20 мин. Затем изделия помещают на сетчатый поддон для удаления остатков раствора жидкого стекла, а затем сушат при температуре более 100°С в течение 1 часа.Subsequent loading of the material is carried out when reaching the grinding residue on the sieve 0063 no more than 2%. The total grinding time is 18 hours. The resulting suspension is transported to a 0.05 m 3 ball mill without grinding media and stabilized by stirring for at least 4 hours. Ready HCBS is characterized by the following properties: density - 1.89 g / cm 3 ; the residue on a sieve 0063 is 1%, the content of particles with a diameter of 5 μm is 50 wt.%, more than 50 μm is 5%, 5-50 μm is 45%. The injection mixture is prepared by mixing HCBS and 30 wt.% Filler of quartz glass with a particle size of up to 200 μm (which corresponds to the average values of the content of granular aggregate in the claimed range) in a sealed pear-type mixer at a speed of 10 rpm for 0.5 hour . The formation of crucibles is carried out in a gypsum porous form by a drain method. Mass gain time is 15 minutes. After removal from the mold, the molded product is dried at a temperature of more than 100 ° C until a residual moisture content of not more than 0.3% is reached. After drying, if necessary, carry out the elimination of possible surface defects of the casting. Hardening is carried out in a solution of sodium liquid glass with a density of 1.06 g / cm 3 for 20 minutes Then the products are placed on a mesh tray to remove residual liquid glass solution, and then dried at a temperature of more than 100 ° C for 1 hour.
Технические характеристики получаемых тиглей:Technical characteristics of the resulting crucibles:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 45;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 45;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 32.(when using steel 03X25R21C4) - 32.
Пример 2Example 2
По примеру 1, только в качестве добавки аморфного кремнезема используют кремнекислоту в количестве 3% мас. Литьевую смесь готовят смешиванием ВКВС и 35 мас.% заполнителя с размером частиц до 200 мкм, упрочнение осуществлют в растворе натриевого жидкого стекла плотностью 1,05 г/см3 в течение 20 мин.In example 1, only as an additive of amorphous silica use silicic acid in an amount of 3% wt. The injection mixture is prepared by mixing HCBS and 35 wt.% Aggregate with a particle size of up to 200 μm, hardening is carried out in a solution of sodium liquid glass with a density of 1.05 g / cm 3 for 20 minutes
Техническая характеристика получаемых тиглей:Technical characteristics of the resulting crucibles:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 40;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 40;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 24.(when using steel 03X25R21C4) - 24.
Пример иллюстрирует минимальное значение содержания аморфного кремнезема и максимальное значение количества зернистого заполнителя в заявляемых пределах.The example illustrates the minimum value of the content of amorphous silica and the maximum value of the amount of granular aggregate in the claimed range.
Пример 3Example 3
По примеру 1, только в качестве добавки аморфного кремнезема используют трепел (с содержанием SiO2 не менее 85%) 5 мас.%. Литьевую смесь готовят смешиванием ВКВС и 25 мас.% заполнителя с размером частиц до 200 мкм, упрочнение осуществляют в растворе натриевого жидкого стекла плотностью 1,05 г/см3 в течение 15 мин.According to example 1, only Tripoli (with a SiO 2 content of at least 85%) 5 wt.% Is used only as an amorphous silica additive. The injection mixture is prepared by mixing HCBS and 25 wt.% Aggregate with a particle size of up to 200 μm, hardening is carried out in a solution of sodium liquid glass with a density of 1.05 g / cm 3 for 15 minutes
Технические характеристики получаемых тиглей:Technical characteristics of the resulting crucibles:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 38;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 38;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 23.(when using steel 03X25R21C4) - 23.
Пример соответствует максимальному значению содержания аморфного кремнезема и минимальному значению количества зернистого заполнителя в заявляемых пределах.The example corresponds to the maximum value of the content of amorphous silica and the minimum value of the amount of granular aggregate in the claimed range.
Пример 4Example 4
По примеру 1, только в качестве добавки аморфного кремнезема используют кремнекислоту в количестве 2,5 мас.%. Литьевую смесь готовят смешиванием ВКВС и 40 мас.% заполнителя с размером частиц до 200 мкм, упрочнение осуществляют в растворе натриевого жидкого стекла плотностью 1,05 г/см3 в течение 20 мин.According to example 1, only as an additive of amorphous silica use silicic acid in an amount of 2.5 wt.%. The injection mixture is prepared by mixing HCBS and 40 wt.% Aggregate with a particle size of up to 200 μm, hardening is carried out in a solution of sodium liquid glass with a density of 1.05 g / cm 3 for 20 minutes
Технические характеристики получаемых тиглей:Technical characteristics of the resulting crucibles:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 32;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 32;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 17.(when using steel 03X25R21C4) - 17.
Пример соответствует значению содержанию аморфного кремнезема ниже минимального и значению количества зернистого заполнителя выше максимального в заявляемых пределах.The example corresponds to the value of the content of amorphous silica below the minimum and the value of the amount of granular aggregate above the maximum within the claimed limits.
Пример 5Example 5
По примеру 1, только в качестве добавки аморфного кремнезема используют кремнекислоту в количестве 5,5 мас.%. Литьевую смесь готовят смешиванием ВКВС и 20 мас.% заполнителя с размером частиц до 200 мкм, упрочнение осуществляют в растворе натриевого жидкого стекла плотностью 1,05 г/см3 в течение 20 мин.According to example 1, only as an additive of amorphous silica use silicic acid in an amount of 5.5 wt.%. The injection mixture is prepared by mixing HCBS and 20 wt.% Aggregate with a particle size of up to 200 μm, hardening is carried out in a solution of sodium liquid glass with a density of 1.05 g / cm 3 for 20 minutes
Технические характеристики получаемых тиглей:Technical characteristics of the resulting crucibles:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 26;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 26;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 14.(when using steel 03X25R21C4) - 14.
Пример соответствует значению содержанию аморфного кремнезема выше максимального и значению количества зернистого заполнителя ниже минимального в заявляемых пределах.The example corresponds to the value of the content of amorphous silica above the maximum and the value of the amount of granular aggregate below the minimum within the claimed limits.
Пример 6Example 6
По примеру 1, только в качестве добавки аморфного кремнезема используют кремнекислоту в количестве 4 мас.%. Литьевую смесь готовят смешиванием ВКВС и 30 мас.% заполнителя с размером частиц до 200 мкм, упрочнение осуществляют термообработкой в электрической муфельной печи при температуре 950°С с выдержкой при максимальной температуре не более 1 часа.According to example 1, only as an additive of amorphous silica use silicic acid in an amount of 4 wt.%. The injection mixture is prepared by mixing HCBS and 30 wt.% Aggregate with a particle size of up to 200 μm, hardening is carried out by heat treatment in an electric muffle furnace at a temperature of 950 ° C with holding at a maximum temperature of not more than 1 hour.
Технические характеристики получаемых тиглей:Technical characteristics of the resulting crucibles:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 42;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 42;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 25.(when using steel 03X25R21C4) - 25.
Пример соответствует средним значениям содержания аморфного кремнезема и зернистого заполнителя в заявляемых пределах.The example corresponds to the average content of amorphous silica and granular aggregate in the claimed range.
Пример 7Example 7
По примеру 1, только в качестве добавки аморфного кремнезема используют кремнекислоту в количестве 3 мас.%. Литьевую смесь готовят смешиванием ВКВС и 35 мас.% заполнителя с размером частиц до 200 мкм, упрочнение осуществляют термообработкой в электрической муфельной печи при температуре 950°С с выдержкой при максимальной температуре не более 1 часа.According to example 1, only as an additive of amorphous silica use silicic acid in an amount of 3 wt.%. The injection mixture is prepared by mixing HCBS and 35 wt.% Aggregate with a particle size of up to 200 μm, hardening is carried out by heat treatment in an electric muffle furnace at a temperature of 950 ° C with holding at a maximum temperature of not more than 1 hour.
Технические характеристики получаемых тиглей:Technical characteristics of the resulting crucibles:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 37;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 37;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 22.(when using steel 03X25R21C4) - 22.
Пример соответствует минимальному значению содержанию аморфного кремнезема и максимальному значению количества зернистого заполнителя в заявляемых пределах.The example corresponds to the minimum value of the content of amorphous silica and the maximum value of the amount of granular aggregate in the claimed range.
Пример 8Example 8
По примеру 1, только в качестве добавки аморфного кремнезема используют трепел (с содержанием SiO2 не менее 85%) 5 мас.%. Литьевую смесь готовят смешиванием ВКВС и 25 мас.% заполнителя с размером частиц до 200 мкм, упрочнение осуществляют термообработкой в электрической муфельной печи при температуре 950°С с выдержкой при максимальной температуре не более 1 часа.According to example 1, only Tripoli (with a SiO 2 content of at least 85%) 5 wt.% Is used only as an amorphous silica additive. The injection mixture is prepared by mixing HCBS and 25 wt.% Aggregate with a particle size of up to 200 μm, hardening is carried out by heat treatment in an electric muffle furnace at a temperature of 950 ° C with holding at a maximum temperature of not more than 1 hour.
Технические характеристики получаемых тиглей:Technical characteristics of the resulting crucibles:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 35;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 35;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 19.(when using steel 03X25R21C4) - 19.
Пример соответствует максимальному значению содержания аморфного кремнезема и минимальному значению количества зернистого заполнителя в заявляемых пределах.The example corresponds to the maximum value of the content of amorphous silica and the minimum value of the amount of granular aggregate in the claimed range.
Пример 9Example 9
По примеру 1, только в качестве добавки аморфного кремнезема используют кремнекислоту в количестве 2,5 мас.%. Литьевую смесь готовят смешиванием ВКВС и 40 мас.% заполнителя с размером частиц до 200 мкм, упрочнение осуществляют термообработкой в электрической муфельной печи при температуре 950°С с выдержкой при максимальной температуре не более 1 часа.According to example 1, only as an additive of amorphous silica use silicic acid in an amount of 2.5 wt.%. The injection mixture is prepared by mixing HCBS and 40 wt.% Aggregate with a particle size of up to 200 μm, hardening is carried out by heat treatment in an electric muffle furnace at a temperature of 950 ° C with holding at a maximum temperature of not more than 1 hour.
Технические характеристики получаемых тиглей:Technical characteristics of the resulting crucibles:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 22;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 22;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 14.(when using steel 03X25R21C4) - 14.
Пример соответствует значению содержанию аморфного кремнезема ниже минимального и значению количества зернистого заполнителя выше максимального в заявляемых пределах.The example corresponds to the value of the content of amorphous silica below the minimum and the value of the amount of granular aggregate above the maximum within the claimed limits.
Пример 10Example 10
По примеру 1, только в качестве добавки аморфного кремнезема используют кремнекислоту в количестве 5,5 мас.%. Литьевую смесь готовят смешиванием ВКВС и 20 мас.% заполнителя с размером частиц до 200 мкм, упрочнение осуществляют термообработкой в электрической муфельной печи при температуре 950°С с выдержкой при максимальной температуре не более 1 часа.According to example 1, only as an additive of amorphous silica use silicic acid in an amount of 5.5 wt.%. The injection mixture is prepared by mixing HCBS and 20 wt.% Aggregate with a particle size of up to 200 μm, hardening is carried out by heat treatment in an electric muffle furnace at a temperature of 950 ° C with holding at a maximum temperature of not more than 1 hour.
Технические характеристики получаемых тиглей:Technical characteristics of the resulting crucibles:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 20;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 20;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 12.(when using steel 03X25R21C4) - 12.
Пример соответствует значению содержанию аморфного кремнезема выше максимального и значению количества зернистого заполнителя ниже минимального в заявляемых пределах.The example corresponds to the value of the content of amorphous silica above the maximum and the value of the amount of granular aggregate below the minimum within the claimed limits.
Пример 11Example 11
Изделия изготавливают способом, соответствующим прототипу, включающим получение высококонцентрированной суспензии кварцевого стекла мокрым измельчением, ее стабилизацию, смешивание с зернистым заполнителем из кварцевого стекла с размером 50-400 мкм, формование литьем в гипсовые пористые формы, сушку и термообработку при температуре 1100°С.Products are made by the method corresponding to the prototype, which includes obtaining a highly concentrated suspension of quartz glass by wet grinding, its stabilization, mixing with a granular filler of quartz glass with a size of 50-400 μm, molding by molding in porous gypsum molds, drying and heat treatment at a temperature of 1100 ° C.
Технические характеристики получаемых тиглей:Technical characteristics of the resulting crucibles:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 15;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 15;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 7.(when using steel 03X25R21C4) - 7.
Пример 12Example 12
По примеру 11, только температура термообработки равна 1150°С.According to example 11, only the heat treatment temperature is 1150 ° C.
Технические характеристики получаемых:Technical characteristics obtained:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 14- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 14
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 6.(when using steel 03X25R21C4) - 6.
Пример 13Example 13
По примеру 11, только температура термообработки равна 1200°С.According to example 11, only the heat treatment temperature is equal to 1200 ° C.
Технические характеристики получаемых:Technical characteristics obtained:
- термостойкость (количество циклов 1000°С - вода)- 12;- heat resistance (number of cycles 1000 ° С - water) - 12;
- количество плавок в печи индукционного нагрева- the number of heats in the induction heating furnace
(при использовании стали 03Х25Р21С4)- 5.(when using steel 03X25R21C4) - 5.
Как видно из приведенных выше примеров 1-3, заявляемая совокупность существенных признаков, включая упрочнение в растворе жидкого стекла, позволяет повысить термостойкость получаемых тиглей по сравнению с прототипом (пример 11) в 2,5-3 раза и повысить количество плавок в печах индукционного нагрева в 3-5 раз. Аналогичные технические результаты достигнуты при упрочнении термообработкой при температуре 950°С при использовании добавки аморфного кремнезема и заполнителя в заявляемом пределе (примеры 6-8). Превышение и более низкое значение содержания аморфного кремнезема и заполнителя относительно заявляемых пределов влечет за собой снижение эксплуатационных характеристик изделий или перерасход материала (примеры 4, 5, 9, 10). Изменение типа добавки аморфного кремнезема существенно не влияет на достигаемые технические результаты.As can be seen from the above examples 1-3, the claimed combination of essential features, including hardening in a solution of liquid glass, allows to increase the heat resistance of the resulting crucibles compared to the prototype (example 11) by 2.5-3 times and to increase the number of melts in induction heating furnaces 3-5 times. Similar technical results were achieved when hardening by heat treatment at a temperature of 950 ° C using an additive of amorphous silica and aggregate in the claimed limit (examples 6-8). Exceeding and lower values of the content of amorphous silica and aggregate relative to the claimed limits entails a decrease in the operational characteristics of the products or an overspending of the material (examples 4, 5, 9, 10). Changing the type of amorphous silica additive does not significantly affect the technical results achieved.
Таким образом, заявляемая совокупность существенных признаков позволяет решить поставленную задачу и увеличить термостойкость в 2,5-3 раза, а количество плавок в печах индукционного нагрева в 3-5 раз. Снижение энергозатрат достигнуто на счет снижения температуры обработки и времени ее проведения.Thus, the claimed combination of essential features allows us to solve the problem and increase heat resistance by 2.5-3 times, and the number of heats in induction heating furnaces by 3-5 times. The reduction in energy costs was achieved by reducing the processing temperature and its time.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007105434/03A RU2323195C1 (en) | 2007-02-13 | 2007-02-13 | Method of manufacture of crucibles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007105434/03A RU2323195C1 (en) | 2007-02-13 | 2007-02-13 | Method of manufacture of crucibles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2323195C1 true RU2323195C1 (en) | 2008-04-27 |
Family
ID=39453102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007105434/03A RU2323195C1 (en) | 2007-02-13 | 2007-02-13 | Method of manufacture of crucibles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2323195C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102320723A (en) * | 2011-08-24 | 2012-01-18 | 陕西科技大学 | Preparation method of quartz crucible |
| RU2522328C1 (en) * | 2012-11-21 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Fabrication of quartz crucibles |
-
2007
- 2007-02-13 RU RU2007105434/03A patent/RU2323195C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102320723A (en) * | 2011-08-24 | 2012-01-18 | 陕西科技大学 | Preparation method of quartz crucible |
| RU2522328C1 (en) * | 2012-11-21 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" | Fabrication of quartz crucibles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20220117333A (en) | Cast element, and method of manufacturing said cast element using low temperature solidification | |
| CN105060798B (en) | Self-leveling concrete | |
| RU2323195C1 (en) | Method of manufacture of crucibles | |
| KR0121430B1 (en) | Composition and method for manufacturing steel-containment equipment | |
| CN1562522A (en) | Manufacturing technique for precision investment casting die body made from magnesium alloy | |
| FR2549468A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING A LIGHT REFRACTORY BRICK AND BRICK THUS OBTAINED | |
| JP2022063147A (en) | Method for producing ceramic molded body | |
| CN110028313B (en) | Corundum crucible and preparation method thereof | |
| RU2264365C1 (en) | Method of manufacture of large-size crucibles out of quartz ceramics | |
| EA028258B1 (en) | Method for manufacturing a supply channel for a glassmaking furnace and a block of an infrastructure of such a channel | |
| RU2153481C2 (en) | Method of preparing expanded clay light-weight concrete quartz steel-smelting refractories | |
| RU2303582C2 (en) | Method of production of dry refractory ceramoconcrete mix for lining the thermal units, mainly in non-ferrous metallurgy | |
| JPH0663684A (en) | Production of ceramic core for casting | |
| SU1468639A1 (en) | Sand for making casting ceramic cores | |
| RU2109714C1 (en) | Method for manufacturing quartz steel-pouring refractory materials | |
| JPH06135776A (en) | Foamed porous ceramic and its production | |
| CN109400126A (en) | A kind of preparation method of Aluminum sol combination castable | |
| JPH0636954B2 (en) | Composition for easily disintegrating mold | |
| RU2547071C1 (en) | Method to make ceramic shells for casting on removed models | |
| RU2525887C2 (en) | Production of ceramic crucibles for aluminothermal casting of foundry alloys of rare refractory metals | |
| CN115894054B (en) | Mullite combined corundum-silicon carbide kiln mouth castable and kiln mouth prefabricated member | |
| RU2513072C1 (en) | Method to produce high-density water slip based on quartz glass | |
| JPH06219860A (en) | Foamed porous ceramics and its production | |
| RU2713049C1 (en) | Method of making ceramic melting crucibles | |
| JP2965782B2 (en) | Manufacturing method of artificial sand using waste silica sand |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20080805 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090214 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20111010 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130214 |