RU2567913C1

RU2567913C1 - Glass feeder

Info

Publication number: RU2567913C1
Application number: RU2014138675/03A
Authority: RU
Inventors: Иван Иванович Попов; Ринат Хурматович Рахматуллин; Рустам Сафаргалеевич Миннуллин; Евгений Викторович Хохлов; Альберт Ринатович Багманов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СМП - Механика"
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2015-11-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: glass feeder is moulded in vacuum conditions and comprises an orifice plate and current leads which are solid-cast, which prevents formation of microcracks. The current leads are positioned at an angle of 130° to the plane of the orifice plate. The glass feeder is made of a cast chromium alloy with the following ratio of components, wt %: chromium - 60-65%; phosphorus - 0.012-0.024%; sulphur - 0.001-0.004%; carbon - 0.02-0.05%; silicon - 0.01-0.06%; aluminium - 0.1-0.8%; iron - the balance.

EFFECT: longer service life of the feeder and low cost thereof.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для производства теплозвукоизоляционного материала из расплава горных пород, преимущественно базальта.The invention relates to equipment intended for the production of heat and sound insulating material from molten rocks, mainly basalt.

Известен фильерный питатель, содержащий пластинчатый металлический корпус и фильеры, выполненные из жаростойкой керамики (патент на полезную модель RU 129922). Недостатком является хрупкость керамики, быстрое выгорание фильеры, что приводит соответственно к быстрому выходу из строя фильерного питателя.Known die feeder containing a plate metal body and dies made of heat-resistant ceramics (patent for utility model RU 129922). The disadvantage is the fragility of ceramics, the rapid burnout of the die, which leads, accordingly, to the rapid failure of the die feeder.

Наиболее близким техническим решением является фильерный питатель, содержащий ступенчатую фильерную пластину, выполненную из литого хромистого сплава, включающего хром, кремний и железо, и токоподводы (а.с. СССР №564276). Недостатками являются небольшой срок эксплуатации питателя вследствие низкой жаростойкости сплава и наличия сварных швов в фильерном питателе, а также его высокая стоимость. Происходит размыв фильеры, что приводит к ухудшению качества волокна, а наличие внутреннего напряжения, образуемого при сварке, приводит к микротрещинам.The closest technical solution is a spinneret feeder containing a stepped spinneret plate made of a cast chromium alloy including chromium, silicon and iron, and current leads (AS USSR No. 564276). The disadvantages are the short life of the feeder due to the low heat resistance of the alloy and the presence of welds in the spinneret feeder, as well as its high cost. The die is washed out, which leads to a deterioration in the quality of the fiber, and the presence of internal stress generated during welding leads to microcracks.

Задачей технического решения является увеличение срока службы питателя и снижение его стоимости.The objective of the technical solution is to increase the life of the feeder and reduce its cost.

Поставленная задача достигается тем, что в фильерном питателе, содержащем ступенчатую фильерную пластину, выполненную из литого хромистого сплава, включающего хром, кремний и железо, и токоподводы, согласно изобретению фильерная пластина с токоподводами выполнена цельнолитой, токоподводы расположены к плоскости фильерной пластины под углом 130°, при этом хромистый сплав дополнительно содержит фосфор, серу, углерод и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: хром - 60-65%; фосфор - 0,012-0,024%; сера - 0,001-0,004%; углерод - 0,02-0,05%; кремний - 0,01-0,06%; алюминий - 0,1-0,8%; железо - остальное. Фильерный питатель отлит в условиях вакуума.The problem is achieved in that in a die feeder containing a stepped die plate made of a cast chromium alloy including chromium, silicon and iron, and current leads, according to the invention, the die plate with current leads is made of solid cast, current leads are located to the plane of the die plate at an angle of 130 ° , while the chromium alloy additionally contains phosphorus, sulfur, carbon and aluminum in the following ratio of components, wt.%: chromium - 60-65%; phosphorus - 0.012-0.024%; sulfur - 0.001-0.004%; carbon - 0.02-0.05%; silicon - 0.01-0.06%; aluminum - 0.1-0.8%; iron is the rest. The die feeder is cast under vacuum.

Выполнение фильерной пластины с токоподводами цельнолитой увеличивает срок эксплуатации устройства по сравнению с известными из-за отсутствия сварных швов, образующих микротрещины в зоне термического воздействия сваркой. Обеспечивается равномерное распределение температуры по всему корпусу питателя, происходит равномерный нагрев расплава и стабильный процесс плавки. При изготовлении цельнолитого питателя, вследствие исключения сварки, существенно сокращаются механические работы.The implementation of the die plate with solid cast current leads increases the life of the device compared to the known ones due to the lack of welds forming microcracks in the heat-affected zone by welding. A uniform temperature distribution is provided throughout the feeder body, uniform melt heating and a stable melting process occur. In the manufacture of a solid cast feeder, due to the exclusion of welding, mechanical work is significantly reduced.

Расположение токоподводов к плоскости фильерной пластины под углом 130° является оптимальным для формы литья и обеспечивает удобство в эксплуатации при техническом обслуживании, монтаже, демонтаже, позволяет контролировать состояние всех сопряженных элементов. Угол расположения в 130° определен эмпирическим путем.The location of the current leads to the plane of the die plate at an angle of 130 ° is optimal for the casting form and provides ease of use for maintenance, installation, dismantling, and allows you to monitor the status of all paired elements. An angle of 130 ° is determined empirically.

Плавка фильерного питателя в условиях вакуума позволяет эффективно очищать металл от газов - азота, кислорода, водорода, примесей и неметаллических включений, придавая ему повышенную плотность, облегчает обработку заготовки в последующем.Smelting a die feeder in a vacuum allows you to effectively clean the metal of gases - nitrogen, oxygen, hydrogen, impurities and non-metallic inclusions, giving it an increased density, facilitates the processing of the workpiece in the future.

От сплава, применяемого в фильерном питателе, требуется жаростойкость, способность сплава сопротивляться газовой коррозии при высоких температурах в течение длительного времени. Точка кристаллизации (жаропрочность) заявляемого хромистого сплава, используемого в фильерном питателе, составляет 1600°С, что позволяет исключить применение драгметаллов, в частности платино-родиевого сплава.The alloy used in the die feeder requires heat resistance, the ability of the alloy to resist gas corrosion at high temperatures for a long time. The crystallization point (heat resistance) of the inventive chromium alloy used in the die feeder is 1600 ° C, which eliminates the use of precious metals, in particular platinum-rhodium alloy.

Хром является основным элементом, определяющим структуру металлической матрицы. Применение в сплаве железа с хромом повышает его жаропрочность и износостойкость, а их чувствительность к поверхностным повреждениям компенсируется вакуумным литьем и последующей обработкой фильерного питателя. Концентрация хрома в изделии менее 60% влияет на точку кристаллизации, т.е. снижается жаропрочность, при концентрации более 65% существенно увеличивается твердость изделия, что приводит к трудностям при механической обработке.Chrome is the main element that determines the structure of a metal matrix. The use of iron with chromium in an alloy increases its heat resistance and wear resistance, and their sensitivity to surface damage is compensated by vacuum casting and subsequent processing of a spinneret feeder. A chromium concentration in the product of less than 60% affects the crystallization point, i.e. heat resistance decreases, at a concentration of more than 65%, the hardness of the product increases significantly, which leads to difficulties in machining.

Содержание алюминия в указанных пределах в сочетании с хромом увеличивает жаростойкость фильерного питателя и придает ему высокую тепло- и электропроводность. Содержание алюминия менее 0,1% ухудшает механическую обработку изделия. При содержании более 0,8% увеличивается хрупкость фильерного питателя.The aluminum content in the specified range in combination with chromium increases the heat resistance of the die feeder and gives it high thermal and electrical conductivity. An aluminum content of less than 0.1% affects the machining of the product. With a content of more than 0.8%, the brittleness of the spinneret feeder increases.

Содержание фосфора в сплаве в сочетании с железом повышает износостойкость фильерного питателя. При содержании фосфора в диапазоне 0,012%-0,024% уменьшается образование трещин. При содержании фосфора менее 0,012% снижается износостойкость металла, при содержании фосфора более 0,024% увеличивается вероятность образования трещин в металле.The phosphorus content in the alloy in combination with iron increases the wear resistance of the die feeder. When the phosphorus content in the range of 0.012% -0.024%, the formation of cracks decreases. When the phosphorus content is less than 0.012%, the wear resistance of the metal decreases; when the phosphorus content is more than 0.024%, the likelihood of cracking in the metal increases.

Кремний удаляет из металла кислород, образуя с кислородом оксиды с плотным строением кристаллической решетки, и повышает прочность и коррозионную стойкость сплава. Содержание кремния в сплаве от 0,01% до 0,06% обеспечивает требуемую текучесть металла, при содержании более 0,06% текучесть металла ухудшается.Silicon removes oxygen from the metal, forming oxides with a dense crystal lattice with oxygen, and increases the strength and corrosion resistance of the alloy. The silicon content of the alloy from 0.01% to 0.06% provides the required fluidity of the metal, with a content of more than 0.06%, the fluidity of the metal is deteriorated.

Сера снижает механические свойства стали и уменьшает ее стойкость к коррозии. Однако сера повышает обрабатываемость износостойких сталей. Содержание серы в сплаве от 0,001% до 0,004% улучшает обрабатываемость изделия, содержание более - 0,004% ухудшает обрабатываемость изделия.Sulfur reduces the mechanical properties of steel and reduces its resistance to corrosion. However, sulfur increases the machinability of wear-resistant steels. The sulfur content in the alloy from 0.001% to 0.004% improves the workability of the product, the content of more than 0.004% affects the workability of the product.

Углерод придает твердость и прочность стали. Содержание углерода в диапазоне 0,02%-0,05% придает заявляемому сплаву незначительную пластичность, содержание более 0,05% ухудшает пластичность сплава.Carbon gives hardness and strength to steel. The carbon content in the range of 0.02% -0.05% gives the inventive alloy a slight ductility, a content of more than 0.05% affects the ductility of the alloy.

Заявляемое устройство представлено на фиг. 1, на фиг. 2 - вид сверху. Устройство содержит ступенчатую фильерную пластину 1, токоподводы 2, фильеру 3.The inventive device is shown in FIG. 1, in FIG. 2 is a plan view. The device comprises a stepped die plate 1, current leads 2, die 3.

При работе питателя происходит плавный разогрев рабочей зоны фильерного питателя за счет подвода электроэнергии через токоподводы 2. Температура питателя поддерживается в пределах от 1325°С-1375°С. Перетекающий расплав самотеком попадает в фильеру 3 фильерной пластины 1, а далее на раздув. Плавный подъем токовых нагрузок и их понижение постоянно контролируется и выдерживается во временных пределах. За счет исключения перепадов температуры на фильерном питателе достигается однородная рабочая вязкость расплава, что повышает качество получаемого волокна.During the operation of the feeder, the working zone of the die feeder is gradually heated due to the supply of electricity through current leads 2. The temperature of the feeder is maintained in the range from 1325 ° С-1375 ° С. The flowing melt flows by gravity into the die 3 of the die plate 1, and then to the blow. The smooth rise of current loads and their reduction is constantly monitored and maintained in time limits. Due to the exclusion of temperature differences on the die feeder, a uniform melt working viscosity is achieved, which improves the quality of the resulting fiber.

Использование фильерного питателя предлагаемой конструкции и сплава позволяет продлить срок эксплуатации устройства по сравнению с известными в 10-20 раз и более с одновременным снижением его стоимости вследствие высокой жаропрочности, износостойкости сплава и исключения драгоценных металлов, в частности платино-родиевых сплавов.The use of a die feeder of the proposed design and alloy allows to extend the life of the device compared to the known 10-20 times or more with a simultaneous decrease in its cost due to high heat resistance, wear resistance of the alloy and the exclusion of precious metals, in particular platinum-rhodium alloys.

Claims

1. A die feeder comprising a stepped die plate made of a cast chromium alloy including chromium, silicon and iron, and current leads, characterized in that the die plate with current leads is solid cast, the current leads are located at an angle of 130 ° to the plane of the die plate, the chromium alloy additionally contains phosphorus, sulfur, carbon and aluminum in the following ratio of components, wt.%:
chrome - 60-65
phosphorus - 0.012-0.024
sulfur - 0.001-0.004
carbon - 0.02-0.05
silicon - 0.01-0, 06
aluminum - 0.1-0.8
iron is the rest.

2. The die feeder according to claim 1, characterized in that the feeder is cast under vacuum.