RU2663233C1 - High-temperature vacuum furnace of resistance - Google Patents
High-temperature vacuum furnace of resistance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663233C1 RU2663233C1 RU2017119119A RU2017119119A RU2663233C1 RU 2663233 C1 RU2663233 C1 RU 2663233C1 RU 2017119119 A RU2017119119 A RU 2017119119A RU 2017119119 A RU2017119119 A RU 2017119119A RU 2663233 C1 RU2663233 C1 RU 2663233C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- cavity
- vacuum
- vacuum pump
- branch pipe
- Prior art date
Links
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 17
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 16
- 150000004767 nitrides Chemical group 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 5
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N zirconium nitride Chemical compound [Zr]#N ZVWKZXLXHLZXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 tungsten nitride Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при проведении процессов синтеза и спекания для получения тугоплавких материалов из группы нитридов.The invention relates to the field of powder metallurgy and can be used in the synthesis and sintering processes to obtain refractory materials from the group of nitrides.
Известна вакуумная электропечь сопротивления, содержащая корпус с нагревателем, снабженным экранной теплоизоляцией, выполненной из пластин углерод-углеродных композиционных материалов, расположенные по торцам корпуса боковые герметизирующие крышки, установленную в рабочей зоне печи подставку для размещения изделий в виде засыпки или брикетов, систему вакуумирования, включающую вакуумный насос (RU 106342, публ. 10.07.2011 г.).Known vacuum resistance electric furnace, comprising a housing with a heater equipped with a screen insulation made of plates of carbon-carbon composite materials, lateral sealing covers located at the ends of the housing, a stand installed in the furnace working area for placing products in the form of backfill or briquettes, a vacuum system including vacuum pump (RU 106342, publ. 07/10/2011).
В известной печи пыль, образующаяся при высокотемпературном синтезе материалов шихты, и в значительном количестве пыль от углеродных экранов и мелкодисперсных частиц материала шихты, попадает в систему вакуумной откачки и выводит из строя вакуумный насос, что останавливает работу печи.In the known furnace, dust generated during high-temperature synthesis of charge materials, and in a significant amount of dust from carbon screens and fine particles of the charge material, enters the vacuum pumping system and destroys the vacuum pump, which stops the furnace.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является вакуумная печь сопротивления для высокотемпературного синтеза и спекания изделий, спрессованных из порошков, преимущественно тугоплавких металлов и их соединений (RU 131140, публ. 10.08.2013 г.). Печь содержит корпус с вольфрамовым нагревателем, снабженным экранной теплоизоляцией, выполненной из фольги тугоплавких металлов, расположенные по торцам корпуса верхнюю и нижнюю герметизирующие крышки, установленную в рабочей зоне печи вольфрамовую решетку для размещения изделий в виде засыпки или брикетов, систему вакуумной откачки, включающую вакуумный насос.Closest to the technical nature of the claimed is a vacuum resistance furnace for high-temperature synthesis and sintering of products pressed from powders, mainly refractory metals and their compounds (RU 131140, publ. 08/10/2013). The furnace contains a housing with a tungsten heater equipped with a screen insulation made of refractory metal foil; upper and lower sealing caps located at the ends of the housing; a tungsten grating installed in the furnace working area to place products in the form of backfill or briquettes; a vacuum pumping system including a vacuum pump .
Известной печи также присущ недостаток аналога, а именно попадание пыли, образующейся при высокотемпературном синтезе материалов шихты, в систему вакуумирования, выводящее из строя вакуумный насос и приводящее к остановке работы печи.The known furnace also has the disadvantage of an analogue, namely, the ingress of dust generated during the high-temperature synthesis of charge materials into the vacuum system, which destroys the vacuum pump and leads to the shutdown of the furnace.
Кроме того, при синтезе тугоплавких металлов из группы нитридов реакция высокотемпературного синтеза происходит не только с исходными материалами шихты, а также с нагревателями из вольфрама, что выводит из строя нагреватели и останавливает работу печи.In addition, in the synthesis of refractory metals from the group of nitrides, the reaction of high-temperature synthesis occurs not only with the raw materials of the charge, but also with tungsten heaters, which destroys the heaters and stops the furnace.
Задача изобретения заключается в увеличении надежности работы высокотемпературной вакуумной печи сопротивления при проведении высокотемпературного синтеза тугоплавких металлов из группы нитридов.The objective of the invention is to increase the reliability of the high-temperature vacuum resistance furnace during the high-temperature synthesis of refractory metals from the group of nitrides.
Технический эффект состоит в предотвращении попадания в систему вакуумной откачки печи пыли, образующейся при высокотемпературном синтезе тугоплавких металлов, с целью увеличения времени работы печи без технического обслуживания вакуумного насоса.The technical effect is to prevent dust generated in the high-temperature synthesis of refractory metals from entering the vacuum pumping system of the furnace in order to increase the furnace operating time without maintenance of the vacuum pump.
Для достижения технического эффекта в высокотемпературной вакуумной печи сопротивления, содержащей корпус с нагревателем, снабженным экранной теплоизоляцией, расположенные по торцам корпуса верхнюю и нижнюю герметизирующие крышки, стол в рабочей зоне печи для размещения изделий в виде засыпки или брикетов, систему вакуумной откачки полости печи, включающую маслозаполненный вакуумный насос, система вакуумной откачки дополнительно содержит устройство для улавливания пыли, выполненное в виде обтекаемого корпуса с верхним и нижним патрубком, в полости которого с зазором к корпусу установлена на держателе емкость для силиконового масла, открытая часть которой направлена в сторону верхнего патрубка, при этом верхний патрубок соединен трубопроводом с полостью печи, а нижний патрубок соединен трубопроводом с вакуумным насосом.To achieve a technical effect in a high-temperature vacuum resistance furnace, comprising a casing with a heater equipped with screen insulation, upper and lower sealing covers located at the ends of the casing, a table in the furnace working area for placing products in the form of backfill or briquettes, a vacuum cavity pumping system, including the oil-filled vacuum pump, the vacuum pumping system further comprises a device for collecting dust, made in the form of a streamlined body with upper and lower pat ubkom, in which the cavity with clearance to the housing is mounted on a holder for the container of silicone oil, an open part which is directed towards the upper pipe, the upper pipe conduit is connected with the cavity of the oven, and the lower pipe conduit connected to a vacuum pump.
Преимущественно, нагреватели и экранная теплоизоляция выполнены из углекомпозитного материала.Mostly, heaters and screen insulation are made of carbon composite material.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фигуре 1 представлена схема заявленной печи.The figure 1 presents a diagram of the claimed furnace.
На фигуре 2 представлена схема устройства для улавливания пыли.The figure 2 presents a diagram of a device for collecting dust.
Высокотемпературная вакуумная печь сопротивления содержит корпус 1, стержневой нагреватель 2 из углерод-углеродного композита, экранную теплоизоляцию 3, выполненную из войлока углеродного «Карбопон В-22», расположенные по торцам корпуса верхнюю и нижнюю герметизирующие крышки 4, 5 (фиг. 1). В рабочей зоне печи размещен стол 6 для тигля с шихтой, содержащей в известных пропорциях готовый материал и начальное сырье. Система вакуумной откачки полости печи включает маслозаполненный вакуумный насос 7. В систему вакуумной откачки полости печи дополнительно введено устройство 8 для улавливания пыли, выполненное в виде обтекаемого корпуса 9 с верхним и нижним патрубками 10, 11, в полости которого с зазором к корпусу установлена на держателе (на чертеже не показано) емкость 12 для силиконового масла, открытая часть которой направлена в сторону верхнего патрубка 10, при этом верхний патрубок 10 соединен трубопроводом с полостью печи, а нижний патрубок 11 соединен трубопроводом с вакуумным насосом 7 (фиг. 2).A high-temperature vacuum resistance furnace contains a
Работа печи осуществляется следующим образом.The operation of the furnace is as follows.
С помощью лифта (на чертеже не показано) осуществляют нижнюю загрузку печи тиглями с шихтой из смешанного в определенных пропорциях готового материала и начального продукта, в частности нитрида алюминия и порошка алюминия, или нитрида циркония и порошка циркония. После чего с помощью подъемного механизма (на чертеже не показано) перемещают стол 6 с тиглями в полость печи. С помощью маслозаполненного вакуумного насоса 7 производят откачку полости печи. Затем включают нагревательный элемент 2, подключенный через понижающий трансформатор тока. В полости печи происходит процесс неорганического синтеза, при котором зашихтованный материал превращается в готовый продукт.Using an elevator (not shown in the drawing), the furnace is bottom loaded with crucibles with a mixture of mixed in certain proportions of the finished material and the initial product, in particular aluminum nitride and aluminum powder, or zirconium nitride and zirconium powder. Then, using a lifting mechanism (not shown in the drawing) move the table 6 with the crucibles into the cavity of the furnace. Using an oil-filled
Использование нагревателей и экранов теплоизоляции, выполненных из углекомпозитного материала, обусловлено следующим. Применение вольфрамовых нагревателей при получении тугоплавких материалов из группы нитридов в условиях азотной газовой среды при температуре 1000-1700 градусов Цельсия приводит к реакции высокотемпературного синтеза не только с материалами шихты, но и с вольфрамовыми нагревателями. При этом образуются частицы вольфрам нитрида, что выводит нагреватели из строя. Углекомпозитные нагреватели надежны в работе, так как нейтральны в азотной газовой среде при высоких температурах. Недостатком углекомпозитных нагревателей является образование при высокотемпературном синтезе большого количества пылевидных частиц.The use of heaters and heat insulation screens made of carbon composite material is due to the following. The use of tungsten heaters in the production of refractory materials from the nitride group under conditions of a nitrogen gas atmosphere at a temperature of 1000-1700 degrees Celsius leads to a reaction of high-temperature synthesis not only with charge materials, but also with tungsten heaters. In this case, particles of tungsten nitride are formed, which disables the heaters. Carbon composite heaters are reliable in operation, as they are neutral in a nitrogen gas atmosphere at high temperatures. The disadvantage of carbon composite heaters is the formation of high amounts of dust particles during high-temperature synthesis.
Материалы, используемые для получения шихты, а именно нитрид алюминия и порошок алюминия, или нитрид циркония и порошок циркония, являются абразивами. При их высокотемпературном синтезе образуются пылевидные абразивные частицы, которые вместе с пылевидными частицами от углекомпозитных нагревателей попадают в систему вакуумной откачки печи и оседают в масле вакуумного насоса, выводя его из строя.The materials used to produce the mixture, namely aluminum nitride and aluminum powder, or zirconium nitride and zirconium powder, are abrasives. During their high-temperature synthesis, dust-like abrasive particles are formed, which, together with the dust-like particles from the carbon composite heaters, enter the vacuum pumping system of the furnace and settle in the vacuum pump oil, causing it to fail.
Для предотвращения попадания пыли в вакуумный насос в систему вакуумной откачки полости печи введено устройство 8 для улавливания пыли. Откачиваемая из полости печи газовая среда вместе с пылью через входной верхний патрубок 10 поступает в полость устройства 8. Газовая среда обтекает емкость 12 с силиконовым маслом, и через выходной нижний патрубок 11 поступает в маслозаполненный вакуумный насос 7. Пылевидные частицы по инерции попадают в емкость с силиконовым маслом, обладающим высокой вязкостью.To prevent dust from entering the vacuum pump, a
В устройстве 8 оседает до 90% пыли, размерами до 0,1 мм. До установки в конструкцию печи устройства 8 для улавливания пыли масло в высоковакуумном насосе (АВЗ-20Д) заменяли через 2-4 цикла работы печи при проведении синтеза, в основном карбида вольфрама. Высокотемпературная вакуумная печь сопротивления, включающая устройство 8 для улавливания пыли, позволила увеличить интервал между заменами масла в насосе до 30 циклов работы печи.In the
Введение в конструкцию высокотемпературной вакуумной печи сопротивления, согласно изобретению, устройства для улавливания пыли незначительно усложнило конструкцию печи, повысив надежность ее работы при синтезе абразивных исходных материалов.The introduction into the design of a high-temperature vacuum furnace of resistance, according to the invention, a device for collecting dust slightly complicated the design of the furnace, increasing the reliability of its operation in the synthesis of abrasive starting materials.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119119A RU2663233C1 (en) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | High-temperature vacuum furnace of resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119119A RU2663233C1 (en) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | High-temperature vacuum furnace of resistance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2663233C1 true RU2663233C1 (en) | 2018-08-02 |
Family
ID=63142578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017119119A RU2663233C1 (en) | 2017-05-31 | 2017-05-31 | High-temperature vacuum furnace of resistance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2663233C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1451952A (en) * | 1973-01-31 | 1976-10-06 | Atomic Energy Authority Uk | Furnaces |
| CN1498036A (en) * | 2002-09-30 | 2004-05-19 | Ʒ����������ʽ���� | Resistor furnace |
| RU131140U1 (en) * | 2013-01-09 | 2013-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | RESISTANCE MINING VACUUM FURNACE |
| RU133911U1 (en) * | 2012-12-27 | 2013-10-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | RESISTANCE MINING VACUUM FURNACE |
-
2017
- 2017-05-31 RU RU2017119119A patent/RU2663233C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1451952A (en) * | 1973-01-31 | 1976-10-06 | Atomic Energy Authority Uk | Furnaces |
| CN1498036A (en) * | 2002-09-30 | 2004-05-19 | Ʒ����������ʽ���� | Resistor furnace |
| RU133911U1 (en) * | 2012-12-27 | 2013-10-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | RESISTANCE MINING VACUUM FURNACE |
| RU131140U1 (en) * | 2013-01-09 | 2013-08-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | RESISTANCE MINING VACUUM FURNACE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7628892B2 (en) | System and process for the production of combustible substances by depolymerisation of rubber products | |
| NO156333B (en) | SYSTEM FOR PREFABRICATED CONCRETE ELEMENTS. | |
| CN103882246A (en) | Vacuum magnesium manufacturing device and vacuum magnesium manufacturing method | |
| CN105967180B (en) | graphitizing furnace | |
| CN107532851A (en) | Alloy melting and heat preservation stove | |
| CN102181845A (en) | Chemical vapor deposition furnace | |
| RU2663233C1 (en) | High-temperature vacuum furnace of resistance | |
| RU2660018C2 (en) | Method and device for reacting organic materials to hydrogen gas | |
| US2154737A (en) | Electric furnace | |
| RU133911U1 (en) | RESISTANCE MINING VACUUM FURNACE | |
| RU2336125C1 (en) | Method of continuous production of peat-mineral hydrophobic oil sorbent | |
| CN202063992U (en) | Chemical vapor deposition furnace | |
| RU131140U1 (en) | RESISTANCE MINING VACUUM FURNACE | |
| CN110218880B (en) | Pyrometallurgical vacuum metallurgy reduction device | |
| KR101364482B1 (en) | Thermo-Reduction apparatus for manufacturing magnesium with temperature control condenser | |
| CN103803619A (en) | Method for producing high-purity alumina powder by using superfine aluminum metal powder | |
| US2599779A (en) | Electric furnace | |
| Kroll et al. | Production of malleable zirconium on a pilot-plant scale | |
| JP2016109424A (en) | Thermal treatment equipment | |
| NO115234B (en) | ||
| GB332656A (en) | Process of and apparatus for bright annealing metals | |
| CN220062555U (en) | Low-pressure preheating self-propagating combustion synthetic furnace device | |
| US2156263A (en) | Method of manufacturing iron by direct reduction | |
| CN104003734B (en) | A kind of preparation method of the ceramic chute for copper smelting-furnace | |
| RU48536U1 (en) | TECHNOLOGICAL NITROGEN LINE FOR METALS AND FERROALLOYS AND LINE FOR ITS LOADING AND DRYING OF RAW MATERIALS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190601 |