RU2663233C1 - High-temperature vacuum furnace of resistance - Google Patents

High-temperature vacuum furnace of resistance Download PDF

Info

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
Application number
RU2017119119A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Петрович Кузнецов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Многопрофильное предприятие "Комплекс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Многопрофильное предприятие "Комплекс" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Многопрофильное предприятие "Комплекс"
Priority to RU2017119119A priority Critical patent/RU2663233C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2663233C1 publication Critical patent/RU2663233C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.SUBSTANCE: invention relates to powder metallurgy and can be used in synthesis and sintering processes to produce refractory materials from a nitride group. High-temperature vacuum resistance furnace contains a heater with screen thermal insulation located inside the body with sealing caps, made of carbon-composite material. In the working area of the furnace there is a table for products in the form of fillings or briquettes. Vacuum evacuation system of the furnace cavity includes an oil-filled vacuum pump and dust trap installed between the pump and the cavity of the furnace. Device for dust collection is made in the form of a streamlined body with an upper and lower branch pipe, in the cavity of which, with a gap to the body, there is a silicone oil tank mounted on the holder, the open part of which is directed towards the upper branch pipe. Upper branch pipe is connected by a pipeline to the furnace cavity, and the lower branch pipe is connected by a pipeline to a vacuum pump.EFFECT: invention makes it possible to prevent entering of dust from the furnace cavity into the vacuum pump and to increase the reliability of the furnace operation in the synthesis of abrasive raw materials.1 cl, 2 dwg

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 housing 1, a rod heater 2 made of a carbon-carbon composite, thermal insulation 3 made of carbon felt “Carbopon B-22”, upper and lower sealing covers 4, 5 located at the ends of the housing (Fig. 1). In the working zone of the furnace there is a table 6 for the crucible with a mixture containing ready-made materials and initial raw materials in known proportions. The vacuum pumping system of the furnace cavity includes an oil-filled vacuum pump 7. An additional device 8 for collecting dust is introduced into the vacuum pumping system of the furnace cavity, made in the form of a streamlined body 9 with upper and lower nozzles 10, 11, in the cavity of which is mounted on a holder with a gap to the body (not shown) a container 12 for silicone oil, the open part of which is directed towards the upper nozzle 10, while the upper nozzle 10 is connected by a pipe to the furnace cavity, and the lower nozzle 11 is connected to uboprovodom a vacuum pump 7 (Fig. 2).

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 vacuum pump 7, the furnace cavity is pumped out. Then include a heating element 2 connected through a step-down current transformer. An inorganic synthesis process takes place in the cavity of the furnace, in which the lined material is converted into a finished product.

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 device 8 for collecting dust was introduced into the vacuum pumping system of the furnace cavity. The gas medium pumped out from the cavity of the furnace, together with the dust, enters the cavity of the device 8 through the upper inlet 10. The gas medium flows around the container 12 with silicone oil, and through the lower outlet 11 enters the oil-filled vacuum pump 7. The dust-like particles by inertia enter the container with high viscosity silicone oil.

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 device 8, up to 90% of dust is deposited, with dimensions up to 0.1 mm. Prior to installation of the dust collecting device 8 in the furnace design, the oil in the high-vacuum pump (AVZ-20D) was replaced after 2-4 cycles of operation of the furnace during the synthesis, mainly tungsten carbide. High-temperature vacuum resistance furnace, including a device 8 for dust collection, allowed to increase the interval between oil changes in the pump to 30 cycles of operation of the furnace.

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)

1. Высокотемпературная вакуумная печь сопротивления, содержащая корпус с нагревателем с 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, включающую заполненный маслом вакуумный насос, отличающаяся тем, что система вакуумной откачки дополнительно снабжена устройством для улавливания пыли, выполненным в виде обтекаемого корпуса с верхним и нижним патрубком, в полости которого с зазором к корпусу на держателе установлена емкость с силиконовым маслом, 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.1. High-temperature vacuum resistance furnace, comprising a housing with a heater with screen insulation, upper and lower sealing covers located at the ends of the housing, a table in the furnace working area for placing products in the form of backfill or briquettes, a vacuum pumping system including an oil-filled vacuum pump, characterized the fact that the vacuum pumping system is additionally equipped with a device for collecting dust, made in the form of a streamlined body with an upper and lower nozzle, in the cavity of which with a gap A container with silicone oil is installed on the holder to the housing, the open part of which is directed towards the upper nozzle, while the upper nozzle is connected by a pipeline to the furnace cavity, and the lower nozzle is connected by a pipeline to a vacuum pump. 2. Высокотемпературная вакуумная печь сопротивления по п. 1, отличающаяся тем, что нагреватели и экранная теплоизоляция выполнены из углекомпозитного материала.2. High-temperature vacuum resistance furnace according to claim 1, characterized in that the heaters and screen insulation are made of carbon composite material.
RU2017119119A 2017-05-31 2017-05-31 High-temperature vacuum furnace of resistance RU2663233C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
CN101225478A (en) Large vacuum furnace for processing arsenic-containing gold ore or arsenic concentrate and continuous operation method thereof
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)
RU74637U1 (en) INSTALLATION FOR APPLICATION OF A THERMODIFFUSION COATING ON A SURFACE RETORES FOR OBTAINING SPONTANEOUS TITANIUM
GB332656A (en) Process of and apparatus for bright annealing metals
CN220062555U (en) Low-pressure preheating self-propagating combustion synthetic furnace device
US1212426A (en) Process for producing homogeneous bodies of chemically-pure tungsten metal of any desired shape.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190601