SU1488281A1

SU1488281A1 - Способ получения электроизоляционного материала на основе плавленой окиси магния

Info

Publication number: SU1488281A1
Application number: SU874345973A
Authority: SU
Inventors: Gerald S Belyaev; Yurij A Belavin; Raisa I Smirnova; Sergej P Grachev; Natalya P Babicheva
Original assignee: Vni Pk T I Elektrotermicheskog
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1989-06-23

Description

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, преимущественно к производству материалов на основе плавленой окиси магния, используемых для изготовления трубчатых электронагревателей и огнеупорных изделий. Цель изобретения — повышение электротехнических характеристик за счет снижения содержания железа и-повышения однородности химического и фазового

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, преимущественно к производству материалов на основе плавленой окиси магния, используемых для изготовления трубчатых электронагревателей и огнеупорных изделий.

, Целью изобретения является повышение электротехнических характеристик за счет снижения содержания железа и повышения однородности химического и фазового состава материала.

Предлагаемый способ позволяет получить электроизоляционный материал с высокими электротехническими характеристиками за счет того, что в результате термообработки в окислительной атмосфере при 900—

состава материала. После плавки сырья, охлаждения блока и удаления осыпи удаляют 50—98% недоплата (спекшееся и частично проплавленное сырье) — ту часть, которая не образует прочного монолитного материала с основной частью блока. Затем основную часть блока, содержащего 75 - 99% МцО, 0,9—23% окислов кальция, кремния, алюминия и др. и 0,06—2,5% примесей железа в виде металлических включении, окислов пап; растворов, состоящую из оставшегося нсд·,)плава и плавленой окиси магния, в зависимости от назначения измельчают па в;·:-\о вых дробилках до размера частиц менее 1 мм, проводят электромагнитную сепарацию, а затем термообрабатывают в электрической печи при 900 — 120047 в течение 4 ч, охлаждают со скоростью 5 -- 5О(а47,4, после чего с помощью элекгромагннтшпо сепаратора удаляют частицы материала с содержанием желез;, 0,1 -2,5 мае. % электромагнитной сепарацией при напряженное ти магнитного поля 10^э--2.10^-1 3. Содержание железа составляет 0,04- ‘2,0%. 1 табл.

1200°С охлаждение проводят со скоростью 5—500°С, изменяется фазовый состав материала, происходит превращение Ее; в Ее,. В результате возрастает магнитная воспрппм чивость материала и при приложении маг нитного поля напряженностью 10*--2· 10' Э становится возможным дополнительное отсспарирование железосодержащих частиц периклаза.

Способ осуществляют следующим образом.

После плавки сырья, охлаждения блока

и удаления осыпи удаляют 50 -98% педоплава (спекшееся и частично проплавленное

сырье) — ту часть, которая нс образует

прочного монолитного материала с основ1488281

3

1488281

4

ной частью блока. Затем основную часть блока, содержащего 75--99% МдО, 0,9—23% окислов кальция, кремния, алюминия и др. и 0,06- 2,5% примесей железа в виде металлических включений, окислов или растворов (Рео в М^О; РегОз в М^О), состоящую из оставшегося недоплава и плавленой окиси магния, в зависимости от назначения измельчают на валковых дробилках до размера частиц менее 1 мм, проводят электромагнитную сепарацию, а затем термообрабатывают в электрической печи сопротивления типа СНОЛ в атмосфере воздуха при 900—1200°С в течение 4 ч, охлаждают со скоростью 5—500°С/ч, скорость охлаждения регулируется за счет изменения мощности электропечи, после чего с помощью электромагнитного сепаратора типа 138Т удаляют частицы материала с содержанием железа 0,1--2,5 мас.^и/о электромагнитной сепарацией при напряженности магнитного ноля 10 2 -10¹ Э.

Данные влияния.температуры термообработки, скорости охлаждения и величины напряженности магнитного поля на электротехнические характеристики периклаза со средним содержанием железа 0,58% (минимум 0,06%, максимум 2,5%) представлены в таблице.

Магнезит плавят на блок в дуговой электрической печи, после охлаждения блока удаляют осыпь. Затем блок разбивают и удаляют 80% недоплава. Оставшийся материал измельчают до размера частиц менее 0,6 мм и проводят электромагнитную сепарацию. При этом получают порошок следующего химического состава, %: М§О 96,50; З1О2 0,85; СаО 1,53; АЬОз 0,54; РегОз 0,58. Причем по данным химического и петрографического анализа в этом порошке встречаются частицы с содержанием железа 0,06—2,5 мас.%.

Пример 1. Исходный порошок термообрабатывают в атмосфере воздуха при 1050°С, охлаждают со скоростью 300°С/ч и подвергают электромагнитной сепарации с напряженностью магнитного поля 2· 10⁴ Э. В результате получен материал (60% по массе от всего материала), содержащий в среднем 0.25% РегОз, в промежуточном материале, который подлежит удалению (40% по массе), 1,4% РегОз. В полученном материале поданным химического анализа встречаются частицы с содержанием железа 0,04—1,6 мас.%, это сужение интервала по содержанию железа говорит о повышении однородности химического состава материала.

Область применения промежуточного материала — изготовление футеровок индукционных печей. Удельное пробивное напряжение материала, полученного по предлагаемому способу, составит 1,9 кВ/мм, а по известному способу — 0,75 кВ/мм.

В примерах 2—9 (таблица) аналогично осуществляют операции согласно режимов предлагаемого способа.

Пример 10. Исходный материал термообрабатывают при 1300°С, охлаждают со скоростью 300°С/ч, сепарируют с напряженностью магнитного поля 2· 10⁴ Э. В результате получен материал (84% по массе) с содержанием 0,32% РегОз и промежуточный материал (16% по массе) с содержанием 1,2% РегОз. Удельное пробивное напряжение материала, полученного по предлагаемому и известному способам, соответственно 1,1 и 0,8 кВ/мм.

Выход за температурный интервал предлагаемого способа в сторону более высоких температур приводит к повышению содержания РёгО.з в материале, на 0,03— 0,07% и соответственно снижению удельного пробивного напряжения на 0,5—0,8 кВ/мм.

Пример II. Исходный материал обрабатывают при 800°С (ниже заявленной температуры), охлаждают со скоростью 300°С/ч, сепарируют с напряженностью 2Х ΧΙΟ⁴ Э. В результате получен материал (87% по массе) с содержанием 0,35% РегОз и промежуточный материал (13% по массе) с содержанием 1,1% РегОз. Удельное пробивное напряжение материала по предлагаемому и известному способам соответственно 1,1 и 0,78 кВ/мм.

Выход за температурный интервал предлагаемого способа в сторону более низких температур приводит к повышению содержания РегОз в материале на 0,06—0,1% и понижению удельного пробивного напряжения на 0,6—0,9 кВ/мм.

Пример 12. Исходный материал термообрабатывают при 900°С, охлаждают со скоростью, равной 600°С/ч, сепарируют с напряженностью магнитного поля 2· 10⁴ Э. В результате получен-материал (87% по массе) с содержанием 0,39% РегОз и промежуточный материал (13% по массе) с содержанием 1,2% РегОз. Удельное пробивное напряжение материала по предлагаемому и известному способам 1,0 и 0,81 кВ/мм соответственно. Повышение скорости охлаждения материала приводит к повышению содержания РегОз в материале на 0,1—0,14%, а также ухудшению электроизоляционных свойств, к понижению удельного объемного напряжения нг 0,6—0,9 кВ/мм.

Пример 13. Исходный материал термооб рабатывают при 900°С, охлаждают со ско ростью 2°С/ч, сепарируют с напряженностьк магнитного поля 210¹ Э. В результате получен материал (75% по массе) с содержанием 1,3% РегОз- Удельное пробивное напряжение материала по предлагаемому и известному способам соответственно 1,7 и 0,82 кВ/мм.

Охлаждение с такой скоростью приводит к получению материала с такими же свойствами, как и при соблюдении указанного интервала скоростей, однако этот способ экономически невыгоден, так как увеличиваются затраты времени на процесс.

1488281

6

5

Пример 14. Исходный материал термообрабатывают при 1200°С, охлаждают со скоростью 300°С/ч, сепарируют с напряженностью магнитного поля, равной 3-10⁴ Э. В результате получен материал (37% по массе) с содержанием 0,26% РегОз и промежуточный материал (63% по массе) с содержанием '1,3% РегОз. Удельное пробивное напряжение материала по предлагаемому и известному способам соответственно 1,8. и 0,6 кВ/мм.

Повышение напряженности магнитного поля приводит к получению предлагаемого материала, однако увеличивается количество промежуточного материала, в который попадает также и материал, где железо находится в допустимых пределах.

Пример 15. Исходный материал термообрабатывают. при 1200°С, охлаждают со скоростью 300°С/ч, сепарируют с напряженностью магнитного поля 2·10² Э. В результате получен материал (91% по массе) с содержанием 0,39% РегОз и промежуточный материал (9% по массе) с содержанием 1,7% РегОз. Удельное пробивное напряжение материала по предлагаемому и известному способам соответственно 0,8 и 0,38 кВ/мм.

Понижение напряженности магнитного поля приводит к резкому повышению содержания РегОз в периклазе и понижению удельного пробивного напряжения, так как напряженность магнитного поля менее 10³ Э недостаточна для удаления части материала с повышенным содержанием железа.

Кроме того, проведена экспериментальная работа с более чистым порошком нериклаза со средним содержанием железа 0,08%, в этом порошке встречались частицы

с содержанием железа 0,06---0,31 %. Этот порошок термообрабатывают в атмосфере воздуха при 1050°С, охлаждают со скоростью 500°С,/ч и подвергают электромагнитной сепарации с напряженностью магнитного поля 1-10’ Э. В результате получен материал (88% по массе) от всего материала, содержащий в среднем 0,04% РегОз, в промежуточном продукте (12% по массе) 0,46% РегОз.

Удельное пробивное напряжение материала, полученного по предлагаемому и известному способам, соответственно 2,4 и 1,7 кВ/мм.

Предлагаемый способ дает возможность получить очень чистый по химическому составу порошок электрохимического периклаза с высокими электроизоляционными характеристиками.

Claims

Формула изобретения

(способ получения электроизоляционного материала на основе плавленой окиси магния, включающий плавку на блок магнийсодержащего сырья в электрической печи, последующее охлаждение блока, удаление осыпи и недоплава, измельчение, электромагнитную сепарацию, термообработку и охлаждение измельченного материала, отличающийся тем, что, с целью повышения электротехнических характеристик за счет снижения содержания железа и повышения однородности химического и фазового состава материала, термообработку измельченного материала проводят при 900--¹200°С,

охлаждают со скоростью 5.....300°С/ч, после

чего дополнительно проводят электромагнитную сепарацию с напряженностью магнитного поля !0³—2-10¹ Э.

7

1488281

8

Ж о. а о с о п5 Ж

X

ω С, <5 О С νθ Ж О а аз и

1Г) Г- «— ГО СП г- СО’— <П СО

г^слсооосооосог^оооог^осочэт о о о о о о. ооооооооо

СТЧчООкОО^СО'ООООЧ’— —- О Г* да со

1

«

о <и

N СО 1Л Г*·

кГ1 5— ΓΟκΤιΛίΠ-^ιΛιΛ^ιΛςΤίΛι/Ί'-Λ

ι/Ί »— *~ *- <Τ<ΤΓ*ΐ<Γ<3·(Νθ4τ-<3·τ-σ\

οοοοοοοοοοοοοοο

ΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟΟ'

^οωσ'σ’ίΛΦο^ίΛΝΓΟΝ'^'ίΐΛ — ’-’-т-’-’-сМ’-’-гчсчсЧ’-’-сч

οοοοοοοοοοοοοοο

О. ж

с ж а а

СМ ίΝ Γ"4 <4

ΟΟΟΟιηΟκΊΟΟΟΟΟίΜΟΟ Ο Ο Ο ο ο οοοοο οο

сП сП СО со ιΛ ιη η η т φ <**) СП

о я
2 Ж О. Еοοοοοοοοοοοοοοο

ιηιηΟΟιηιΛΟΟυ’ΊΟΟΟΟΟΟ

оосимоос'моиюлспмсч

Г- N Ο") Ί ιιΊ 43 I

• СООО’— СМОЧ<Г1П