SU628642A1 - Способ изготовлени карбидо-кремниевых нагревателей - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области технологии изготовлени  нагревательных элементов на основе карбида кремни  и может быть использовано в огнеупорной промьшшенности.

Известен способ изготовлени  карбидо-кремниевых нагревателей с органическим св зующим гор чего отверждени  на воздухе,при котором заготовки формуют, отверждают св зующее нагревом на воздухе при температуре 1702QQ°C и подвергают обжигу в силицирующей засыпке 1 Однако вследствие высоких диэлектрических свойств карбида кремни  и органического св зующего на начальной стадии силицирующего обжига.необходимо производить длительный нагрев заготовки до теплового пробо  путем проложени  к заготовке высокого, напр жени  до 300 В/м. Эта операци  по длительности занимает до 30% общего времени обжига. Кроме того, указанный способ сложно механизировать и в насто щее врем  примен етс  ручной труд. Необходимость в электрооборудовании ., в частности повышающих трансФорматорах , на начальной стадии электротермического обжига также усложн ет технологический процесс.

Известен также способ изготовлени  карбидо-кремниевых нагревателей, при котором смешивают порошки карбида кремни  разного гранулометрического состава с неорганическими св з тощими, формуют заготовки,обжигают в силицирующей засыпке и дополнительно термообрабатывают материалы перед смешением в инертной среде, например, в среде азота, при температуре 1800ISOO C в течение 4-5 ч 2.

Дополнительна  термообработка снижает их сопротивление и уменьшает разброс электрических параметров.

Целью изобретени   вл етс  упрощение процесса обжига путем ликвидации теплового пробо  и повышение стойкости нагревател , при использовании в качестве сз1 зующего органического материала.

По предлагаемому способу после формовани  отверждают органическое св зующее нагревом на воздухе до 180-200с, термообработку ведут в инертной среде, f jпример в среде азота или гели , ведут перед обжигом при температурах 500-900 С в течение 10-60 мин. со скоростью нагрева не выше 10 град/мин. Это - позвол ет повысить стойкость нагревателей с органическим св зующим гор чего отверждени  на воздухе и упростить процесс их изготовлени  Интервал температур в пределах 500-900°С определ етс  величиной удельного электрического сопротивлени  заготовок, необходимой дл  пров.е дени  силицирующего обжига без предварительного нагрева до теплового пробо , а именно удельное электричес кое сопротивление должно быть в инте вале 0,1-11 см. Нагрев отвержденных заготовок в инертной среде может проводитьс  со скоростью не выше 10 град/мин. Более высокие скорости нагрева привод т к деформации заготовок, дефектам поверхности и структуры из-за быстрого удалени  летучих из св зки. Врем  выдержки при одновременной температуре термообработки в интервале ЗОО-ЭООс составл ет от 10 до 60 мин. Более длительна  выдержка не приводит практически к уменьшению удельного сопротивлени  заготовок. Нижний предел - 10 мин.-определ етс  условием равномерного прогрева заго товок различного сечени  до-темпера туры термообработки. Пример осуществлени  способа. Из массы с содержанием (в вес.%) карбида кремни  81,5, сажи 5,4, кремни  3,6 и фенол-формальдегидной смолы 9,5 методом выдавливани  через мундштук формуют заготовки и отверждают обычным способом на воздухе при 180 С. Отвержденные заготовки помещают в герметичный реактор, и, после промывки реакторного пространства азотом, устанавливают подачу азота при избыточном давлении 10-20 мм вод.ст. Затем включают систему нагрева реактора и нагревают заготовки до температуры в интервале 550-900 С, контролиру  температуру внутри реактора термопарой. Скорость нагрева 10 град/мин. Выдержка при максимальной температуре составл ет 60 мин. После выдержки нагрев отключают и провод т естественное охлаждение реакторов, сохран   ток азота вплоть до . Далее заготовки подвергаютс  . Дл  этого их укладывают между графитовыми электродами, засыпают силицирующей смесью и к электродам подают напр жение. Обжиг ведут по заданной кривой изменени  мощности. В табл.1, представлены параметры обжига. Т а б л. и ц а 1

Начальное напр жение на

заготовках, В/м

Обща  продолжительность

обжига, мин.

Как видно из табл., необходимое начальное напр жение на заготовках снижаетс  с 240 до 50 В/м. а в общем случае - с 300 до 50 В/м, -т.е. отпадает необходимость в повышающих

Свойства нагревателей на органическом

Удельное электрическое сопротивление нагревателей при 1000°С,ом.см.

о

Стойкость в службе при 1450 С в недельном режиме, ч.

Старение (изменение .сопротивлени :) за вёсь рок работы, %

240

50 150-160 120-140

трансформаторах. Обща  продолжительность обжига также снижаетс .

Электронагреватели, полученные по |Предлагаемому способу, имели свойства, 45 которые представлены в табл. 2.

2

Таблица св зующем

0,04-0,07

2300

420

Claims (2)

1. 600 5 Использование предлагаемого спос ба изготовлени  карбидо-кремниевых нагревателей на органическом св зую щем позволит существенно упростить процесс, сократить технологичес кий цикл в 1,2-1,5 раза, что приведет к экономии электроэнергии и увеличени выпуска нагревателей за счет повЕдие ни  КПД действующего оборудовани . Кроме этого,от увеличени  срока службы электронагревателей на 25-30 в результате повышени  плотности, прочности и стойкости, ожидаемый экономический эффект дл  действующе производства составит 137500 р. в год и дл  стро щейс  2-ой очереди Запорожского огнеупорного завода 1100000 р. в год. Формула изобретени  Способ Изготовлени  карбидо-крем ниевых цагревателей, при котором мас 2 су на основе карбида кремни  со св зующим формуют, тер юобрабатывают в инертной среде, например, в среде азота, при заданных температурных и временных режимах и обжигают в силицирующей засыпке, отличающийс   тем, что, с целью увеличени  стойкости нагревателей с органическим св зующим и упрощени  процесса их изготовлени , после формовани  отверждают органическое св зующее нагревом на воздухе до температур 180-200°С, термообработку ведут перед обжигом с подъемом температуры со скоростью не более 10 град/мин, с последующей выдержкой при температурах 500-900с в течение 10-60 мин. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1. Авторскоб свидетельство СССР 189492 по кл. 21 U1, 1962.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 476714 по кл. Н 05 В 3/10, 1971.