Тигель для электролизного боривания

1747543 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВ КО В юл. %26тровский государс нный олючая, ,ф, Юрие стали. ие ста Поставленная ц тигель выполняетс композиции, внут представляет собой щий жаропрочной снаружи хромонике жащим до 6% марг Анализ провед что не существует тстигает иде дв я част ндр из и, нап м сплав, что йной орой веюнный дер ель дя вреннцилсталевьанца,.нноиглей ухсло ь кот нержа лавле ом, сопоиска пок ля электроли лее ые зал зно 1(56) Ляхович Л.С, и др. БорироваМ.: 1967, с,119.Авторское свидетельство СССМ 1038379, кл. С 23 С 8/40, 1983Ворошин Л,Г, и др. Борирова1978, с,249. Изобретение относится к металлургии,а именно к химико-термической обработкеметаллов и сплавов, и может быть использовано в различных отраслях промышленйости, в частности при электролизномборировании стальных изделий.Известно применение в лабораторныхисследованиях алундовых, карборундовых,графитовых и кварцевых тйглей.Известен также тигель для электролизных процессов, состоящий из графита с силицидным покрытием. Он обладает высокойкорроэионно- и износостойкостью.Однако при использовании в промышленности тиглей из вышеперечисленных ма. териалов диаметром 400-600 мм и высотой800-1000 мм, как правило, происходит аварийный выход их из строя,Известен тигель иэ феррохрома с добавкой никеля, Он изготовлен способом литья,Из-за неоднородности материала литых тиг лей стойкость их составляет 3 -6 мес,В промышленных условиях наибоширокое применение получили свар 51)5 С 23 С 8/40, С 21 О 1/Ф 3 Юфф(54) ТИГЕЛЬ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗНОГО БОРИРОВАНИЯ(57) Сущность изобретения: тигель выполнен в виде многослойной композиции, внутрейняя часть которой представляет собой цилиндр иэ нержавеющей жаропрочной стали, наружная часть наплавлена толщиной 3 - 5 мм из марганецсодержащего хромоникелевого сплава. Применение тигля позволит увеличить срок его службы, повысить надежность специализированных линий электролизного борирования, обеспечить безаварийность работы печей, 2 табл,Ж тигли из" нержавеющей или жароупорной стали типа 1 Х 18 Н 9 Т.Однако большие нагрузки, вызываемые объемом электролита в тигле, периодические охлаждения и нагревы его и ряд других причин вызывают повышенное дефектооб разование в материале тигля, потерю им формы, после чего наступает катастрофическое разрушение материала.Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости тиглей для электролизного борирования, испытывающих Ф интенсивное воздействие агрессивной сре- Ы ды, высоких температур иудельных нагру-, зокго борирования предлагаемой конструкции, обеспечивающей достижение высокой эксплуатационной стойкости их в промышленных условиях.В процессе эксплуатации тигля его конфигурация претерпевает изменения, Стенки и дно тигля испытывают значительные удельные нагрузки, так как масса расплавленной буры в тигле, работающем в промышленных условиях, достигает 700 кг. Кроме того, электропечь борирования отключается, как минимум, для профилактических ремонтов и, как правило, на выходные и праздничные дни. При охлаждении боросодержащий электролит затвердевает и кристаллизуется, увеличиваясь в объеме, и оказывает значительное давление на стенки и дно тигля. Под действием термических напряжений в результате длительного борирования в отдельных местах поверхности скалывается боридный слой. 8 результате совместного действия вышеперечисленных факторов постепенно происходит неравномерная деформация боковойи донйой частей тигля. Наиболее выступающие участки дефектной поверхности оказываются в нежелательной близости от нагревательного элемента шахты печи, что со временем приводит к появлению течи в этих зонах тигля,Значительно снизить подобные явления можно, создав двухслойную композицию с коррозионностойким внутренним слоем и слоем наплавленного жаростойкого матерйала сйаружи, Наплавка наружной поверхности стенок и дна тигля хромоникелевой проволокой, содержащей марганец типа Х 20 Н 10 Г 6), приводит к увеличению пластичности (что предотвращает трещинообразование), сопротивлению разрыву и незначительно влияет на предел текучести, . что хорошо подтверждается экспериментальными данными мехиспытаний,Кроме того; присутствие хромаи никеля в указанных количествах повышают жаростойкость и окалиностойкость, обеспечивая требуемый комплекс физико-механических свойств,П р и м е р. Испытания проводили при следующих условиях,. Были изготовлены тигли по способупоототипу - из нержавеющей стали 1 Х 18 Н 9 ТЮОО мм, высотой 1000 мм, толщиной стенки 20 мм, а также тигли по предлагаемому способу - из стали 1 Х 18 Н 9 Т и Х 25 Н 20 С 2 с толщиной стенки сварного цилиндра 15 мм. Использование тиглей, как10 15 показал эксперимент, из листа меньшей толщины нецелесообразно, так как не обеспечивается достаточное сопротивлениедействию агрессивной среды; изготовлениевнутреннего цилиндра из листа большей толщины экономически нецелесообразно и не позволяет достичь повышения эксплуатационной стойкости тиглей, Высота и диаметр тиглей по предлагаемому способуаналогичны изготовленному по прототипу, Снаружи тигли предлагаемой конструкции подвергали наплавке в 1 - 7 слоев на автоматической наплавочной установке проволокой Х 20 Н 10 Г 6 диаметром 3 мм под флюсомАН 20 Режим работы тиглей: температура вшахте печи-ванны 900 - 1000 С, периодичность включения 1 раэ в неделю, время нахождения в нагретом состоянии 2 дня.20 Электролит борирования расплав буры.Плотность тока, подаваемого на тигель, 0,02 А/см, Продолжительность испытаний до полного выхода тигля иэ строя.Результаты испытаний приведены в 25 табл.1 и 2.Как видно из приведенных результатов,изготовление тиглей по предлагаемому способу позволяет повысить срок службы тиглей в 10 раз, снизить расход дорогостоящей 30 стали в результате уменьшения толщины листа на изготовление внутреннего цилиндра тигля, При этом дополнительные расходы на наплавку составляют всего 12 о при стоимости тигля 1600 руб. Экономический эффект 35 от использования тиглей предлагаемой конструкции составляет 5730 руб, в год только эа счет сокращения расхода тиглей (с 4 до 1 шт. в год). Кроме того, при аварийном выходе тигля из строя вытекающий электролит 40 необратимо разрушает футеровку шахтыпечи, требуется полная замена ее, что влечетэа собой затраты на огнеупорные материалы й вынужденный йростой печи с потерей ее производительности.45Формула изобретения Тигель для электролизного борирования, выполненный из листовой нержавеющий жаропрочной стали, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости в условиях действия агрессивной среды, высоких. температур и больших удельных нагрузок, тигель выполнен многослойным, наружный слой наплав лен толщиной 3 - 5 мм иэ марганецсодержащего хромоникелевого сплава.1747543 Табл ица 1 Результаты сравнительных испытаний срока службы тиглей Заключение Место появления течиТип тигля Время работы тиглядо выхо а из ст оя, ч Сварной шов, боковая поверхностьПо способу прототипу 1584 Недостаточная эксплуатационная стойкость Повышенная эксплуатационная стойкость Боковая поверхность 15312 По предлагаемому способуТаблица 2 зменение диаметра тигля,мм Заключение Толщина наплавленного слоя, мм1 - 2 70 -80 Неудовлетворительный результат - сильнее уменьшение толщины стенки,приводящее к ее разрушению Оптимальный результат То же Неудовлетворительный результат - происходит отслаивание слоя наплавленного металла; экономически нецелесообразно"Замеры диаметра осуществляли в одном и том же месте тигля до начала его эксплуата- ф ии и после полного его выхо а из ст оя.Составитель И.М.СпиридоноваРедактор Н,Киштулинец Техред М.Моргентал Корректор С. Черни Заказ 2476 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина; 101Влияние толщины наплавленного слоя на сопротивление действию высокой температуры и больших удельных давлейий