Способ изготовления огнеупорных изделий

Союз Советскик Социалистических РеслублнкОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 и 876605(22) Заявлено 0301 ВО (21) 2863246/29-33с присоединением заявки Нов(5)М. Кл.з С 04 В 35/00 Государственный комитет СССР яо делам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения С.А. Суворов, И.А. Туркин, А.Д. Мфльников иС.Л, КорЬбкин Ленинградский ордена Октябрьской революции и ордена Трудового Красного Знамени технолЬгический.,институтим,. Ленсовета ==-=-,.:(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНХ ИЗДЕЛИЙ 10 Изобретение относится к получению огнеупорных изделий сложной формы, например сосудов с донными патрубками, фильер, труб с торцовыми стенками и др.В настоящее время для изготовления изделий сложной формы в основном используют метод шликерного литья, заключающийся в заливке шликера в формы, сушке, удалении изделия из формы и обжига. Этим способом Можно получить тигли, трубки и другие изделия с толщиной стенки до 2-5 мм, в зависимости от общих размеров изделий. Недостатком этого способа является большая усадка при обжиге, что существенно ограничивает применение этого метода. 20Известен способ изготовления огнеупорных изделий, включающий сборку иэделий из отдельных деталей путем их склеивания посредством керамических, органических или металлических 25 паст различного химического состава, например, путем нанесения на склеиваемые поверхности композиций на жидком стекле с последующей термообработкой 1. ЗО Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления изделий сложной формы путем формования эаготонок из предварительно смешаннойшихты на основе таких оксидов, как АвО, М 90, ЕгО, их спекания с споследующей сборкой узла иэ отдельных деталей, причем между соединяемыми керамическими деталями помещают либо фольгу (или порошки) металлических алюминия, титана, ванадия, либо их оксиды или гидраты. Собранный узел нагревают в окислительной или инертной атмосфере до температуры плавле-, ния металла и частичного растворениякерамики 2.Изделия сложной конфигурации, полученные описанным способом, обладают недостаточной механической прочностью, термостойкостью иэ-эа изменения химического состава в месте соединения металла и керамики, кроме того, материал в зоне контакта имеет более низкую температуру плавления, чем материал иэделия. Цель изобретения - повышение механической прочности, термостойкости и получение равноплотного изделия постоянного химического состава.В процессе обжига изделий на 1-ой стадии происходит расплавление метал ла, введенного в состав шихты, с последующим его окислением, что способствует как свариванию деталей, так и спеканию всего изделия. На второй стадии происходит полное окисление ме Поставленная цель достигается засчет того, что в способе изготовления огнеупорных иэделий сложной конфигурации путем смешения компонентов,формования заготовок с последующимих обжигом, изделия формуют из шихты,содержащей металл и его окисел в соотношении 10:90-20:80, а обжиг проводят в две стадии: первая - в закрытых капселях при 1450-1750 С в течеоние 1-2 ч под пригрузом, составляющим 10-50 от величины удельной нагрузки, вызывающей начало размягченияматериала вторая - в воздушной средеопри 1300-1500 С в течение 1 ч в воздушной среде без пригруза.В качестве огнеупорного материалаберут окислы хрома, олова, алюминия.Порошок окисла металла и металл смешивают в шаровой мельнице в течение10 ч, массу для прессования готовятдобавлением 5-ного раствора поливинилового спирта в количестве 5.-7.Из полученной массы на гидравлическомпрессе под давлением 700 кг/смпрессуют кольца диаметром 25 мм столщиной стенки 5 и 10 мм и высотой20 мм и диски диаметром 25 мм и толщиной 5 мм,Иэ отформованных деталей собираютизделия кольцо-диск, кольцо-два диска, кольцо-диск-кольцо. Контактныеповерхности деталей пришлифовываютдруг к другу без использования абразивных порошков,Обжиг изделий осуществляют при1450-1750 С в течение 1-2 ч при ограниченном доступе воздуха в закрытойкорундовой капсуле, в керосиновомгорне, причем с целью получения прочного сцепления деталей, изделия обжигают под пригрузом с величиной усилия 10-50 от величины удельной нагрузки (не превышающей 1,5-2 кг/см ),2вызывающей начало размягчения материала. Нагружающая сила направленаперпендикулярно контактной поверхности деталей по оси изделия. Для пригруза используют огнеупорные диски изматериала, не взаимодействующего сматериалом образцов.Готовые изделия подвергают повторному обжигу при 1300-1500 ОС в течение 0,5-1,5 ч в воздушной среде безпригруза.Получение обожженных изделий сравноплотной структурой обусловливает отсутствие локального разрушенияогнеупорного изделия по местам сварки, что присуще таким изделиям прииспользовании для их сварки инородных материалов. О20254050 талла и низших окислов, а также снятие остаточных напряжений в изделии. Так как металл равномерно распределен по всему объему, усадка в процессе обжига одинакова по всему иэделию. Обожженное изделие обладает равноплотной структурой и одинаковым химичес- ким составом, как отдельных деталей, так и мест их контакта.П р и м е р 1Массу и изделия из окисла хрома и металлического хрома с размером зерен менее 60 мкм при соотношении Сг 203.Сг=80:20 готовят поприведенной выше технологии. Собранные изделия обжигают в две стадии:л. на 1-ой стадии под пригрузом 1,5 кг/см при 170 ЖС в течение 1 ч при ограниченном доступе воздуха, на.2-ой стадии в воздушной среде без при- груза при 1500 ОС в течение 1 ч. Полученные изделия имеют предел прочности при сжатии 350 кг/см . После 15 теплосмен в режиме (1300 С воздух) изделия не растрескиваются в местах стыка деталей.П р и м е р 2, Массу изделия из двуокиси олова и металлического олова с зернами менее 60 мкм при соотношении БпО.Яп=85:15 готовят по приведенной выше технологии. Собранные изделия обжигают в 2 стадии: на 1-ой стадии под пригрузом 1,75 кг/см при 1450 С в течение 20 ч при ограниченоном доступе воздуха, на 2-ой стадии - в воздушной среде без пригруза при 1300 С в течение часа. Полученныеоизделия имеют предел прочности при сжатии 275 кг/смПосле 14 теплосмен в режиме (1300 ОС воздух) изделия не растрескиваются в местах стыка деталейП р и м е р 3. Массу и изделия из окиси алюминия и металлического алюминия с размером зерен менее 60 мкм при соотношении АЗОЗ.АГ=90:10 готовят по приведенной выше технологии. Собранные изделия обжигают в две стадии: на 1-ой стадии под пригруэом 2 кг/см при 1600 С в течение 1,5 ч при ограниченном доступе воздуха, на 2-ой стадии - в воздушной среде беэ пригруза пои 1400 С .в течение 1 ч.Полученные иэделия имеют предел прочности при сжатии 600 кг/см. После 12 теплосмен. в режиме (1300 С возо дух) иэделия не растрескиваются в местах стыка деталей,У всех полученных изделий была исследована структура контактных поверхностей и определена термостойкость. При исследовании структуры не наблюдается отличие плотности зон контакта от тела деталейПри испытаниях на термостойкость в режиме (1300 С воздух) не зафиксировано локализации трещин в местах сварки деталей, имеющих ту же температуру плавления, что и все изделие.876605 Формула изобретения Составитель Д. ИвановТехред А.Бабинец Корректор С. Щомак Редактор М. Лысогорова Заказ 9489/27 Тираж 663 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патентг. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ изготовления огнеупорных изделий сложной конфигурации путем, смешения компонентов, формования заготовок с последующим их обжигом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с 5 целью повышения механической прочности, термостойкости и получения равно- плотного иэделия постоянного химического состава, изделия формуют из шихты, содержащей металл и его окисел 10 в соотношении 10:90-20:80, а обжиг проводят в 2 стадии: первая - в эакрытых капселях при 1450-1750 С в течение 1-2 ч под пригруэом, составляющим 10-50 от величины удельной нагрузки, вызывающей начало размягчения материала вторая - воздушнойУсреде при 1300-1500 С в течение 1 ч без пригруза. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 527401, кл. С 04 В 35/04, 1974.2. Патент США В 3517432,кл, 29-472,7, опублик. 1972.1