ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТОГО КАРБИДА ХРОМА Российский патент 1994 года по МПК C01B31/30 

Изобретение относится к получению тугоплавких и коррозионно-стойких соединений.

Известна шихта для получения карбида хрома, включающая оксиды хрома, алюминий и графит [1] .

Недостатком известной шихты является ее гигроскопичность.

Наиболее близкой к изобретению является шихта для получения карбида хрома, включающая оксид хрома (6), алюминий и углерод и дополнительно содержащая оксид хрома (3) при следующем соотношении компонентов, мас. % : оксид хрома (6) 32-38,8 оксид хрома (3) 23,4-29,5 алюминий 26,7-27,7 углерод остальное
Недостатками известной шихты являются ее высокая пожароопасность, чувствительность к механическому удару и гигроскопичность, обусловленная содержанием CrO₃.

Цель изобретения - уменьшение пожаровзрывоопасности и гигроскопичности шихты.

Цель достигается тем, что шихта содержит оксиды хрома с содержанием в них кислорода 36-45 мас. % , а также алюминий и графит при следующем соотношении компонентов, мас. % : оксиды хрома 65-67 алюминий 24-28 графит 7-9
Использование кислородсодержащих оксидов хрома, содержащих 36-45 мас. % кислорода, позволяет понизить гигроскопичность шихты и ее чувствительность к механическим воздействиям. Снижение чувствительности шихты к механическим воздействиям приводит к уменьшению пожароопасности шихты.

При указанном соотношении исходных компонентов синтезируется литой высший карбид хрома (Cr₃C₂), а чувствительность и гигроскопичность его снижаются в несколько раз.

Если содержание кислорода в оксидах хрома меньше наименьшего значения, то шихта становится низкокалорийной, ухудшается фазоразделение от шлака и продукт загрязняется примесями - "лишним" алюминием и углеродом.

Если же оно больше наибольшего, то в шихте присутствуют высококислородные соединения, что приводит к повышению взрывоопасности и гигроскопичности карбида хрома, ухудшается фазоразделение, а целевой продукт загрязняется шлаком и свободным углеродом.

При содержании алюминия меньше наименьшего значения снижается экзотермичность шихты, ухудшается фазоразделение, а целевой продукт загрязняется шлаком и свободным углеродом. При содержании алюминия больше наибольшего значения "лишний" алюминий попадает в целевой продукт и загрязняет его.

При содержании углерода в шихте меньше наименьшего значения в целевой продукт вносится фаза низшего карбида хрома (Cr₇C₃), образующегося при синтезе, в результате чего снижается качество продукта. При содержании углерода больше наибольшего значения "лишний" углерод попадает в слиток и продукт загрязняется свободным углеродом.

П р и м е р 1. Готовят шихту из 660 г оксидов хрома (содержание кислорода 40 мас. % ), 260 г алюминия и 80 г графита дисперсностью 90-600 мкм. Шихту перемешивают в смесителе и досыпают в тугоплавкую (графитовую) форму, которую помещают в реактор. Реактор герметизируют и создают в нем избыточное давление инертного газа (аргона), равное 40 атм. Смесь инициируют вольфрамовой или нихромовой спиралью, подавая на нее импульс тока. После горения и остывания продукт извлекают из реактора. Он разделен на два слоя - сверху шлак (Al₂O₃), снизу - слиток - высшего карбида хрома (Cr₃C₂). Результаты химического и рентгенофазового анализов показывают, что в составе продукта содержится 13,1 мас. % связанного углерода, 0,8 мас. % алюминия и 0,05 мас. % кислорода, свободного углерода не обнаружено, продукт целиком состоит из Cr₃C₂.

В таблице представлены данные по химическому и фазовому анализам карбида хрома, полученного из шихты по изобретению.

Из представленных в таблице данных следует, что изобретение позволяет уменьшить пожаро-взрывоопасность и гигроскопичность карбида хрома.

Использование: получение тугоплавких, износо- и коррозионно-стойких изделий. Сущность изобретения: готовят шихту смешиванием 65 - 67 мас. % оксидов хрома с содержанием в них кислорода 35 - 45 мас. % , 24 - 28 мас. % алюминия и 7 - 9 мас. % графита. Помещают в реактор и инициируют реакцию горения. Нижний предел чувствительности шихты к удару 750 - 900 Нм н мм, ее гигроскопичность 0,009 - 0,025 мас/ч. Карбид хрома - однофазный продукт, содержание Cсвяз = 13,1 - 13,2 мас. % . 1 табл.

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТОГО КАРБИДА ХРОМА, включающая оксиды хрома, алюминий и графит, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения пожаровзрывоопасности и гигроскопичности, она содержит оксиды хрома с содержанием в них кислорода 36 - 45 мас. % при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Оксиды хрома 65 - 67
Алюминий 24 - 28
Графит 7 - 9