Шихта для огнеупорного материала Советский патент 1984 года по МПК C04B35/12 

Ю

00

Од Изобретение относится к области создания материалов, используемых для изготовления электронагревательных элементов, работающих в окислительной среде, в частности, материалов для изготовления токоподогреваемых фильерных питателей, применяемы в производстве стеклянного волокна. . В настоящее время наиболее распро страненным материалом для фильерных .питателей является платинаи сплавы на ее основе. Известны технические решения, в которых предлагается уменьшить содержание платины в сплавах путем использования других менее дефицитных тугоплавких металлов, таких как родий, иридий, осмий Cl 3 и 2.. Недостатком таких питателей остается их высокая стоимость и дефи-: цитность. Известно также использование карбида кремния в качестве материала для изготовления фильерных пластин зЗ. Однако такие питатели быстро выхо дят.из строя вследствие окисления их на воздухе. Выбор материала дляизготовления фильерных питателей обусловливается специфическим характером их службы, т.е. фильерный питатель испытывает одновременное воздействие расплавлен ной стекломассы и многократные терми ческие нагрузки. Материал для его из готовления Должен хорошо проводить электрический ток, быть устойчивым к воздействию стекломассы, обладать достаточной стойкостью к окислению при высоких температурах, характеризоваться повышенной термостойкостью Высокотемпературный нагрев на воздухе приводит к необходимости использования окисных материалов. Известен также огнеупорньй материй, содержащий 95 мас.% Cr20j, 4 мас.% TiCL СаО и Si02остальное, значительно превосходящий по коррози онной стойкости другие огнеупоры. На пример, его стеклоустойчивость в 10 раз вьнпе по сравнению с классичес кими бадделеито-корундовыми огнеупорами. Материал обладает высокой , неупорностью, плохо смачиваетсй стек ломассой, показывает очень незначительную тенденцию к образованию брака в стекле и окрашивании. В произ.водстве стекловолокна последние два свойства имеют важное значение 1.4Д. Однако указанный материал имеет ряд существенных недостатков, которые не позволяют использовать его в качестве материала для изготовления токоподогреваемых фильерных питателей. Главным его недостаткой является незначительная термостойкость (не более 12 теплосмен по режиму вода), высокое электросопротивление при комнатной температуре (более 10 ), плохо спекается на воздухе и склонен к разложению вследствие испарения CrgOj при высоких температурах. Наиболее бликзим к изобретению является огнеупорный материал, получаемый из шихты, содержащей оксид хрома и 5-30% хрома t5ij. Однако материал, полученный из известной шихты, плохо спекается, открытая пористость превьш1ает 30%, термостойкость его невысока, т.е. 4-5 циклов до разрушения (850°С - вода) , удельное электросопротивление при 20°С cocтaвJfIяeт 13,6-34,6 х X 10 Ом-м . Целью изобретения является, повышение термостойкости, электропроводности, стойкости к окислению при-вы.соких температзфах. Поставленная цель достигается тем, что шихта для огнеупорного материала, содержащая оксид хрома и хром, дополнительно содержит никель и оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Оксид хрома50-80 Хром. 18-30 Никель0,5-5,0 Оксид алюминия 0,5-30,0 Наличие в материале менее 18,5 мас.% хрома и никеля не позволя-, ет получить материал с достаточно хорошей электропроводностью, так как в нем не образуется металлического непрерывного каркаса. Таким образом, верхний предел по содержанию окислов хрома и алюминия не должен превышать 81,5 мас.% (примеры 4 и 9). Введение в материал металлов в количестве более 35 мас.% приводит к резкому возрастанию окисляемости и,как следствие, к увеличению электрического сопротивления при службе на воздухе (пример. 7). Окись алюминия необходима для повышения устойчивости материала к окислению, однако эффективность действия этой добавки практически пре3кращается при содержании AljO мень ше 0,5 мас.% (пример 3). Содержание более 30 мас.% Al-Oj значительно снижает стеклоустойчйвость материала. .Технология изготовления материал Окись хрома марки чда в количестве 72 мас.% тщательно перемешив ли с 21 мас.% металлического хрома марки х2. К полученной смеси двук компонентой добавляли 5 мас.% окиси алюминия ма1)ки ч, перемешивали и после этого вводили 2 мас.% металли ческого никеля марки ПНЭ-1. Затем производили окончательное смешение всех компонентов. Полз ченную шихту згвлажняли 5%-ным водным раствором поливинилового спирта и формовали образцы при удельном давлении 1000 кг/см. Обжиг проводили в шахтной электровакуумной печи марки СШВЛ 12,5/25 МОЧ с, вьщержкой при 1650° С 2 ч. Для определения электр 76- |ческих свойств из масс различного состава изготовлены опытные нагреватели в виде трубочек длиной 120 мм, наружным диаметром 10 мм и виутрен- ним диаметром 6 мм. Для обеспечения надежного токоподвода концы каждого нагревателя покрывали никелем. Никелевое покрытие получали методом электрохимического осаждения.. Перед началом испытаний производили измерение сопротивления нагревателя с помощью отшетра Р380. Затем нагреватель подвергали нагреву до максимально возможной температуры, выдерживали при этой температуре в течение 1 ч и охлаждали .до комнатной температуры. Температуру на поверхности ак-пшной части нагреватели измеряли.пирометром Промин.ь, Результаты измерений приведены в . . лице.

ШИХТА ДПЯ ОГНЕУГОРНОГО МАТЕРИАЛА, содержащая оксвд хрома и хром, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее термостойкости, электропроводности и стойкости к окислению при восоких температурах, она дополнительно содержит никель и окснд алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Оксид хрома 50-80 Хром18-30 Никель0,5-5,0 Оксид алюминия 0,5-30,0 § . (Л

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10

1-35,5

4-5

2 2 2 2 2 1,0 24

25

10,4

25 8,6

25

25

25

13,6

25

2 2

25

25

Продолжение таблиць