Способ силицирующего обжига карбидкремниевых электронагревателей Советский патент 1991 года по МПК C04B35/56 

Изобретение относится к способам изготовления высокоогнеупорных изделий из карбида кремния, в частности к силициругощему обжигу карбид кремниевых электронагревателей.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкостиз выхода годных электронагревателей.

Осуществление загрузки в две стадии, вначале создание слоя карбюризатора, а затем слоя засыпки, не смешиваемого с карбюризатором, способствует тому, что после силицирующего об/тага в .теле КЭК снижается содержакие свободного кремния, а последний влияет на изменение знака ТКЭС, к тому же в окислительной среде кремний окисляется, что сопровождается увеличением объема и разрушение КЗН, то есть уменьшается срок службы КЭН.

В качестве карбюризатора используют активированный древесный уголь размером 7-30 мм.

Создание слоя карбюризатора способствует повышению электросопротивления КЭН, что приводит к увеличению выхода годных КЭН и к более экономичному их использованию в электро4&.

««и

термических установках, потому что заданную мощность на КЭН можно получить, пропуская меньшие токи.

Пример 1. Получение карбид- кремниевых трубчатых электронагревателей диаметром 30 мм и длиной -4 1200 мм типа КЭН ВП проводят следующим образом. Смешивают карбид кремния . 26,6 мас.%, № 4 53,4 мас.% и сажу ТМ-15 20 мас.% в бегунковом смесителе типа СБ-93 в течение 1 ч. Добавляют в шихту бакелит жидкий БЖ-1 5% к массе сухих материалов. Перемешивают шихту до получения смеси равномерной влажности не менее 0,5 ч, Приготовленную массу пропускают дважды через сито-растирку с размером отверстий 5-6 мм. Массу дозируют по массе и загружают в пресс-форму гид- равлического пресса типа ДА-2238А. Прессование осуществляют при удельном давлении 450 кг/см2. Перед прессованием пресс-форму смазывают смесью керосина 60% с парафином 40%, шихту после засыпки разравнивают. Отформованные заготовки КЭН сушат в туннельных сушилках на стеллажах до конечного влагосодержания 1-2%. Стеллажи с заготовками КЭН размещают в электрической печи, где проводят выжигание технологической связки при 180 С в течение 2ч.

В камерной электропечи сопротивления для силицирующего обжига загрузку осуществляют в две стадии. Сначала на подине размещают слой активированного древесного угля с размером частиц 7-10 мм, толщиной 15 мм, разравнивают, сверху расстилают плотную бумагу, например диэлектрический картон. Вокруг трубы-нагревателя устанавливают заготовки КЭН. Затем сво

0

5 0

5

0

5

0

бодное пространство печи заполняют слоем засыпки, состоящей из кварцевого песка молотого 68,5 мас.%, молотого кокса 25,0 мас.%, карбида кремния .черного №6 - №8 5,5 мас.% и древесных опилок 1,0 мас.%. Слой засыпки - над пакетом заготовок 100 мм. Сили- цирующий обжиг проводят в течение 6 ч при максимальной потребляемой мощности 60 кВт„ После охлаждения печи и выгрузки КЭН проводят отбраковку,,

Выход годных КЭН 87%, открытая пористость 24%.

П р и м.е р 2. Технология изготовления КЭН по примеру 1, Слой активированного древесного угля на подине толщиной 30 мм.

Выход годных КЭН 92%, открытая .пористость 22%.

Физико-технические характеристики изделий представлены в таблице.

Формула изобретения

Способ силицирующего обжига карбид- кремниевых электронагревателей, включающий приготовление засыпки, состоящей из смеси кварцевого песка, литейного кокса и наполнителя, размещение заготовок вокруг нагревательного элемента на подине электропечи, загрузку слоя засыпки и обжиг, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, чтог с целью повышения эксплуатационной стойкости, выхода годных электронагревателей, сначала на подине размещают слой активированного древесного угля, затем изолирующий выгорающий утлеродсодержа- щий материал, на котором устанавливают заготовки в.засыпке, причем в последней в качестве, наполнителя используют древесные опилки.

Изобретение откосится к способам изготовления высокоогнеупорных изделий из карбида кремния и позволяет повысить эксплуатационную стой- кость и выход годных злектронаг вэ телей за счет стабилизации положительного коэффициента температурного электросопротивления. Новым в способе является осуществление загрузки в две стадии: вначале на подине размещают слой карбюризатора, которым служит активированный древесный уголь, а затем слой засыпки, несмешиваемый с карбюризатором. Разделение слоев осуществляется выгорающим углеродсодер- жащим материалом, например диэлектрическим картоном, а наполнителем в засыпке являются древесные г.пшткн. Использование изобретения по.. гуляет получить 87-92% годных КЭН со следующими характеристиками: содержание кремния 0,6-0,.22 мас.%9 знак ТКЭС - положит ел ьный, эл ектросопротивлекие 3,8-4,9 Ом, разброс электросопротив лений 4-8,4-15,5%,. пористость открытая 22-24%, полный ресурс КЭН 3500- 4100 ч, 1 табл. Ct S

Содержание кремния, мас.% Знак ТКЭС

Электросопротивление, Ом Разброс элект0,22 Положительный

4,9

1S43

Слабоотрицательный

1,8

Свойства

росопротивления,% Выход годных КЭН, %

Пористость открытая , %

Полный ресурс КЭН, ч

Продолжение таблицы Показатели по примеру предлагаемому

извест- ному

±15,5f8,4±42,0

879270

242225

350041003000