Карборундовые стержни, применяемые в качестве нагревателей вэлек.трических печах сопротивления, изготовляются методом силицирующего обжига их или в электропечи индивидуального обжига в засыпке из кварцевого песка и кокса или в электропечи Ачесона в засыпке из кварцевого песка, кокса и карборундг.
В первом случае силицирующий обжиг сводится по существу к рекристаллизации карборунда в присутствии паров кремния. Поэтому при проведении обжига по этому способу необходимо иметь стержни достаточно плотные (набивные) с пористостью 18-20%, так как после обжига пористость стержней возрастает на 4-5% и, следовательно, в случае высокой начальной пористости (35-45%), механическая прочность стержня после обжига можетрезко снизиться.
При силицирующем обжиге в печи Ячесона в обычных условиях (при нормальном атмосферном давлении вне печи) силицирующим агентом является кремнекислота, введенная в реакционную смесьввиде кварцевого песка. Процесс силицирования в этом случае идет по уравнению SiO., SiC-{-2CO.
Как видно из уравнения реакции,
вместо 36 ч. углеродистого материала (с удельным весом 1,5-2) в массе обжигаемого стержня образуется 40 ч. вторичного карборунда (с удельным весом 3,24). Следовательно, в результате такого процесса будет иметь место возрастание объемной пористости готовых стержней и, как следствие, снижение механической прочности. Только в случае силицирования угольных стержней с начальной пористостью 20-25% возможно в этом случае получение, так называемых, силундовых нагревателей. Вследствие того, что силицирующим агентом при этом является кремнекислота, как правило, в готовых стержнях после силицирующего обжига содержится кремнекислота в Количестве до 5-8%. Последнее обстоятельство сильно отражается на качестве карборундовых нагревателей, полученных по этому способу, главным образом, на температурном коэфициенте электрического сопротивления (делает его резко отрицательным) и на стандартности сопротивления стержней.
Согласно настоящему изобретению, предлагается силицирующий обжиг стержней в печи типа Ачесона производить под вакуумом.
в случае обжига в печи Ячесона под вакуумом реакция силицирования идет в две фазы следующим образом: 1) 5Ю2 + 2С 51 + 2СОи2) Si + C SiC, т. е. в первой стадии кремнекислота (кварцевый песок) реагирует с углеродом (кокс), а затем освободившийся в результате этой реакции кремний (вследствие пониженного давления окиси углерода находящийся в больщей концентрации в парообразной фазе), постепенно диффундируя в карборундо-угольную массу стержня, реагирует с образованием вторичного карборунда. Как видно из уравнения реакции, в этом случае
вместо 12 ч. углеродистого цемента образуется 40. ч. вторичного карборунда, т. е. имеет место значительное уплотнение массы стержня и, кроме того, исключается возможность загрязнения массы стержня кремнекислотой.
Предмет изобретения.
Способ изготовления карборундовых нагревателей для электрических печей путем силицирующего обжига карборундо-угольной массы в засыпке из кварцевого песка, кокса и карборунда в печи типа Ачесона, отличающийся тем, что обжиг в печи производят под вакуумом.
