Устройства сливные металлические Пл 99.9-Пл 99 в Минске


Устройства сливные металлические Пл 99.9–Пл 99: платиновые узлы слива для высокотемпературных расплавов и агрессивных сред

Устройства сливные металлические в исполнении Пл 99.9–Пл 99 представляют собой узлы направленного выпуска расплава, изготовленные из платины марок 99.9 и 99 с содержанием основного металла не менее 99,9 % и 99,0 % соответственно. Конструктивно такие устройства выполняют функции сливного патрубка, лотка, носка или пробки-дозатора, работающих в прямом контакте с расплавом стекломассы, оксидных и солевых расплавов, а также с высокочистыми химическими реагентами. Платина в данном применении выступает не как конструкционный материал общего назначения, а как функциональный элемент, сохраняющий геометрию канала истечения при температурах 1400–1600 C и не вносящий примесей в сливаемый продукт.

Ключевое отличие исполнений Пл 99.9 и Пл 99 — допустимая суммарная концентрация примесей, которая определяет склонность к межкристаллитной коррозии, разъеданию расплавом и образованию шлаковых настылей на кромке слива. Для Пл 99.9 сумма примесей нормируется на уровне не более 0,1 %, для Пл 99 — не более 1,0 %. Это различие критично при непрерывном сливе стекломассы в питателях стекловаренных печей и при дозировании расплавленных солей в установках электролиза.

Конструктивные исполнения и условия эксплуатации

Сливные устройства из платины Пл 99.9–Пл 99 применяют в виде сменных элементов, закрепляемых в огнеупорной кладке или в водоохлаждаемом корпусе. Типовые исполнения:

  • сливной носок питателя стекловаренной печи с углом наклона канала 15–30;
  • погружная сливная трубка для дозирования расплава в кристаллизатор;
  • лоток направленного слива с защитным экраном из того же сплава;
  • пробка-дозатор с конической посадочной поверхностью для периодического выпуска;
  • переходной патрубок между плавильным тиглем и разливочным узлом.

Рабочая среда определяет выбор марки. В стекловарении при контакте с натрий-кальций-силикатными расплавами применяют Пл 99.9, поскольку примеси железа, меди и свинца в марке Пл 99 интенсифицируют образование свилей и пузырей в стекломассе. В солевых расплавах хлоридов и фторидов, где преобладает эрозионный износ, допустимо использование Пл 99 при условии периодической механической зачистки кромки слива.

Технические параметры исполнений

ПараметрПл 99.9Пл 99Условия контроляВлияние на слив
Содержание Pt, % 99,9 99,0ГОСТ 13498чистота продукта
Сумма примесей, % 0,1 1,0спектральный анализстойкость к разъеданию
Рабочая температура, Cдо 1600до 1550термопара в зоне сливавязкость истечения
Плотность, г/см21,4521,40ГОСТ 13498инерционность узла
Толщина стенки канала, мм1,5–3,02,0–4,0ГОСТ 13498ресурс до прогара
Диаметр канала, мм6–258–30ГОСТ 13498расход расплава

Материаловедческие ограничения

Платина Пл 99.9–Пл 99 при температурах выше 1200 C активно взаимодействует с углеродом, фосфором, кремнием и серой, образуя легкоплавкие эвтектики по границам зёрен. По этой причине сливные устройства не эксплуатируют в контакте с восстановительной атмосферой и графитовой оснасткой. Для защиты от восстановительных газов применяют аргонную продувку зоны слива или барьерные покрытия на основе оксида циркония.

Водород и кислород при высоких температурах диффундируют через платину, вызывая водородную болезнь — образование микропустот и растрескивание стенки канала. Для устройств Пл 99.9–Пл 99 в стекловаренных печах лимитируют содержание влаги в атмосфере над расплавом и контролируют парциальное давление кислорода.

Области применения

  • стекловаренные печи непрерывного действия — слив стекломассы в питатель;
  • установки электролиза расплавленных солей — дозирование хлоридных и фторидных расплавов;
  • производство оптического стекла и кварцевого стекла — слив без загрязнения примесями;
  • лабораторные и опытно-промышленные плавильные тигли для оксидных монокристаллов;
  • атомная и аэрокосмическая отрасли — слив высокочистых металлических расплавов;
  • химический синтез — выпуск агрессивных высокотемпературных реагентов.

Вопросы и ответы

Чем отличается сливное устройство Пл 99.9 от Пл 99?

Основное отличие — суммарное содержание примесей: не более 0,1 % для Пл 99.9 и не более 1,0 % для Пл 99. Это определяет стойкость к разъеданию расплавом и допустимую рабочую температуру: 1600 C против 1550 C.

Можно ли эксплуатировать сливное устройство из платины в восстановительной атмосфере?

Нет. При температуре выше 1200 C платина образует легкоплавкие эвтектики с углеродом, фосфором и серой. Требуется аргонная продувка или барьерное покрытие на основе оксида циркония.

Какой диаметр канала слива выбрать для стекломассы?

Для Пл 99.9 типовой диапазон — 6–25 мм, для Пл 99 — 8–30 мм. Диаметр подбирают по требуемому расходу расплава и вязкости стекломассы при рабочей температуре.

Какой ресурс сливного устройства до замены?

Ресурс определяется толщиной стенки канала, температурой и агрессивностью расплава. При толщине 1,5–3,0 мм и непрерывной работе в стекломассе ресурс составляет от 2000 до 6000 часов до достижения предельного износа кромки слива.