專(zhuān)利名稱(chēng)：耐火合金、拉制旋轉(zhuǎn)器及礦棉的生產(chǎn)方法
耐火合金、拉制旋轉(zhuǎn)器及礦棉的生產(chǎn)方法本發(fā)明涉及在非常高的溫度下使用的金屬合金，特別是在通過(guò)拉制熔融狀的無(wú)機(jī) 組合物生產(chǎn)礦棉的方法中可使用的金屬合金，或者更一般地在氧化性介質(zhì)(例如熔融玻 璃)中構(gòu)造具有高溫機(jī)械性能的工具時(shí)可使用的金屬合金，本發(fā)明涉及在高溫下可使用的 鈷基合金，特別是用于生產(chǎn)用于熱制造和/或轉(zhuǎn)化玻璃或其它無(wú)機(jī)材料的部件(例如礦棉 生產(chǎn)機(jī)器的部件)的鈷合金。一種采用所謂內(nèi)離心法(centrifugation interne)的拉制纖維技術(shù)在于讓液態(tài) 玻璃連續(xù)地落到以非常高的旋轉(zhuǎn)速度繞著其垂直軸旋轉(zhuǎn)的部件的整體內(nèi)。稱(chēng)作“旋轉(zhuǎn)器 (assiette) ”的關(guān)鍵部件(更通常地在技術(shù)中以英語(yǔ)術(shù)語(yǔ)“spinner”表示)，接收靠著所謂 鑿孔“帶”的壁的玻璃，在離心力的作用下讓玻璃穿過(guò)孔，以熔融細(xì)絲的形式離開(kāi)所有部件。 位于旋轉(zhuǎn)器外部上方的環(huán)形燃燒器，其產(chǎn)生沿著該帶的外壁下降的氣流，使這些細(xì)絲向下 偏離，同時(shí)拉制它們。然后，這些細(xì)絲“固化”成玻璃棉形式。這種旋轉(zhuǎn)器是一種熱(起動(dòng)和停止時(shí)的熱沖擊，沿著該部件建立穩(wěn)定使用的溫度 梯度)、機(jī)械(離心力，因玻璃通過(guò)所造成的侵蝕)和化學(xué)(熔融玻璃以及由旋轉(zhuǎn)器周?chē)?燒器排出的熱氣體所造成的氧化作用和腐蝕性)負(fù)載非常高的拉制工具。其主要破壞性方 式是垂直壁熱蠕變變形；出現(xiàn)水平或垂直裂縫；拉制孔腐蝕性磨損，這簡(jiǎn)單地只是需要更 換組件。因此，它們的構(gòu)成材料在生產(chǎn)期間應(yīng)該經(jīng)得住足夠長(zhǎng)的時(shí)間以與方法的技術(shù)和經(jīng) 濟(jì)約束依然相容。為此，人們研究了具有一定延展性、抗蠕變性和防腐和/或抗氧化性的材 料。生產(chǎn)這些工具的各種已知材料是通過(guò)碳化物沉淀而增強(qiáng)的鎳基超級(jí)合金或鈷基 超級(jí)合金。特別耐火的合金是基于鉻和鈷(耐火元素基，它們?yōu)楹辖鸹w提供了改進(jìn)的高 溫固有機(jī)械強(qiáng)度)和鎳(用于穩(wěn)定Co面心正方體晶格)。因此，人們由W0-A-99/16919知道鈷基合金，它具有改進(jìn)的高溫機(jī)械性能，這種合 金含有下述這些元素(以合金重量百分比計(jì))Cr 26-34%Ni 6-12%ff 4-8%Ta 2-4%C 0. 2-0. 5%Fe 3% 以下Si以下Mn 0.5% 以下Zr 0.1% 以下余量是由鈷和不可避免的雜質(zhì)組成，鉭/碳的摩爾比約0. 4-1。試圖通過(guò)選擇碳和鉭的比例以達(dá)到在合金中形成密實(shí)而不連續(xù)的顆粒間碳化物 網(wǎng)絡(luò)，該碳化物主要由呈Cr7C3和(Cr，W)23C6B式的碳化鉻和碳化鉭TaC構(gòu)成。這種選擇 使合金在高溫下具有改進(jìn)的機(jī)械性能和抗氧化性，因此有可能拉制溫度達(dá)1080°C的熔融玻
由W0 01/90429還知道能在更高溫度下使用的鈷基合金。由于顆粒間區(qū)域富含碳 化鉭沉淀物的微結(jié)構(gòu)，這些合金在高于1100°c時(shí)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度與抗氧化性折衷。這 些碳化物一方面起到了機(jī)械增強(qiáng)作用，同時(shí)對(duì)抗在非常高溫度下的顆粒間蠕變，另一方面， 它們對(duì)與它們氧化成Ta205相關(guān)的氧化穩(wěn)定性有影響，而Ta205構(gòu)成了填充所有已有的碳化 物TaC體積的氧化物，因此防止侵蝕性介質(zhì)(液態(tài)玻璃、熱氣)滲透到顆粒間空間中。近年來(lái)，申請(qǐng)W02005/052208已經(jīng)公開(kāi)在高溫下在氧化介質(zhì)中具有高機(jī)械強(qiáng)度的 合金，其基于用鎳穩(wěn)定的鈷基質(zhì)并且包含鉻，通過(guò)碳化物，特別地碳化鈦和碳化鉭的沉淀進(jìn) 行加強(qiáng)。在上述專(zhuān)利申請(qǐng)中描述的合金特別地可以在拉制新型玻璃組合物(特別地玄武 巖(basaltiques)玻璃組合物)的工業(yè)條件下進(jìn)行使用，該玻璃組合物的熔點(diǎn)高于通常用 于玻璃棉制造過(guò)程中的組合物的熔點(diǎn)。這種組合物描述在本說(shuō)明書(shū)的下面部分中。例如，由在W0 2005/052208的實(shí)施例6中描述的合金制成的拉制旋轉(zhuǎn)器可以在 約1200-1240°C的熔融態(tài)玻璃溫度下經(jīng)受相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間，沿著該旋轉(zhuǎn)器的剖面其對(duì)應(yīng)于 1160-1210°C的金屬溫度。然而，只有當(dāng)該旋轉(zhuǎn)器的機(jī)械強(qiáng)度，并因此該組成合金的機(jī)械強(qiáng)度在上述的拉制 溫度下是足夠的時(shí)，玄武類(lèi)玻璃纖維的工業(yè)生產(chǎn)才具有經(jīng)濟(jì)效益。特別地，當(dāng)該合金的機(jī)械 強(qiáng)度(與它的耐腐蝕性相結(jié)合)將是很大時(shí)，在拉制纖維的設(shè)備內(nèi)的旋轉(zhuǎn)器的使用壽命將 更長(zhǎng)，使用壽命是在拉制纖維的整個(gè)方法中最重要的成本因素之一。本發(fā)明的目的為提供進(jìn)一步改善的合金，其高溫機(jī)械強(qiáng)度被提高，同時(shí)可以在最 高可至1200°C (對(duì)于金屬)的溫度下工作，甚至在更高的溫度下工作，并在這種拉制條件下 具有改善的使用壽命。特別地，本發(fā)明的一個(gè)目的是鈷基合金，其還包含鉻和碳，其包含以下元素(比例 以合金的重量百分比指出)Cr 23-34%
Ti 0. 2-5%
Ta 0. 5-7%
C 0. 2-1. 2%
Ni 低于5%
Fe 低于3%
Si 低于
Mn 低于0.5%余量由鈷和不可避免的雜質(zhì)組成。根據(jù)本發(fā)明的合金與在申請(qǐng)W0 2005/052208中描述的加有碳化鈦和鉭的合金 (特別地參看實(shí)施例6和7)不同在于鎳含量顯著地低于在該公開(kāi)中描述的鎳含量(在實(shí) 施例6和7的合金情況下8. 7重量％ )。直到現(xiàn)在，人們認(rèn)為這樣量的鎳的存在對(duì)于擴(kuò)大鈷 基質(zhì)的面心立方晶體結(jié)構(gòu)的溫度的穩(wěn)定性范圍是必需的(參看，例如W0 2005/052208的第 7頁(yè)，第18-21行或者W0 2001/90429的第8頁(yè)第29-32行和第17頁(yè)第25-30行)。而且 對(duì)申請(qǐng)W0 99/16919的合金進(jìn)行的試驗(yàn)表明大量的鎳的存在看起來(lái)對(duì)于限制這種合金在它們?cè)诟邷乩品椒ㄖ械氖褂闷陂g的氧化是優(yōu)選的。出人意料地，并且甚至與可能理解的相反，根據(jù)本發(fā)明的合金組合物的性質(zhì)，即具 有比先前描述的低得多的鎳比例的性質(zhì)，看起來(lái)是優(yōu)于上述合金的性質(zhì)。特別地，由根據(jù)本 發(fā)明的合金獲得的旋轉(zhuǎn)器在高溫拉制方法期間的使用壽命看起來(lái)得到非常顯著地改善?？梢詤⒖瓷暾?qǐng)W0 2005/052208以得到根據(jù)本發(fā)明的合金中存在的優(yōu)點(diǎn)和顯微 結(jié)構(gòu)的完整的敘述。事實(shí)上以電子顯微技術(shù)觀察到的新型合金的顯微結(jié)構(gòu)與在申請(qǐng)W0 2005/052208中已經(jīng)描述的顯微結(jié)構(gòu)基本上是幾乎相同。特別地，在合金的顆粒邊界沉積 的混合碳化鉭和鈦(Ta，Ti)C，其具有改進(jìn)的高溫微結(jié)構(gòu)較少的破裂和較少的碳化物(Ta， Ti)C稀釋。更好地是，向碳化物TaC加入Ti這樣使TaC在高溫下非常穩(wěn)定，以致對(duì)于抗顆 粒內(nèi)蠕變性非常有用的二次碳化物針(Ta，Ti)C自然地沉淀在該基體內(nèi)(而一般而言，由特 定加熱處理得到的二次沉淀物在相同的條件下更易于消失)。面對(duì)高溫的這種穩(wěn)定性使這 些(Ta，Ti)C碳化物特別有利的。通過(guò)遵循金屬總和(Ta+Ti)與碳的原子含量比接近1，而這個(gè)比還可以更高些，特 別地約0. 9-2時(shí)，優(yōu)選碳化物(Ta、Ti)C作為單個(gè)硬化相是有利的。特別地，在可能產(chǎn)生幾種 額外的碳化物(碳化鉻)不影響在整個(gè)溫度范圍內(nèi)的所有性能的意義上，低于單位0mit6) 的輕微偏差是可接受的。有利的比范圍通常是0. 9-1. 5。碳是合金的主要組分，其對(duì)于形成金屬碳化物沉淀是必須的。特別地，碳含量直接 地決定存在于合金中的碳化物的量。它對(duì)于獲得期望的最小增強(qiáng)至少為0. 2重量％，優(yōu)選 地至少0.6重量％，但是優(yōu)選地限于最多L 2重量％以避免合金變硬和難以機(jī)械加工，這是 由于增強(qiáng)物的過(guò)高密度。在這種含量的合金的延展性的缺乏阻止適應(yīng)所施加的變形(例如 熱起源)而不斷裂和阻止足夠抗裂紋擴(kuò)展的。如上所述，鉻有助于基體的固有機(jī)械強(qiáng)度，其中它部分地以固溶體形式存在，而在 某些情況下，也呈基本以在晶粒內(nèi)呈細(xì)分散體形式的Cr23C6類(lèi)型碳化物形式存在，在顆粒內(nèi) 它們提供了抗顆粒間蠕變性，或者呈在顆粒邊緣存在的Cr7C3或Cr23C6類(lèi)型碳化物形式，這 些碳化物防止顆粒與顆粒間的滑動(dòng)，從而也有助于合金顆粒間的增強(qiáng)。鉻作為形成在暴露 于氧化介質(zhì)的表面的保護(hù)層的氧化鉻前體有助于抗腐蝕性。最少量的鉻對(duì)于形成和保持這 個(gè)保護(hù)層是必不可少的。但是，鉻含量太高對(duì)在高溫下的機(jī)械強(qiáng)度和韌性都是有害的，因?yàn)?該含量會(huì)導(dǎo)致剛度太高，與在高溫下與這些應(yīng)力不相容的過(guò)低應(yīng)力伸長(zhǎng)能力。一般而言，本發(fā)明可采用的合金的鉻含量應(yīng)是23-34重量％，優(yōu)選地約26_32重 量％，有利地約27-30重量％。在合金中以與鈷的固溶體形式存在的鎳存在量低于該合金的5重量％。優(yōu)選地， 存在于該合金中的鎳的量低于該合金重量的4%，甚至低于3%，甚至低于2%。低于該合金 的1重量％ (閾值，低于該值鎳僅僅以不可避免的雜質(zhì)形式存在)，迄今從未觀察到的優(yōu)異 的旋轉(zhuǎn)器使用壽命已經(jīng)被獲得。術(shù)語(yǔ)"不可避免的雜質(zhì)"在本發(fā)明的意義上被理解為表示 鎳在合金組合物中不是有意地存在的而是它是以包含在該合金的至少一種主要元素(或 者在所述主要元素的至少一種前體)中的雜質(zhì)的形式被引入的。更一般地，由申請(qǐng)人進(jìn)行的試驗(yàn)已經(jīng)表明鎳幾乎總是以不可避免的雜質(zhì)形式存 在，其量為至少0. 3重量％，最通常至少0. 5重量％，甚至至少0. 7重量％。然而，在合金中 低于0. 3重量％的鎳含量應(yīng)該也認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，但是由這種純度產(chǎn)生的成本于是將使得合金的成本過(guò)高(對(duì)于可以使拉制方法商業(yè)可行)。由于鈦比鉭是更常見(jiàn)的、更便宜的元素，所以它對(duì)合金的最后成本的不利影響較 小。這種元素較輕的事實(shí)可能也是有利的。對(duì)于生產(chǎn)足夠量的TiC碳化物，當(dāng)然由于cfc鈷基體中的鈦的溶解度的原因，以合 金重量計(jì)0. 2-5%最低鈦量看起來(lái)是優(yōu)選的。鈦含量約0. 5-4%，特別地0. 6-3%看起來(lái)是 有利的。對(duì)于包含0. 8-2%的Ti含量的合金已經(jīng)獲得了優(yōu)異的結(jié)果。與申請(qǐng)W0 2005/052208中描述的合金相比較，包含混合碳化鉭鈦(carbures mixtes de tantale et de titane)的本發(fā)明合金顯示出更改善的高溫穩(wěn)定性，其將在下面 進(jìn)行描述。在合金中存在的鉭在鈷基體中部分地以固溶體存在，該基體的這種重原子局部地 使晶格扭曲，并且該材料受到機(jī)械作用時(shí)，阻礙甚至阻止位錯(cuò)移動(dòng)，從而有助于基體的固有 強(qiáng)度?？梢孕纬杀景l(fā)明與Ti的混合碳化物的最低鉭含量是約0. 5%，優(yōu)選地約1%，非常優(yōu) 選地約1.5%，甚至2%。鉭含量的上限可選擇在約7%。鉭含量?jī)?yōu)選地約2-6%，特別地 1.5-5%。鉭含量非常優(yōu)選地低于5%，甚至4.5%或4%，并有利地接近于3。低的鉭量有 雙重優(yōu)點(diǎn)，即大大降低合金的總成本，且又使加工所述合金更容易。鉭含量越高，合金就越 堅(jiān)硬，就是說(shuō)它越難以成型。該合金可以含有其它的以較少比例或不可避免的雜質(zhì)形式存在的元素。一般而 言，它含有-硅，作為制造和鑄造合金時(shí)作為熔融金屬的脫氧劑，其量為1重量％以下；-錳，也是脫氧劑，其量為0.5重量％以下；_鐵，其比例可以直到3重量％，而不會(huì)損害材料的性質(zhì)，優(yōu)選地其比例等于2重
量％，例如等于或小于1重量％，_作為隨合金基本主要組分一起的雜質(zhì)被引入的其它元素(“不可避免的雜質(zhì)”) 的累計(jì)量，有利地為合金組合物的1重量％。本發(fā)明的合金優(yōu)選地是不含Ce、La、B、Y、Dy、Re和其它稀土元素。本發(fā)明可使用的合金含有高反應(yīng)性的元素，這些合金可以由鑄造廠進(jìn)行成型，特 別是采用在至少部分惰性氣氛下的感應(yīng)熔融和采用砂模澆鑄進(jìn)行成型。澆鑄后可以任選地跟有在可以高于拉制溫度的溫度下的熱處理。本發(fā)明還有一個(gè)目的是使用在前面作為本發(fā)明主題所描述的合金通過(guò)澆鑄制備 制品的方法。該方法可包括在澆鑄后和/或在熱處理后或在熱處理期間的至少一個(gè)冷卻步驟， 例如用空氣冷卻，特別地返回至室溫。本發(fā)明的目的合金可用于生產(chǎn)在高溫下受到機(jī)械應(yīng)力和/或需要在氧化或腐蝕 介質(zhì)中工作的各種各樣部件。本發(fā)明還有一個(gè)目的是這這種使用本發(fā)明合金生產(chǎn)的部件 (特別是通過(guò)澆鑄)。在這樣的應(yīng)用中，特別可以列舉在玻璃生產(chǎn)或熱轉(zhuǎn)化時(shí)可使用的制品，例如生產(chǎn) 礦棉的拉制旋轉(zhuǎn)器的制造。因此，本發(fā)明的另一個(gè)目的是采用內(nèi)離心法生產(chǎn)礦棉的方法，其中熔融無(wú)機(jī)材料 原料倒入拉制旋轉(zhuǎn)器中，這個(gè)旋轉(zhuǎn)器的四周帶鉆了多個(gè)孔，熔融無(wú)機(jī)材料細(xì)絲從這些孔流
出來(lái)，所述細(xì)絲在氣體作用下拉成礦棉，旋轉(zhuǎn)器中無(wú)機(jī)材料的溫度是至少1200°C，和該拉制 旋轉(zhuǎn)器由例如上面定義的合金構(gòu)成。因此，本發(fā)明合金能夠拉制玻璃或類(lèi)似的熔融無(wú)機(jī)組合物，這些熔融無(wú)機(jī)組合物 的液相線溫度Tliq約1130°C或更高，例如1130-1200°C，特別地1170°C或更高。一般而言，這些熔融無(wú)機(jī)組合物的拉制可以在Tliq與I\。g2.5之間的溫度范圍(對(duì)于 到達(dá)旋轉(zhuǎn)器的熔融組合物)內(nèi)進(jìn)行，其中I\。g2.5是熔融組合物粘度為102 5泊(dPa.s)時(shí)的 溫度，典型地約1200°C或更高，例如1240-1250°C或更高。在這些無(wú)機(jī)材料組合物中，可以?xún)?yōu)選含有顯著鐵量的組合物，其對(duì)于拉制元件的 構(gòu)成金屬的腐蝕性較小。因此，本發(fā)明的方法有利地使用氧化性無(wú)機(jī)材料組合物，尤其對(duì)于鉻的氧化性無(wú) 機(jī)材料組合物，該組合物能夠修復(fù)或再構(gòu)建在表面上建立的保護(hù)性Cr203氧化物層。為此，
可優(yōu)選含有基本上呈三價(jià)鐵(氧化物Fe203)形式的鐵的組合物，特別是用^比表
示的II和III氧化態(tài)摩爾比為約0. 1-0. 3，特別地0. 15-0. 20。有利地，無(wú)機(jī)材料組合物包含較高鐵含量，因此可以為快速重建氧化鉻動(dòng)力學(xué)，其 中氧化鐵比率(所謂“總鐵”的比率，其對(duì)應(yīng)于通常以當(dāng)量Fe203形式表示的總鐵含量)是 至少3%，優(yōu)選地至少4%，特別地約4-12%，特別地至少5%。在上述氧化還原范圍內(nèi)，這 對(duì)應(yīng)于至少2. 7%，優(yōu)選地至少3. 6%的僅三價(jià)鐵Fe203的鐵含量。特別地從W0-99/56525已知這樣一些組合物，它們有利地含有下述組分
Si0238-52%，優(yōu)選地 40-48%
A12037-23%
Si02+Al20356-75%，優(yōu)選地 62-72%
R0(CaO+MgO)9-26%，優(yōu)選地 12-25%
MgO4-20%，優(yōu)選地 7-16%
MgO/CaO彡0. 8，優(yōu)選地彡1. 0或彡1. 15
R20 (Na20+K20)^ 2%
PA0-5%
總鐵(Fe203)彡1. 7%，優(yōu)選地彡2%
b2o30-5%
MnO0-4%
Ti020-3%
由TO-00/17117已知的其它組合物顯示特別適用于本發(fā)明的方法。
它們的特征在于下述重量百分比
Si0239-55%，優(yōu)選地 40-52%
A120316-27%，優(yōu)選地 16-25%
CaO3-35%，優(yōu)選地 10-25%
MgO0-15%，優(yōu)選地 0-10%
Na200-15%，優(yōu)選地 6-12%
k200-15%，優(yōu)選地 3-12%
B203TiaR20 (Na20+K20)P205總鐵(Fe203)
10-17%，優(yōu)選地 12-17% 0-3%，優(yōu)選地0-2% 0-15%，優(yōu)選地 4-12% 0-8%，優(yōu)選地0-4% 0-3%, 當(dāng)&0 彡 13. 0% 時(shí)，MgO 是 0-5%，特別地 0-2%。 根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，這些組合物含有5-12 %，特別地5-8%的氧化鐵比率，這樣能 夠得到礦棉毯的耐火性能。盡管在這個(gè)礦棉生產(chǎn)范圍內(nèi)在原則上已描述了本發(fā)明，但本發(fā)明可以應(yīng)用于玻璃 工業(yè)，一般而言用于生產(chǎn)熔爐、模頭或加料器的組件或附件，特別用于生產(chǎn)織物玻璃絲和包 裝玻璃纖維的那些。除玻璃工業(yè)外，本發(fā)明可應(yīng)用于生產(chǎn)各種各樣的制品，而這些制品在氧化性介質(zhì) 和/或腐蝕性環(huán)境中，特別是在高溫下具有高的機(jī)械強(qiáng)度。一般而言，這些合金可以用于生產(chǎn)任何種類(lèi)的用耐火合金制成的固定或移動(dòng)部 件，它們用于操作或運(yùn)行高溫(1200°C以上)熱處理熔爐、熱交換器或化學(xué)工業(yè)反應(yīng)器。因 此，它例如還可能涉及熱風(fēng)機(jī)葉片、燃燒支架、裝爐設(shè)備等。它們還可用于生產(chǎn)任何類(lèi)型的 用于在熱氧化性氣氛中運(yùn)行的耐加熱元件(resistance chauffante)，以及用于生產(chǎn)在陸 地、海洋或空中運(yùn)輸工具的引擎中使用的渦輪元件，或者在任何其它應(yīng)用(不針對(duì)交通工 具，例如發(fā)電站)中使用的渦輪元件。因此，本發(fā)明的目的是由例如前面定義的合金構(gòu)成的制品在氧化性氣氛中，在至 少1200°C溫度下的用途。根據(jù)本發(fā)明的組合物或者根據(jù)本發(fā)明的拉制旋轉(zhuǎn)器的使用條件的以下非限制性 實(shí)施例舉例說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例1使用在惰性氣氛(特別地氬氣)中感應(yīng)熔融技術(shù)，制備以下組成的熔融物料，然后 通過(guò)在砂模中的簡(jiǎn)單澆鑄進(jìn)行成型Cr 27. 83%Ni 1. 33%C 0. 36%Ta 3. 08%Ti 1. 34%Fe 2. 00%Mn <0.5%Si:<0.3%Zr < 0. 1%其它雜質(zhì)的總和<1%，余量由鈷組成。澆鑄后跟有熱處理，其包括在2小時(shí)內(nèi)在1200°C形成溶液的階段，和在10小時(shí)內(nèi) 在1000°C使二次碳化物沉淀的階段，這些溫度平臺(tái)中的每個(gè)以在空氣冷卻直至環(huán)境溫度而結(jié)束。這樣，制備了 400mm直徑的傳統(tǒng)形狀的拉制旋轉(zhuǎn)器。實(shí)施例2使用與實(shí)施例1相同的制造過(guò)程由以下組成的熔融物料制備第二個(gè)具有相同特 征的400mm直徑的拉制旋轉(zhuǎn)器
0114]Cr28. 84%0115]Ni0. 78%0116]C 0. 41%0117]Ta2. 95%0118]Ti1. 21%0119]Fe0. 66%0120]Mn< 0. 5%0121]Si< 0. 3%0122]Zr< 0. 1%其它雜質(zhì)的總和<1%，余量由鈷組成。實(shí)施例3 (對(duì)比實(shí)施例)作為對(duì)比，在與上面實(shí)施例1和2相同的條件下制備兩個(gè)與前面那些相同(在它 們的形狀特征方面)的400mm直徑的旋轉(zhuǎn)器，但是其由根據(jù)W0 2005/052208的實(shí)施例6的 合金組合物獲得，即
0127]Cr28. 3%0128]Ni8. 7%0129]C 0. 4%0130]Ta3. 0%0131]Ti1. 5%0132]Fe< 2%0133]Mn< 0. 5%0134]Si< 0. 3%0135]Zr< 0. 1%其它雜質(zhì)的總和<1%余量由鈷組成。如此形成的旋轉(zhuǎn)器的能力在拉制玻璃棉應(yīng)用中進(jìn)行評(píng)價(jià)。更確切地說(shuō)，旋轉(zhuǎn)器位 于拉制具有以下組成的玄武玻璃的工業(yè)生產(chǎn)線上
Si02A1203總鐵CaOMgONa20K20其它(Fe203)各種45. 7197. 712. 60. 385. 11
與傳統(tǒng)的玻璃相比較，它是相對(duì)氧化性玻璃，因?yàn)槠涓哞F含量和0. 15的氧化還原 (redox) 它的液相線溫度為1140°C。旋轉(zhuǎn)器以10和12. 5噸/天兩個(gè)不同的生產(chǎn)量進(jìn)行使用直到它們因?yàn)樾D(zhuǎn)器被毀 壞被決定停止，其毀壞由可見(jiàn)的損壞，或者因?yàn)橹苽涞睦w維的質(zhì)量變得過(guò)差所示。除了在生產(chǎn)量方面的變化，從一個(gè)旋轉(zhuǎn)器至另一個(gè)旋轉(zhuǎn)器拉制條件保持相同 進(jìn)入旋轉(zhuǎn)器的無(wú)機(jī)組合物的溫度為約1200-1240°C和沿著旋轉(zhuǎn)器的側(cè)面的金屬溫度為 1160-1210°C。根據(jù)它們的操作條件，旋轉(zhuǎn)器的使用壽命的結(jié)果在表中給出。在該表中，為了清晰 和使得直接對(duì)比更容易，已經(jīng)使根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)器獲得的使用壽命值(實(shí)施例1和2)與 在相同的生產(chǎn)量條件下的參照旋轉(zhuǎn)器(實(shí)施例3)獲得的值對(duì)應(yīng)。表 1 在表1中可見(jiàn)在可比的操作條件下根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)器總是具有更長(zhǎng)的使用壽 命。在旋轉(zhuǎn)器已經(jīng)用于上述拉制方法之后，然后使用傳統(tǒng)的差示熱分析(ATD)技術(shù)測(cè) 量該旋轉(zhuǎn)器的組成合金的固相線溫度。術(shù)語(yǔ)"固相線溫度"在本說(shuō)明書(shū)意義上理解為表示處于均衡狀態(tài)的合金的熔點(diǎn)。 由于不同的分析方法，應(yīng)當(dāng)注意到在表2中給出的獲得的固相線溫度值稍微不同于先前在 W0 2005/052208中獲得的值。然而根據(jù)本發(fā)明的合金和參照合金在熔點(diǎn)方面的相對(duì)差仍然 保持相同，不管所使用的方法為哪種。在表2中給出的結(jié)果表2
可看出，在任何情況下根據(jù)本發(fā)明的合金的固相線溫度比現(xiàn)有技術(shù)的合金高大約 10°C以上，這反映在更大的耐熔性中。由于在該拉制方法中的旋轉(zhuǎn)器的操作溫度和該旋轉(zhuǎn) 器的組成合金的熔點(diǎn)之間的相對(duì)接近，這種改善是極其顯著的并且其本身可以證實(shí)出眾的 高溫機(jī)械強(qiáng)度性質(zhì)，如對(duì)本發(fā)明合金所觀察的那樣。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的合金和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例3的高溫機(jī)械強(qiáng)度性質(zhì)在 抗蠕變性試驗(yàn)中以在1250°C在31MPa負(fù)載下200小時(shí)以三點(diǎn)彎曲形式進(jìn)行測(cè)量。對(duì)每種 合金在一系列平行立面體的試驗(yàn)件(30mm寬和3mm厚)上進(jìn)行該試驗(yàn)，負(fù)載被施用在分開(kāi) 37mm的支軸間(entraxe de 37mm)的中點(diǎn)。在表3中給出結(jié)果。該表3顯示對(duì)于每種合金 獲得的三點(diǎn)蠕變曲線的斜率，所述斜率說(shuō)明了試件的蠕變變形速率(ym/h)。表3總結(jié)了所有獲得的結(jié)果，對(duì)于每種合金，給出在整個(gè)系列的試驗(yàn)件上觀測(cè)到 的平均蠕變速率和最大和最小值。表3 通過(guò)比較在表3中給出的數(shù)據(jù)，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的合金觀測(cè)到在高溫下具有顯著 改善的應(yīng)力抗蠕變性。如上所述，與根據(jù)本發(fā)明的合金的固相線溫度的提高相結(jié)合，當(dāng)在拉 制玄武玻璃纖維的工業(yè)生產(chǎn)線上進(jìn)行使用本發(fā)明的合金時(shí)，這種抗蠕變性的改善引起由根 據(jù)本發(fā)明的合金制造成的旋轉(zhuǎn)器的使用壽命的提高。
權(quán)利要求
合金，特征在于其包含包含以下元素(所述比例以合金的重量百分比指出)Cr23-34％Ti0.2-5％Ta0.5-7％C 0.2-1.2％Ni低于5％Fe低于3％Si低于1％Mn低于0.5％余量由鈷和不可避免的雜質(zhì)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合金，其特征在于它含有低于4重量％的Ni，優(yōu)選低于3重 量％的Ni，還更優(yōu)選地低于2重量％的Ni。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的合金，其特征在于它含有至少0.2重量％，優(yōu)選地至少0.6重量％碳。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的合金，其特征在于它含有金屬Ti和 Ta,其與碳的摩爾比(Ti+Ta) /C為約0. 9-2，特別地0. 9-1. 5。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的合金，其特征在于它含有約0.5-4重 量％的鈦，優(yōu)選地約0. 6-3重量％的鈦。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的合金，其特征在于鉭含量為約 1_7%，特別地約2-6%。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的合金，其特征在于鉻含量為約26-32 重量％，特別地約27-30重量％。
8.用于制備礦棉的制品，它是由權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的合金制成 的，特別是采用澆鑄制成的。
9.用于制備礦棉的拉制旋轉(zhuǎn)器，它是由權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的合金 制成的，特別是采用澆鑄制成的。
10.采用內(nèi)離心法生產(chǎn)礦棉的方法，其中把熔融無(wú)機(jī)材料流倒入根據(jù)權(quán)利要求9拉制 旋轉(zhuǎn)器中，這個(gè)旋轉(zhuǎn)器的周邊帶鉆了多個(gè)孔，熔融無(wú)機(jī)材料細(xì)絲通過(guò)這些孔流出來(lái)，然后在 氣體作用下拉成礦棉，旋轉(zhuǎn)器中無(wú)機(jī)材料的溫度是至少1200°C。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于熔融無(wú)機(jī)材料的液相線溫度是約1130°C 或更高，特別地1170°C或更高。
全文摘要
本發(fā)明涉及合金，特征在于其包含以下元素，所述比例以合金的重量百分比指出Cr23-34％、Ti0.2-5％、Ta0.5-7％、C0.2-1.2％、Ni低于5％、Fe低于3％、Si低于1％、Mn低于0.5％，余量由鈷和不可避免的雜質(zhì)組成。本發(fā)明還涉及由這種合金制成的用于生產(chǎn)礦棉的制品，特別地為拉制旋轉(zhuǎn)器。
文檔編號(hào)C22C19/07GK101878318SQ200880118426
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2008年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者C·利鮑特, J-L·博納德, L·赫里徹爾, P·伯索德, S·米喬恩 申請(qǐng)人:圣戈班伊索福公司;圣戈班瑟瓦公司