Резистивный электронагреватель для печей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) З15в н 05 в 3/06; н 05 в 3/24;

E 27 D 11/02

ОГ)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ эИЬЯ;ц Хну

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ е ° т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 684788 (21) 3454043/24-07 (22) 21.06.82 . с (46) 07.10.83 Бюл. 11 37 (72) М.Д, Иалей и Е.А. Павлов (71) Всесоюзный научно-исследова-! тельский и проектно-технологический институт электроугольных изделий (53) 621.365.42(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11 684788, кл. н 05 в 3/06, 1977. (54)(57) !. РЕЗИСТИВНЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ ПЕЧЕЙ по авт. св. Ф 684788, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы нагревателя и стабилизации его электрических параметров, токопроводящие прокладки по меньшей мере в нижней части нагревателя выполнены выступающими в канал нагревателя на величину, составляющую 0,5-5,0 от толщины прокладки.

2. Электронагреватель по п, 1, отличающийся тем, что зазор между выступающими частями прокладок заполнен углеродным порошком.

104697

Изобретение относится к высокотемпературной технике, касается конструкции электрического нагревателя для печей сопротивления и может быть использовано в электроугольной промьлиленности для обжига и графитации углеродных материалов.

По основному авт. св. У 684788 известен резистивный электронагреватель для печей, содержащий углерод- 10 ный, например графитовый, резистивный элемент, снабженный токоподводами, контактирующими с ним через токопроводящую прокладку из углеродного волокнистого материала, например тка- 15 ни, н котором резистивный элемент выполнен в виде последовательного набора резистивных пластин, разделенных указанными прокладками, а токоподводы установлены по торцам нагревателя 11), Электрическая печь с известным нагревателем имеет улучшенные характеристики — небольшую инерционность при разогреве, увеличенный в 2 -5 раз ресурс нагревательного элемента, сниженные тепловые потери. Однако использование известного резистивного электронагревателя показывает, что в ряде случаев наблюдается ухудшеЗО ние его характеристик при термообработке электропроводных прямоугольных или цилиндрических заготовок при их перемещении через внутренний рабочий канал. Перемещающиеся заготовки шунтируют волокнистые прокладки и перемыкают графитовые пластины .

Ввиду снижения сопротивления нагревателя на таких участках возрастают рабочие токи или снижается его тем- 4О пература, при этом обрабатываемые заготовки могут за счет прохождения через них электрического тока нагреться до более высокой температуры, чем температура нагревателя. Кро-45 ме того, из-за неплотного контакта заготовок с графитовыми пластинами в местах их соприкосновения наблюдается образование электрической дуги, приводящей к порче заготовок и нагревателя, При перемещении по нагревателю обрабатываемых электрощеточных заготовок, особенно на сажевой основе, из-за трения быстро изнашиваются графитовые пластины, 55 что приводит к изменению формы рабочего канала и изменению электрических и температурных параметров

6 2 нагревателя. Поскольку набор графитовых пластин практически невозможно установить равномерно, внутри рабочего канала имеются пороги, которые препятствуют перемещению обрабатываемых заготовок, заклинивание заготовки может привести к разрушению нагревателя .

Цель изобретения — повышение срока службы резистивного электронагревателя с внутренним рабочим каналом и стабилизация его электрических параметров (предотвращение шунтирования нагревательного элемента) при перемещении в канале электропроводных заготовок .

Поставленная цель достигается тем, что в резистивном электронагревателе для печей, содержащем углеродный резистивный элемент, снабженный токоподводами, контактирующими с ним через токопроводящую прокладку из углеродного волокнистого материала, в котором резистивный элемент выполнен в виде последовательного набора резистйвных пластин, разделенных указанными прокладами, а тоководводы установлены по торцам нагревателя, токопроводящие прокладки по меньшей мере в нижней части нагревателя выполнены выступающими в канал нагревателя на величину, составляющую

0,5-5,0 от толщины прокладки .

Зазор между выступающими частями прокладок заполнен углеродным порошком, например коксом, графитом .

На фиг. ) изображена высокотемпературная электрическая печь, вертикальный разрез (волокнистые прокладки выступают в канал в его нижней части); на фиг. 2 — резистивный элемент, поперечный разрез, с размещенной в канале заготовкой обрабатываемого материала (волокнистые прокладки выступают в канал по всему его периметру); на фиг. 3 — резистивный нагреватель, вертикальный разрез (прокладки выступают в канал по всему его периметру, а пространство между волокнистыми прокладками в нижней части канала заполнено углеродным порошком), Электрическая печь содержит резистивный нагреватель, составленный из графитовых пластин 1 и углеродных волокнистых прокладок 2, зажатых токоподводами 3. Внутри нагревателя выполнен продольный рабочий канал 4. з 104

Внутреннее пространство корпуса 5 заполнено теплоизоляцией 6, В одном из вариантов печи (фиг . 3) пространство между выступающими внутрь канала 4 нижними участками 7 волокнистых прокладок 2 заполнено углеродным порошком 8. Обрабатываемые заготовки

9 опираются на выступающие в рабочий канал части 7 волокнистых прокладок

2 (фиг. 1) или же контактируют с ними со всех сторон (фиг. 2) .

Электрическая печь и резистивный нагреватель работают следующим образом.

После подключения к токоподводам

3 токоподводящих шин (не показаны) и подачи напряжения на нагреватель первоначально разогреваются высокоомные волокнистые прокладки 2, от которых затем нагреваются графитовые пластины 1. Через отверстие в одном из токоподводов 3 в рабочий канал 4 проталкивают заготовки 9 обрабатываемого материала. Темп перетал— кивания заготовок выбирают таким образом, чтобы обеспечивалась требуемая скорость нагрева и охлаждения .

Обрабатываемые заготовки 9 выгружаются иэ печи через другой токоподвод 3, в котором попутно охлаждаются. В процессе перемещения через канал 4 заготовки опираются на выступающие в рабочий канал части 7 волокнистых прокладок 2. В случае заполнения пространстйа между выступающими частями 7 волокнистых прокладок 2 углеродным порошком 8 порошок разогревается за счет теплопередачи от графитовых пластин 1 резистивного элемента. В качестве порошка могут быть использованы кокс, графит и т.п. материаЛЫ в

При таком выполнении резистивного нагревателя исключается контакт перемещаемых электропроводных заготовок с графитовыми пластинами, шунтирование нагревателя и процессы дугообраэования. Известная износоустойчивость торцовой части углеродного волокна приводит к увеличению ресурса работы нагревателя. Резкое уменьшение поверхности трения снижает усилие, необходимое для перемещения заготовок вдоль нагревателя. Эластичность выступающих углеродных волокон исключает зацепление заготовок в канале. Образование зазора между обрабатываемыми заготовками и нижней

6976 частью рабочего канала, образуемого графитовыми пластинами, поэволяет улучшить равномерность нагрева заготовок и гаэообмен. Для обеспечения нормальной эксплуатации нагревателя достаточно, нтобы волокнистые прокладки выступали в рабочий канал только снизу . Однако полная центровка заготовок обрабатываемого материала в рабочем канале достигается в том случае, если волокнистые прокладки выступают в рабочий канал со всех сторон заготовки. При выдвижении волокнистой прокладки в рабочий канал на величину менее 0,5 ее толщины сопротивление цепи волокнистая прокладка — обрабатываемое иэделие — волокнистая прокладка сравнимо с сопротивлением участка нагревателя, перекрываемого изделием, общее сопротивление нагревателя при этом уменьшается, что приводит к резкому изменению его электрических и температурных параметров. Выдвижение на величину более 5 толщин приводит к повышенному изгибу волокон и экранированию излучающих тепло графитовых пластин, кроме того, к повышенному износу волокон по их боковой поверхности.

В таблице приведены показатели известного и предлагаемого нагревателей.

Преимуществом предлагаемого резис тивного нагревателя является практически полное исключение потерь тепла излучением вдоль рабочего канала, так как выступающие участки волокнистых прокладок выполняют роль множества тепловых экранов . 1(роме того, в этом случае достигается воэможность селективного отбора летучих продук40 тов термообработки и исключение их миграции вдоль рабочего канала. Последнее является особенно важным при термообработке заготовок, содержащих большое количество зольных

45 примесей.,11ля увеличения жесткости волокнистых прокладок и уменьшения их изгиба под весом перемещаемых заготовок пространство между волокнистыми прокладами в нижней части рабочего канала может быть полностью или частично заполнено углеродным порошком, например коксом, графитом.

11спользование изобретения позволяет повысить срок служб. элементов

Ы резистивного нагревателя и стабилизировать его электрические характеристики при термообработке электропроводных заготовок.

1046976

Предлагаемый

Показатели

Нагреватель известный прокладками прокладками

2400-2500 2400-2500 2400-2500

Температура нагревателя, о С

2500-2600 2500-2600 2600-2800

900-1000 900-950 800-900

2300-2650 .900-1300

Рабочий ток, А

Потребляемая мощность, кВт

20

23

Ресурс .работы нагревателя, ч

100

135

140

110

ВН1111ПИ Заказ 7756/58 ираж 845 Подписное

Филиал ППЛ "Патент", г. Ужгород, .ул„ Проектная, 4

Температура нагре- 2350-2500 ваемых изделий, С с выступающими на 0,5 толщины волокнистыми с выступающими на 5 толщин волокнистыми с выступающими на 8 толщин волокнистымими прокладками