Печь для термообработки углеродистых материалов

 

Изобретение относится к печи для термообработки углеродистых материалов. Целью изобретения является повышение качества обработки, снижение расхода энергоресурсов и себестоимости процесса. Печь состоит из камер 1 с муфельными каналами 3. Камеры отделены перегородками, в которых установлены вертикальные распределительные 6 и сборные 7 коллекторы по обе стороны межкамерных осевых каналов 8. В центре перегородки установлен электрод 10, соединенный с токоподводящей шиной. Печь снабжена также горелками. Поставленная цель достигается за счет снабжения печи токоподводящими линиями и электродами 10 Т-образного профиля, расположенными в перегородках и соединяющими последовательно расположенные камеры 1 с токоподводящими шинами. Применение изобретения позволит решить задачу создания экономичной производительной печи совмещенного обжига-графитизации углеродистых материалов. 2 з.п.ф-лы, 2 ил., 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Р 27 В 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4252300/31-02 (22) 03.06.87 (46) 30,04.89. Бюл. N - 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт электроугольных изделий и Московский вечерний металлургический институт (72) А.Ю.Прудцев, Н.П.Селезнев, Е.И.Могилевский, Г.M.Êoðøóíoâ, В.А.Дербенев, B.Ñ.Ëàçàðeâ, А.А,Руппель и С.А.Дворецкий (53) 621.783.223(088,8) (56) Цыркин И.И, и др. Промышленные испытания печи для совмещенного обжига и графитизации. Цветные металлы» 1977» 15» с ° 38-40.

Чалых Е.Ф. Технология и. оборудование электродных и электроугальных предприятий. M.» 1972, с. 356-358. (54) ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ УГЛЕРОДИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к печи для термообработки углеродистых мате„SU 147 280 И1 риалов. Целью изобретения является повышение качества обработки, снижение расхода энергоресурсов и себестоимости процесса. Печь состоит из . камер 1 с муфельными каналами 3. Камеры отделены перегородками, в которых установлены вертикальные распре, делительные 6 и сборные 7 коллекторы по обе стороны межкамерных осевых каналов 8. В центре перегородки установлен электрод 10 соединенный с токоподводящей шиной. Печь снабжена также горелками. Поставленная цель достигается за счет снабжения печи токоподводящими линиями и электродами 10 Т-образного профиля, расположенными в перегородках и соединяющими последовательно расположенные камеры 1 с токоподводящими шинами. Применение изобретения позволит решить задачу создания экономичной производительной печи совмещенного обжига-графитизации углеродистых материалов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

1476280

Изобретение .относится к металлообработке углеродистых материалов и может быть.;использовано в металлургической и электротехнической про5 мьппленности.

Цель изобретения — повышение качества обработки, снижение расхода энергоресурсов и себестоимости процесса. 10

На фиг. 1 представлена печь, разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг, 1 °

Печь состоит из камер 1 с расположенными вдоль них и по обе стороны 15 садки 2 углеродистых изделий с муфельными каналами 3, а также подподовых каналов 4, располохжнных под каждой камерой 1. Последние отделены одна от другой перегородками 5, в 20 которых установлены вертикальные распределительные 6 и сборные 7 коллекторы по обе стороны межкамерных осевых каналов 8, выполненных в виде пережима. 25

Сборный коллектор 7 перегородки 5 соединен с отводящим газовым каналом

9, подключенным к борову печи. В центре перегородки 5. между расположенными по обе стороны распредели- 3р тельными 6 и сборными 7. коллекторами установлен электрод 10, два конца которого соединены с садкой 2 распо.ложенных последовательно камер 1, а третий — с токоподводящей шиной 11 °

Печь снабжена также горелками 12, установленными в сборных коллекторах

7. Садка 2 пересыпана засыпкой 13.

Площадь поперечного сечения муфельных каналов каждой камеры 1 скла 40 дывается из площадей поперечных сечений всех принадлежащих ей муфельных каналов 3 и составляет величину

F<. Площадь поперечного сечения сборных 7 и распределительных 6 коллекторов каждой перегородки 5 составляет соответственно F u F, а площадь поперечного сечения осевых каналов

8 -Р4.

Печь работает следующим образом.

В каждую камеру 1 печи загружают

S0 углеродистые изделия садкой 2 так, чтобы она соприкасалась с электродами 10. Затем садку .2 пересыпают засыпкой 13, например коксовой. При

55 первоначальном пуске печи в правой камере 1 (фиг. 2) разжигают горелки

12 и йроизводят ее нагрев до 1000—

1300 С. При этом отходящие дымовые газы, проходя вдоль всех камер 1 печи (их направление показано на фиг. 1 и 2 стрелками), нагревают и последующие камеры 1, а затем сбрасываются через отводящий газовый. канал 9 в боров. Таким образом, в печи осуществляется отбор тепла отходящих дымовых газов.

После нагрева камеры 1 до 1050— о

1300 С ее переводят на электронагрев путем подключения электродов 10 через токоподводящие шины 11 к электрической сети. Нагрев проводят до о

2800-3000 С. При этом через горелки

12 подают только воздух для охлаждения муфельных каналов 3 первой камеры 1 до температуры, не превышающей

1600-1700 С (в зависимости от огнеупорных свойств материала каналов).

Нагрев последующих камер 1 проводится уже нагретым воздухом, прошедшим через первую камеру 1, находящуюся на электронагреве. После окончания электронагрева первой камеры

1 она переводится на режим охлаждения, например естественного, а электронагрев проводится в последующей камере 1. При этом на нагрев отходящими газами подключается еще одна загруженная камера 1. После охлаждео ния камеры 1 до 30-50 С ее разгружают, проводят профилактический ремонт, загружают и снова подключают на нагрев.

В процессе эксплуатации печи возможны варианты, когда на электронагреве находятся сразу несколько камер

1 при разных температурах и, кроме того, работают в остальных последующих камерах 1 (температура ниже

1300 С) горелки. При этом возможно увеличение производительности печи в несколько раз. Для интенсификации охлаждения камер 1 можно осуществлять охлаждение принудительно, например, обдувом вентилятором подподовых 4 и муфельных 3 каналов.

Благодаря выполнению распределительных 6 и сборных 7 коллекторов в перегородке 5 и установке их вертикально по обе стороны межкамерных каналов 8 можно существенно снизить аэродинамическое сопротивление перегородок 5 за счет устранения большого числа местных сопротивлений (поворотов, сужений, расширений), а следовательно, снизить сопротивление и всей системы нагрева камер 1 печи

1476280!

О

Конструкция предлагаемой печи с отношениями площади поперечных сечений муфельных каналов 3 камер 1

F, к площадям сборного 7 и распределительного 6 коллекторов Fz и Г равными 0,24-0,3, и отношением площади поперечных сечений муфельных каналов

3 камер 1 F, к площади межкамерных каналов 8 Fg, равным 0,4-0,7, позволяет дополнительно снизить аэродинамическое сопротивление печи, увеличить число работающих камер.

Это позволяет увеличить число работающих камер с 6-9 до 20, без увеличения разрежения на дымососе, а следовательно, и в самих камерах, без изменения качества термообра-.. ботки.

Учитывая, что теплоусвоение камер

1 практически не меняется в предлагаемой печи и составляет от 70 до

250 С, в данной печи возможно достижение температур 2800-3000 С при введении токоподводящих электродов

10 в перегородки 5.

Наиболее эффективной является установка в перегородках Т-образного токоподводящего сборного электрода, собранного из двух прямых электродов. При этом два конца электрода соединены с садками расположенных последовательно камер t а третий— с токоподводящей шиной 1 1. Это позволяет упростить конструкцию электрода и токоподвода к садке, а также избежать вредных утечек тока, которые неизбежны в случае, когда токоподвод для камер осуществляется раздельно от разных источников.

Введение предлагаемого токоподводящего электрода в межкамерные перегородки и выполнение в них вертикальных распределительных и сборных коллекторов по обе стороны межкамерных осевых каналов позволяет повысить качество обработки за счет устранения механических повреждений, возникающих на промежуточных операциях выгрузки-загрузки, имеющих место при двухстадийной термообработке обжигграфитация, а также снизить расход энергоресурсов за счет более полного использования тепла отходящих газов. В результате повышения годного и снижения расхода энергоресурсов существенно снижается и себестоимость этого технологического передела.

Из табл. 1 и 2 следует, что минимальный коэффициент сопротивления будет при отношениях F„ /F и F< /à — 0,3-0,24. При F,/F zx F /Гэ

0,3 1 резко возрастает. При

F

Из табл. 3 следует, что при отношении F /F+ = 0,3 при Rе = 2660

,2,0, т.е. минимально, однако при

887 (= 8,9, т.е. возрастает.

Поэтому, учитывая, что каждая камера в процессе термообработки работает при всех R = 600-10000, использовать это соотношение нельзя, так как это приводит к увеличению гидравлического сопротивления печи.

Кроме того, при этом соотношении ухудшаются условия выравнивания температуры дымовых газов в перегородках из-за увеличения размеров межкамерных осевых каналов, т.е. уменьшения размеров перевальной стенки в перегородке.

F<

При отношении -- = 0,8 коэффиF4 циент сопротивления резко возрастает как при К = 887, так и при

R = 2660. Оптимальным отношением г< в данном случае будет -- = 0,4-0,7, Ф при котором коэффициент сопротивления минимальный. Полученные коэффициенты сопротивлений на порядок меньше коэффициентов печей, следовательно, перепад .давлений на предлагаемой камере печи также на порядок меньше.

Поэтому и оказывается возможным с учетом теплоусвоения камер и введения токопроводящего электрода в перегородки камер совместить технологический передел обжиг-графитация

I на предлагаемой многокамерной кольцевой печи.

Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить выход годного, снизить расход энергоресурсов и себестоимость термообработки и решить задачу создания экономической, производительной печи совмещенного обжига-графитации.

Т а блица 1

Коэффициент сопротивления

F» 4

P(R, = 2660) 0,27

0,27

0,27

О, 2.7

0,27

2,7

2,3

2,1

2,3

2,3

0,55

0 55

0,55

0,55

0 55

0,31

0,3

0,22

0,24

0,23

Таблица 2

Коэффициент. сопротивления

g (R = 2660) F»

F»

Г1

0 27

0,27

0,27

0,27

0,27

2,7

2,3

2,1

2,3

2,3

0,55

0,55

0 55

0 55

0,55

0,31

0,3

0,27

0,24

0,23

Таблица 3

Коэффициент сопротивления Р

1.

Р»

Г»

R = 887 R = 2660

8,9

6,3

8,9

12,6

27,8

2,0

2,1

2,1

3,8

9,8

0,27

0,27

0,27

0,27

0,27

0,3

0,4

0,55

0,7

0,8

0,27

0,27

0,27

0,27

0,27

5 14

Формула изобретения

Печь для термообработки углеродистых материалов, содержащая камеры с муфельнымн каналами, разделенные перегородками с осевым каналом, распределительным.и сборным коллекторами, нагревательные элементы, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества обработки, снижения расхода энергоресурсов и себестоимости процесса, она снабжена токоподводящими шинами, соединенными с камерами посредством электродов, расположенных в перегородках, а распределительные и сборные коллек76280 6 торы установлены вертикально по обе стороны от осевого канала.

2. Печь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что электроды выпол5 иены Т-образными.

3. Печь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я - тем, что отношение площа10 ди поперечных сечений муфельных ка. налов к площади поперечного сечения сборного и распределительного коллекторов составляет 0,24-0,3, а отношение площади поперечных сечений му- .

15 фельных каналов к площади поперечного сечения осевого канала составляет

0,4-0,7.

1476280

5 13 1

° °

° ° °

° ° °

° °

° °

Фиг. 2

Составитель Ю.Усатый

Техред Л.Олийнык Корректор А.Обручар:

Редактор И.Касарда

Заказ 2149/40 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета пр изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101