Электрическая печь сопротивления для графитации уложенных в керн в слое теплоизоляционной шихты углеродных заготовок

 

Изобретение относится к электрическим печам сопротивления и может быть использовано в электродной промышленности для высокотемпературной обработки (графитации) электродных изделий. Цель изобретения - экономия шихты и повышение производительности при загрузке и разгрузке печи. Для этого углеродные заготовки 3 уложены в керн в слое теплоизоляционной шихты 7. Боковые стенки 5 и подина 6 печи выполнены криволинейной формы согласно зависимости x2/(hK/2 + а)2 + у2/(Ьк/2 + а)2 - 1 относительно центра печи, где х - вертикальная ось поперечного сечения печи: у - горизонтальная ось поперечного сечения пе-. чи; hx - высота керна; Ьк - ширина керна, а - толщина теплоизоляционного слоя. При этом температура в каждой точке внутренней поверхности печи имеет одно и то же значение, равное максимальному . 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

Ы«1642214 А1 (я)5 F 27 В 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !:":

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:„.

А а

Фиг. 1 (21) 4640456/33 (22) 20,01.89 (46) 15,04.91. Бюл, М 14 (72) В.Ю. Знамеровский, Ю.И. Лубошников и А.Н. Иоффе (53) 681.783:224 (088.8) (56) Патент США М 4394766, кл. Н 05 В 3/60, 1983. (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ГРАФИТАЦИИ УЛОЖЕННЫХ

В КЕРН В СЛОЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЙ

ШИХТЫ УГЛЕРОДНЫХ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к электрическим печам сопротивления и может быть использовано в электродной промышленности для высокотемпературной обработки (графитации) электродных изделий, Цель изобретения — экономия шихты и повышение производительности при загрузке и разгрузке печи. Для этого углеродные заготовки 3 уложены в керн в слое теплоизоляционной шихты 7. Боковые стенки 5 и подина 6 печи выполнены криволинейной формы согласно зависимости х /(h»/2 + а) + у /(Ь»/2 + а) = 1 относительно центра печи, где х — вертикальная ось поперечного сечения печи; у — горизонтальная ось поперечного сечения пе-. чи, h» — высота керна; Ь» — ширина керна, а — толщина теплоизоляционного слоя.

П ри этом температура в каждой точке внутренней поверхности печи имеет одно и то же значение. равное максимальному. 6 ил.

1642214

10

Изобретение относится к электрическим печам сопротивления и может быть использовано в электродной промышленности для высокотемпературной обработки (графитизации) электродных и других изделий, Цель изобретения — экономия шихты и, повышение производительности при загрузке и на разгрузке печи.

На фиг, 1 изображена электрическая печь сопротивления для графитации углеродныхх заготовок; на фиг. 2 — б — различные варианты выполнения боковых стенок печи и подины, Электрическая печь сопротивления для графитации уложенных в керн в слое теплоизоляционной шихты углеродных заготовок содержит торцовые стенки 1 с установленными в них токоподводами 2. Углеродные заготовки 3 с пересыпкой 4 уложены в керн. Криволинейная форма боковых стенок

5 и подины 6 выполнена согласно зависимости относительно центра печи

2 2

+ (— +а) (+а)

2 2 где х — вертикальная ось поперечного сечения печи; у — горизонтальная ось поперечного сечения п.ечи;

h» — высота керна;

܄— ширина керна; а — толщина теплоизоляционного слоя.

Керн углеродных заготовок 3 со всех сторон окружен слоем теплоизоляционной шихты

7. Конструкция печи опирается на железобетонные панели 8 и колонны 9. Сверху печь накрыта зонтом 10. Каналы 11 являются воздушными.

Распределение температуры в различных точках внутренней поверхности печи описывается дифференциальным уравнением теплопроводности с внутренним источником теплоты. В результате экспериментальных и теоретических исследований установлено, что изотермы при этом имеют форму кривой, описываемой уравнением эллипса, т. е, 2 2

+ Б у 1 (— +а) (+а)

При выполнении элементов боковых стен и подины печи по кривой в форме, эквивалентной изотермы, температура в каждой точке внутренней поверхности печи имеет одно и то же значение, равное максимальному.

За центр печи принят геометрический центр поперечного сечения ее керна, сформированного из собранных в пакет графитируемых заготовок, через который

45 проведены горизонтальная (х) и вертикальная (у) оси. Соотношение размеров поперечного сечения керна печи может быть следующим:

Ь»>Ь»;

"» > Ь» 1» = Ь».

Электрическая печь сопротивления для графитации уложенных в керн в слое теплоиэоляционной шихты заготовок работает следующим образом.

На подину печи с криволинейной внутренней поверхностью насыпается слой теплоизоляционной шихты 2 таким образом, что его толщина по вертикальной оси центра печи равна а. Затем вдоль продольной оси печи на расстоянии бокового слоя теплоизоляции устанавливаются металлические щиты (не показаны) и фиксируются при помощи тяг к верхним частям боковых стен. Пространство между боковыми стенками заполняется теплоизоляционной шихтой. Между щитами укладываются углеродные заготовки 3 на расстоянии друг от друга (вдоль продольной оси печи) и пересыпаются пересыпкой 4 — коксовым орехом, т. е. между щитами формируется керн печи. Затем щиты при помощи крана удаляются и поверх керна печи насыпается слой теплоизоляционной шихты б. Поверх печи устанавливается зонт 10, соединенный с системой удаления газов, Печь готова к подключению.

При подключении печи к источнику электропитания производится ввод электроэнергии в печь по заранее заданному графику мощности. B результате протекания тока по керну печи практически вся джоулева энергия (95-99;4) выделяется в слое пересыпки 4, а заготовки путем теплопроводности разогреваются от шихты. Нагрев заготовок ведется до 2400 — 3000 С в зависимости от требуемого качества графитированных заготовок. После достижения заданной температуры (после 40 — 60 ч нагрева) печь охлаждается 6 — 12 сут до достижения температуры заготовок 800 С, после чего печь разгружается.

После отключения печи от тока характер распределения теплоты в поперечном сечении печи не меняется. Некоторое время (10-30 ч) температура на границе теплоизолированная шихта — футеровка растет, Поэтому слой теплоизоляции выбирают таким образом, чтобы наибольшая температура на поверхности футеровки не превышала 1100 — 12000 С, В предложенной конструкции печи внутренняя поверхность поперечного сечения элементов подины и боковых стен выполнена по форме эллипса, поэтому температура на поверхности этих элемен1642214 тов одинакова. За счет уменьшения площади поперечного сечения количество теплоизоляционной шихты, загруженной в печь, на 4-15 P меньше, чем по прототипу, Зто позволяет уменьшить объем погрузочноразгрузочных работ и обеспечить экономию теплоизоляционных материалов.

uz 5

Pl 6

Составитель С. П ря м кова

Редактор М. Келемеш Техред М.Моргентал Корректор С, Черни

Заказ 1136 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Электрическая печь сопротивления для графитации уложенных в керн в слое теплоиэоляционной шихты углеродных заготовок, содержащая торцовые стенки с установленными в них токоподводами, боковые стенки и подину криволинейной формы, отличающаяся тем, что, с целью экономии шихты и повышения производительности при загрузке и разгрузке печи, криволинейная форма подины и боковых стен выполнена согласно зависимости

5 г 2

+ 2 q ок + 2 относительно центра печи, где х — вертикальная ось поперечного сечения печи; у — горизонтальная ось поперечного сечения печи;

Ьк — высота керна;

Ьк — ширина керна; а — толщина теплоизоляционного слоя.