Способ изготовления нагревательного блока электропечи

 

При реализации способа на прямоугольном муфеле монтируют каркас в виде металлических пластин, наложенных продольно на боковые стенки муфеля, по две у каждого его угла. Пластины закреплены на концах хомутами с возможностью их смещения вдоль стенок муфеля. На каркас наматывают проволоку из железохромалюминиёвых сплавов с образованием зазора между этой проволокой и муфелем. Затем зазор поэтапно заполняют высокоглиноземной обмазкой . Одновременно поверх проволоки наносят слой той же обмазки. По мере заполнения зазора пластины смещают от углов к середине каждой боковой стороны. После заполнения зазора каркас удаляют, полости из-под пластин заполняют той же обмазкой и сушат блок.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 05 В 3/64

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4824230/07 (22) 10.05,90 (46) 07.01,93. Бюл. М 1 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.

И.П.Бардина (72) К.H.Áåëêèí, Л.Л.Жуков, Н.М.Ростовцев, В.Б.Кушников и В.П.Филин (56) Авторское свидетельство СССР

N. 725273, кл. Н 05 В 3/18, 1978.

Свенчанский А.Д.Электрические промышленные печи. Ч. 1. Электрические печи сопротивления, M. Энергия, 1975; с. 169. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНОГО БЛОКА ЭЛЕКТРОПЕЧИ (57) При реализации способа на прямоугольном муфеле монтируют каркас в виде металИзобретение относится к изготовлению электронагревателей из железохромалюминиевых сплавов и может быть использовано в производстве электропечей сопротивления с рабочей температурой до 1300 С.

Известен способ изготовления нагревателей, при котором на шаблон укладывают витки резистивного элемента и обмазывают слоем огнеупорного материала на толщину резистивного элемента. После сушки огнеупорного слоя для придания ему механической прочности шаблон удаляют. Однако при этом способе, имеющем цель улучшение адгезии материалов основания и огнеупорного слоя, не исключается контакт нагревательной спирали с муфелем и поэтому не устраняется опасность разрушения нагревателя из железохромалюминиевых сплавов в случае некачественного состава керамической основы.

„„ Ы„„1786687 А1 лических пластин, наложенных продольно на боковые стенки муфеля, по две у каждого его угла. Пластины закреплены на концах хомутами с возможностью их смещения вдоль стенок муфеля. На каркас наматывают проволоку из железохромалюминиевых сплавов с образованием зазора между этой проволокой и муфелем. Затем зазор поэтапно заполняют высокоглиноземной обмазкой, Одновременно поверх проволоки наносят слой той же обмазки. По мере заполнения зазора пластины смещают от углов к середине каждой боковой стороны.

После заполнения зазора каркас удаляют, полости из-под пластин заполняют той же обмазкой и сушат блок.

Известен способ изготовления нагревателей; выбранный в качестве прототипа, путем намотки проволоки или ленты. из железохромалюминиевых сплавов на керамическую основу (муфель), после чего поверх нагревательной спирали наносится слой огнеупорной теплоизоляционной массы, которая не взаимодействует с материалом нагревателя и фиксирует витки спирали относительно друг друга. Для нагревателей из железохромалюминиевых сплавов обычно применяют обмазочную массу с содержанием А!20з 70

Недостаток этого способа изготовления нагревателей состоит в том, что он требует применения высокоглиноземистых муфелей с Содержанием окислов железа менее 1%.

Выпогнение этого требования представляет сложную задачу и связано с существенным удорожанием серийного производства

1786687 муфелей. Вследствие недостаточной чистоты глинозема стойкость электронагревателей из железохромалюминиевых сплавов снижается.

Кроме того, причиной преждевремен-- 5 ного выхода из строя нагревателей указанной конструкции является разрыв проволоки (ленты) вследствие различия температурных коэффициентов расширения

10 материалов нагревателя и муфеля. Так как величина этого коэффициента в железохромалюминиевых сплавах значительно больше, чем у высокоглиноземистого материала проволока (лента) оказывается прочно скрепленной с муфелем. Укаэанная деформация витков нагревательной спирали не исчезнет полностью при остывании печи. 20

Железохромалюминиевые сплавы после работы при ввсоких температурах становятся хрупкими и имеют низкую прочнсоть при растяжении и изгибе. В хрупком состоянии они разрушаются при малых деформациях. 25

В связи с этим даже незначительные изменения формы и размеров витков нагревателя, происходящие при разогреве и остывании печи, могут привести к его разрушению .

Целью изобретения является повышение срока службы нагревательного блока электропечи, 30

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления нагревательного

35 блока электропечи, при котором проволоку из железохромалюминиевых сплавов наматывают вокруг прямоугольного муфеля, наносят. поверх проволоки слой

40 вьгсокоглиноземистой обмазки и сушат блок, согласно изобретению, перед намоткой проволоки снаружи муфеля устанавливают каркас в виде металлических пластин, наложенных вдоль боковых стенок муфеля

45 по две у каждого угла и закрепленных на концах хомутами из полосовой стали с возможностью смещения этих полос вдоль стенок муфеля, проволоку наматывают на каркас с образованием между ней и муфелем зазора, нанесение слоя высокоглиназе50 мистой обмазки поверх проволоки производят одновременно с поэтапным заполнением указанного зазора этой обмазкой, при этом по мере заполнения зазора пластины смещают от углов к середине каждой боковой стороны, после заполнения

55 зазора каркас удивляют, а полости из-под пластин заполняют той же обмазкой.

В предлагаемом изобретении вся активная часть нрагревательной спирали полмуфеля, то при нрагреве происходит выпучивание отдельных участков витков спира- 15 ли. В то же время на других участках ностью заделывается в защитный слой толщиной 2-3 мм из высокоглиноземистой массы. Создание сплошного защитного слоя вокруг нагревательной спирали существенно снижает скорость высокотемпературного окисления нагревателя и практически полностью исключает возникновение явления.химического взаимодействия сплава с окислами железа, которые могут содержаться в материале муфеля в случае несоблюдения по тем или иным причинам требований к составу материала муфелей, Применение пластин при намотке проволоки (ленты) обеспечивает зазор между нагревателем и муфелем. Обмазочная огнеупорная масса. имея относительно невысокую механическую прочность, не препятствует изменению размеров витков нагревательной спирали при нагреве и охлаждении.

Пример. Восемь" металлических пластин толщиной 4 мм накладывают вдоль боковых сторон муфеля по две у каждого угла и скрепляют на концах хомутами из полосовой стали, расположенными около проволочных хомутиков для крепления. нагревательной спирали. Спираль из железохромалюминиевого сплава наматывают поверх наложенных на муфель пластин. Постепенно наносят на поверхность муфеля и поверх нагревателя слой высокоглиноземистой обмазки, состоящей из 75 электрокорунда мелкой фракции и 25 каолина.и воды. Наличие пластин обеспечивает,необходимый зазор между муфелем и нагревательной спиралью, что позволяет вводить обмазочный слой под витки спирали. По мере нанесения обмазки пластины сдвигают от углов к середине боковых сторон муфеля и при этом обеспечивается сплошность защитного слоя и равномерность его по толщине. Далее пластины вытаскивают из-под хомутов и на те места, где они находились, наносят обмазочный материал. Толщина обмазочного слоя 2-3 мм. Сушку обмазки производят электротоком определенных параметров, При просушивании обмазки вокруг нагревателя образуется плотное покрытие, которое, не препятствуя образованию на его поверхности окисной пленки

А!гОз в процессе первых часов работы печи при 1000 С, при дальнейших высокотемпературных нагревах надежно защищает нагреватель от высокотемпературного окисления. Средний срок службы проволочных нагревателей Я3 мм иэ сплава

Х23Ю5Т; изготовленных по предлагаемому способу. более 1500 ч при номинальной ра- . бочей температуре в печи 1100ОС. Содержание алюминия в сплаве нагревателей, проработавших 1500 ч. уменьшается незна1786687

6 зема в электропечах с рабочей температурой до i300 С.

Составитель К, Белкин

Техред М,Моргентал Корректор М. Максимишинец

Редактор

Заказ 258 Тираж 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 чительно (снижение 0,2-0,3;(,), при этом. окисная пленка на проволочной спирали имеет светло-серый цвет. В муфельных электропечах, изготовленных по известному способу с номинальной рабочей темпе- 5 ратурой 1100 С, средний срок службы проволочного нагревателя диаметром 3 мм из сплава Х23Ю5Т обычно не превышает

150-200 ч при содержании окислов железа в муфеле 1-1,5%. 10

Предлагаемый .способ позволяет исключить химическое взаимодействие нагревателя с муфелем, снизить интенсивность высокотемпературного окисления нагревателя, устраняет опасность разрыва нагрев- 15 тельной спирали при действии температурных напряжений.

Факторы, обусловливающие высокую жаростойкость нагревателя иэ железохромалюминиевого сплава при заделке его в 20 высокоглиноземистую массу огнеупорного материала, — сплошность и о-.носительно низкая пористость защитного слоя материала покрытия, отсутствие контактов нагревательной спирали с поверхности муфеля. 25

Изобретение позволяет повысить срок службы нагревателей электропечей, а также использсвать уфели из огнеупорных материалов с понижейным содержанием глино30

Формула изобретения

Способ изготовления нагревательного блока электропечи, при котором проволоку из железохромалюминиевых сплавов наматывают вокруг прямоугольного муфеля, наносят поверх проволоки слой высокоглиноземной обмаэки и сушат блок, о т л и ч а- ю шийся тем, что, с целью повышения срока службы блока, перед намоткой проволоки снаружи муфеля устанавливают каркас в виде металлических пластин, наложенных вдоль боковых стенок муфеля по две у каждого его угла и закрепленных на концах хомутами из полосовой стали с возможностью смещения этих полос вдоль стенок муфеля, проволоку наматывают на каркас с образованием между ней и муфелем зазора, нанесение слоя высокоглиноземной обмазки поверх проволоки производят одновременно с поэтапным заполнением указанного зазора этой обмазкой, при этом ufo мере заполнения зазора пластины смещают от углов к середине каждой боковой стороны, после заполнения зазора каркас удаляют, а полости из-под пластин заполняют той же обмазкой.