Электродный блок для газоэлектрической печи

Изобретение относится к электродной системе для газоэлектрических печей, предназначенных для производства волокон из горных пород, преимущественно базальта. Электрод (7) выполнен из высокохромистого жаропрочного сплава в виде цельнолитых сегментов с резьбовым выступом (9) с одной стороны и резьбовым углублением (10) с другой стороны, установлен с зазором внутри охлаждающего электрододержателя (2), выполненного по типу «труба в трубе». Устройство снабжено трубками подвода (3 ) и отвода (4) хладагента. Электрод (7) снабжен съемной шпилькой-токоподводом (8). Сегменты электрода наращиваются по мере сгорания без остановки производственного цикла. За счет выполнения электрода из жаропрочного высокохромистого сплава, при заявленном соотношении компонентов, достигается увеличение срока эксплуатации электрода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к электродной системе для газоэлектрических печей, предназначенных для производства волокон из горных пород, преимущественно базальта.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является электродная система для стекловарочных печей, содержащая электрод, охлаждающее устройство в виде трубы с хладагентом, узел крепления электрода к печи (патент РФ №2288895). Недостатком является небольшой срок эксплуатации электродов в системе, сложность конструкции и вследствие этого трудоемкость в обслуживании и при ремонтных работах.

Задачей технического решения является увеличение срока эксплуатации электродов, упрощение конструкции и снижение стоимости.

Поставленная задача достигается тем, что в электродном блоке для газоэлектрической печи, содержащем электрододержатель, охлаждающее устройство в виде трубы с хладагентом и электрод, согласно изобретению электрододержатель прикреплен к корпусу печи посредством узлов крепления, электрод выполнен в виде цельнолитых сегментов с резьбовым выступом с одной стороны и резьбовым углублением с другой и установлен с зазором внутри электрододержателя, выполненного в виде охлаждающего устройства по типу «труба в трубе» и снабженного трубками подвода и отвода хладагента, трубка подвода выполнена со скосом на конце и расположена по всей длине электрододержателя, а трубка отвода хладагента выведена за пределы узла крепления, причем электрод соединен со съемной шпилькой-токоподводом, выполненной с наружной резьбой. Электродный блок устанавливается в боковых стенках печи. Сегменты электрода выполнены из жаропрочного сплава при следующем соотношении компонентов, мас. %:

хром - 60-65%

фосфор - 0,012-0,024%

сера - 0,001-0,004%

углерод - 0,02-0,05%

кремний - 0,01-0,06%

алюминий - 0,1-0,8%)

железо - остальное.

Выполнение электрода, соединенного со съемной шпилькой-токоподводом, в виде цельнолитых сегментов с резьбовым выступом с одной стороны и резьбовым углублением с другой, посредством которых сегменты соединяются между собой за счет резьбового соединения, и установка электрода внутри охлаждающего электрододержателя с зазором позволяет производить наращивание электрода и проталкивание его тела в расплавленную массу базальта по мере их выгорания без остановки производственного цикла.

Выполнение охлаждающего электрододержателя по типу «труба в трубе» позволяет охлаждать электрод по всей его наружной поверхности. Установка трубки подвода хладагента в трубном пространстве по всей длине охлаждающего электрододержателя обеспечивает подачу хладагента к расплаву, остужая его в зоне соприкосновения с охлаждающим электрододержателем, что предотвращает вытекание расплава через технологический зазор. Кроме того, указанная установка трубки подвода обеспечивает протекание хладагента по всему внутреннему объему охлаждающего электрододержателя, а также стабильное охлаждение электрода, что в результате приводит к увеличению срока эксплуатации электрода.

Выполнение трубки подвода хладагента со скосом на конце обеспечивает вихревое и кольцевое движение хладагента между трубами охлаждающего устройства.

Выведение трубки отвода хладагента за пределы узла крепления обеспечивает удобство в эксплуатации и обслуживании и позволяет достичь максимальную площадь охлаждения электрода.

Выполнение шпильки-токоподвода съемной и резьбовой обеспечивает восстановление подачи электроэнергии после наращивания очередного сегмента электрода при минимальных трудозатратах.

Установка электродного блока в боковых стенках печи плавления обеспечивает прогревание глубинных слоев на всем протяжении течения расплава, что позволяет получить однородный и стабильный по химическому составу и физическим свойствам расплав требуемой вязкости и гомогенности.

От сплава, применяемого в электроде, требуется жаростойкость, способность сплава сопротивляться газовой коррозии при высоких температурах в течение длительного времени.

За счет выполнения электрода из жаропрочного высокохромистого сплава, при заявленном соотношении компонентов, достигается увеличение срока эксплуатации электрода.

Хром является основным элементом заявляемого сплава. Сочетание в сплаве железа с хромом повышает жаропрочность и износостойкость электрода, а чувствительность сплава к поверхностным повреждениям компенсируется вакуумным литьем и последующей обработкой. Концентрация хрома в изделии менее 60% влияет на точку кристаллизации, т.е. снижается жаропрочность, при концентрации более 65% существенно увеличивается твердость изделия, что приводит к трудностям при механической обработке.

Содержание алюминия в указанных пределах в сочетании с хромом увеличивает жаростойкость электрода и придает ему высокую тепло- и электропроводность.

Содержание фосфора в сплаве в сочетании с железом повышает износостойкость электрода. При содержании фосфора меньше заявленного снижается износостойкость металла, а при содержании фосфора больше заявленного увеличивается вероятность образования трещин в металле.

Кремний удаляет из металла кислород, образуя с кислородом оксиды с плотным строением кристаллической решетки, и повышает прочность и коррозионную стойкость сплава электрода. Указанное содержание обеспечивает требуемую текучесть металла.

Сера повышает обрабатываемость износостойких сталей.

Углерод придает твердость и прочность стали. Содержание углерода в заявленном диапазоне придает заявляемому сплаву незначительную пластичность.

Получение сегментов электрода осуществляют в условиях вакуума, что позволяет эффективно очищать металл от газов - азота, кислорода, водорода, примесей и неметаллических включений, придавая ему повышенную плотность, облегчает обработку заготовки в последующем.

Заявляемое устройство представлено на фиг. 1.

На фиг. 1 изображены керамическая стенка печи плавления 1 с внешним металлическим корпусом 6 печи, электрододержатель 2 с трубкой подвода 3 хладагента и трубкой отвода 4 хладагента. Электрододержатель 2 крепится к металлическому корпусу 6 печи посредством двух узлов крепления 5. Электрод 7 снабжен съемной шпилькой-токоподводом 8, выполнен в виде цельнолитых сегментов с резьбовым выступом 9 с одной стороны и резьбовым углублением 10 с другой стороны, электрод устанавливается в электрододержатель 2 с зазором 11.

Установка электродного блока в боковую стенку печи плавления базальта происходит следующим образом.

В отверстия, выполненные соосно в керамической стенке 1 печи и металлическом корпусе 6 печи, устанавливается охлаждающий электрододержатель 2 и закрепляется при помощи узлов крепления 5 таким образом, чтобы трубка подвода 3 хладагента располагалась в нижней точке, а трубка отвода 4 хладагента - в верхней точке. Хладагент насосом подается в межтрубное пространство охлаждающего электрододержателя 2, затем выводится через трубку отвода 4 хладагента в охладитель (на фиг. 1 не показан), где, остужаясь, вновь подается через трубку подвода 3 в охлаждающий электрододержатель 2 в замкнутом цикле. Сегменты электрода 7 (требуемое количество) соединяются между собой посредством резьбового выступа 9 и резьбового углубления 10 и устанавливаются в электродержатель 2 с зазором 11. В углубление 10 последнего сегмента электрода 7, находящегося снаружи корпуса печи, вворачивается шпилька-токоподвод 8. Токоподводящий кабель (на фиг. 1 не показан) крепится на шпильку-токоподвод 8.

По мере сгорания электрода осуществляют наращивание длины электрода без остановки технологического процесса плавки. Для этого отключается подача хладагента и электроэнергии на электрод, выворачивают шпильку-токоподвод 8, на это место, в углубление 10 вворачивают очередной сегмент электрода. В углубление 10 установленного сегмента вновь вворачивают шпильку-токоподвод 8, на которую монтируют токоподводящий кабель. Далее осуществляется механическое проталкивание электрода в расплав базальта на расчетную длину. Включается циркуляция хладагента и восстанавливается подача электроэнергии на электрод.

При соблюдении требуемых параметров эксплуатации срок работы электрода может достигать нескольких лет.

1. Электродный блок для газоэлектрической печи, содержащий электрододержатель, охлаждающее устройство в виде трубы с хладагентом и электрод, отличающийся тем, что электрододержатель прикреплен к корпусу печи посредством узлов крепления, электрод выполнен в виде цельнолитых сегментов с резьбовым выступом с одной стороны и резьбовым углублением с другой и установлен с зазором внутри электрододержателя, выполненного в виде охлаждающего устройства по типу «труба в трубе» и снабженного трубками подвода и отвода хладагента, трубка подвода выполнена со скосом на конце и расположена по всей длине электрододержателя, а трубка отвода хладагента выведена за пределы узла крепления, причем электрод соединен со съемной шпилькой-токоподводом, выполненной с наружной резьбой.

2. Электродный блок по п. 1, отличающийся тем, что он устанавливается в боковых стенках печи.

3. Электродный блок по п. 1, отличающийся тем, что сегменты электрода выполнены из жаропрочного сплава при следующем соотношении компонентов, мас.%:
хром - 60-65%
фосфор - 0,012-0,024%
сера - 0,001-0,004%
углерод - 0,02-0,05%
кремний - 0,01-0,06%
алюминий - 0,1-0,8%
железо - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрометаллургии, в частности к дуговым печам постоянного тока. Плавка металла в них проводится в футерованном огнеупорами рабочем пространстве, через свод которого проходит катод.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для производства чугуна, стали и цветных металлов. Дуговая печь постоянного тока включает корпус с днищем, свод, расположенную ниже порога рабочего окна ванну с металлическим расплавом, обрамленную футеровкой, верхний катод с электрододержателем, соединенный с источником постоянного тока и имеющий возможность вертикального перемещения, и анодный подвод в виде одного или нескольких подовых электродов.

Изобретение относится к получению тепла, образующегося иначе, чем в процессах горения. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкции электродов. .

Изобретение относится к области электротехники, а именно к соединительным элементам для электродов. .

Изобретение относится к области электротермии, в частности, к плавильным печам, плавка металла в которых проводится в футерованной огнеупорными неэлектропроводными материалами ванне, через дно которой для подвода тока к металлу пропущен один или несколько подовых электродов.

Изобретение относится к электродам для металлургических сосудов и к охлаждающим элементам стенок металлургических сосудов, а также к дуговым печам постоянного тока.

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии, в частности к электропечам с погруженными в шлаковый расплав электродами. .

Изобретение относится к металлургии, а именно к вакуумной дуговой плавке тугоплавких металлов, и может быть применено при изготовлении расходуемых электродов в производстве отливок из титановых сплавов с использованием литейных отходов.

Изобретение относится к области электротермии, в частности к плавильным печам, плавка металла в которых проводится в футерованной огнеупорными неэлектропроводными материалами ванне, через дно которой для подвода тока к металлу пропущен один или несколько подовых электродов.

Изобретение относится к области переработки отходов и может быть использовано на промышленных предприятиях, а также в коммунальном хозяйстве. Устройство замены плазмотрона для установки плазменной переработки отходов включает водоохлаждаемую заслонку канала установки плазмотрона в футеровке камеры термической обработки установки плазменной переработки отходов, привод заслонки канала установки плазмотрона, каретку, направляющие перемещения каретки, привод перемещения каретки, фиксатор плазмотрона, адаптер плазмотрона, композитный разъем, привод композитного разъема.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к особенностям конструкции узла электрододержателя, который может быть использован в электрической печи. .

Изобретение относится к электрометаллургии, а именно к дуговым плавильным и ковшевым печам для плавки и нагрева металла. .

Изобретение относится к электротермии, в частности к автоматическим регуляторам положения электродов дуговых сталеплавильных электропечей. .

Изобретение относится к электрометаллургии, а именно к дуговым плавильным и ковшевым печам для плавки и нагрева металла. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции вакуумной дуговой печи, предназначенной для выплавки титановых сплавов. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к элетродуговым печам с эркерным выпуском металла из печи. .

Изобретение относится к области получения тугоплавких металлических и неметаллических материалов, преимущественно цементного клинкера, имеющего высокую степень вязкости расплава, и может быть использовано также в металлургии и химической технологии.

Изобретение относится к электротермии, в частности к использованию при эксплуатации графитированных электродов в дуговой сталеплавильной печи. .
Наверх