Высокотемпературная электропечь

 

Изобретение относится к электропечам высокотемпературным, работающим в окислительной среде с нагревателями из тугоплавкого металла с защитным покрытием. Цель изобретения - повьшение максимальной температуры в рабочем объеме с сохранением однородности теплового поля. Высокотемпературная электропечь содержит теплоизолированную рабочую камеру. водоохлаждаемые электрические зажимы для крепления нагревателя н нагревательный элемент. Нагревательный элемент вьшолнен из молибдена с силидидным покрытием на боковой поверхности и представляет собой две совмещенные спирали, имеющие автономное питание и охлаждение Диаметр спиралей и шаг одинаковы. Диаметр сечения одной спирали равен 1-1,6 диаметра сечения другой о Спирали крепятся в электрических зажимах через медные втулки, расположенные на их концах. Возможность получения высокой температуры обеспечивается тем, что на регулирующей спирали поддерживается более низкая температура, чем на рабочей. Это уменьшает влияние излучения соседних витков. При соблюдении равенства диаметров и шагов витков нагревателей обеспечивается достижение одинаковых тепловых условий. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. 2 ил. с S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4205255/31-02 (22) 06.03.87 (46) 23.12,88. Бюл. У 47 (71) Харьковский государственный уни" верситет им.А.М.Горькоro (72) Е.П.Нечипоренко, 10.Б.Павленко, А.П.Петриченко, В.А.Чишкала и С.В.Литовченко (53) 621.365.412(088.8) (56) Жаростойкие покрытия. Сб. Л.-М.:

Наука, 1965, с.92-99. (54) ВЫСОКОТЕ11ПЕРАТУРНАЯ ЭЛЕКТРОПЕЧЬ (57) Изобретение относится к электропечам высокотемпературным, работающим в окислительной среде с нагревателями из тугоплавкого металла с защитным покрытием. Цель иэобретения— повышение максимальной температуры в рабочем объеме с сохранением однородности теплового поля. Высокотемпературная электропечь содержит теплоизолированную рабочую камеру, (51) 4 F 27 В 1 09 F 27 D 11/02 водоохлаждаемые электрические зажимы для крепления нагревателя и нагревательный элемент. Нагревательный элеМент выполнен из молибдена с силицидным покрытием на боковой поверхности и представляет собой две совмещенные спирали, имеющие автономное питание и охлаждение. Диаметр спиралей и шаг одинаковы. Диаметр сечения одной спирали равен 1-1,6 дйаметра сечения другой, Спирали крепятся в электрических зажимах через медные втулки, расположенные на их концах. Возможность получения высокой температуры обеспечивается тем, что на регулирующей спирали поддерживается более низкая температура, чем на рабочей.

Это уменьшает влияние излучения соседних витков. При соблюдении равенства диаметров и шагов витков нагревателей обеспечивается достижение одинаковых тепловых условий. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. 2 ил.

1446433

Изобретение относится к электротермии, а именно к высокотемпературным электропечам, работающим в окис" лительной среде, с нагревателями иэ тугоплавкого металла с защитными покрытиями,-и может быть использовано для получения стекловолокна и для термообработки различных материалов при температуре до 1950 С. 10

Целью изобретения является повышение максимальной температуры в рабочем объеме при сохранении однородности теплового поля, упрощении регулирования температуры. 15

На фиг.1 изображена электропечь, разрез; на фиг.2 — узел крепления спирали в электрическом зажиме, Электропечь содержит корпус 1 с теплоизолятором 2 и рабочим каналом 20

3, отделенным алундовым чехлом 4 от изолятора. К корпусу 1 печи через

»золяционные прокладки 5 крепятся водоохлаждаемые электрические зажимы 6. Нагревательный элемент, состоя-25 щий из рабочей 7 и регулирующей 8 спиралей, помещен в рабочий канал и закреплен в электрических зажимах 6 через медные втулки 9, укрепленные на концах спиралей 7 и 8. Спирали 7 30 и 8 выполнены из молибдена 10 с силицидпым покрытием ll боковой поверхности

Электропечь работает следующим образом.

Подается напряжение на электрические зажимы 6, а через них и втулки

9 — »a рабочую 7 и регулирующую 8 спирали. До температуры в объеме около

1850" С на обеих спиралях поддерживают о одинаковую температуру (1880-1890 С) .

Для получения в объеме более высокой температуры повышают температуру раJ бочей спирали и постепенно уменьшают температуру регулирующей спирали.

Вьпюлнение нагревательного элемента печи в виде двойной спирали с автономным питанием и охлажде»ием позволяет получать в рабочем обьеме температуру до 1950 С. Этого удается до0 «50 стичь за счет предотвращения локального перегрева межвитковых участков покрытия при температурах на поверхности нагревательного элемента около

2000 С. Перегрев, возникавший из-за о 55 влияния излучения соседних витков друг на друга, приводил к образованию эвтектики между силицидными фазами покрытия и выходу нагревателя из строя. В данной конструкции перегрев ликвидируется тем, что на регулирующей спирали подцерживается более ниэ" кая температура, чем на рабочей, что уменьшает влияние излучения соседних витков друг на друга.

Шаг и диаметр спиралей выбираются равными, чтобы обеспечить одинаковые тепловые условия по всем виткам рабочей и регулирующей спиралей. При диаметре сечения регулирующей спирали меньше диаметра рабочей спирали не удается предотвратить локальный перегрев в покрытии рабочей спирали либо нарушается однородность теплового поля (при увеличении шага). При меньшем диаметре рабочей спирали шаг спиралей увеличивается настолько, что нарушается однородность теплового поля при температурах в объеме 1.9001950 С.

Для обеспечения надежного теплосъема с концов нагревательных элементов и возможности его регулирования нагревательные спирали крепятся в электрических зажимах через медные втулки. Медные втулки, в свою очередь, закреплены на концах нагревателя, причем находятся в контакте непосредственно с молибденовой осно-." вой, для чего покрытие нанесено только на боковую поверхность спирали, а на торцах отсутствует. Упрощение регулировки температуры в объеме обеспечивается за счет применения двойA ного спирального нагревательного элемента с автономным питанием спиралей.

Такая конструкция совместно с диаметром сечения спирали позволяет регулировать нагрев — охлаждение спирали и подцерживать нужный тепловой режим между витками.

В таблице приведены сравнительные эксплуатационные характеристики известной и предлагаемой печей. Для удобства сравнения размеры рабочей камеры и футеровки у них выбраны одинаковыми: диаметр 60 мм, длина 150мм.

Из таблицы видно, что при соблюдении всех условий, отраженных отличительными признаками предлагаемой печи, возможно получение в рабочем объеме температуры до 1950-1960 С с однородным тепловым полем. Нарушения указанных условий приводит либо к выходу нагревательного элемента из

14464 строя за счет локального межвиткового нагрева, либо к нарушению однородности теплового поля °

Данная электропечь, по сравнению с известной, имеет меньше непроизводительных потерь мощности на токоподводах, позволяет легко регулировать температуру в рабочем объеме до о температур 1950-1960 С с сохранением 10 однородного теплового поля, т.е. имеет максимальную рабочую температуру на 110 вышее, чем известная, причем используют нагревательный элемент та- . кого же типа (молибден с силицндным 15 покрытием). Зто позволяет существенно расширить область применения печи и использовать ее, в частности, для плавки стекловолокна при производст- . ве световодов. 20

Формула изобретения

1. Высокотемпературная электропечь, содержащая теплоизоляционный корпус, нагреватель в виде спирали из молибдена с силицидным покрытием ! с водоохлаждаемыми электрозажимами, источник питания, о т л и ч а ю—

25 о ура, С в чание рабо- регучей лируюспира щей ли спира чен иа раб

Иввестная 30 — 5

5 — . 5 . 1820 1880

8 8 1850 1900

8 - 8 1850-1890 1940

8 - 8 1880

20 - 5

20 - 5

20 " 5

Неоднородность теплового поля. Нагреватель вьппел и9 строяр локальный перегрев

5 4 9 1850 1890 1890

1900 1950 1880

1950 1990 1860

4 3, 7 1900 1930 . 1860.

1940 1990 1840

1960 2000 1840

Предлагаемая 30 30 5 5 4

20 20 5 B 3

33

4 щ а я с я тем, что, с целью повышения максимальной температуры в рабочей зоне при сохранении однородности теплового поля, печь снабжена дополнительным спиральным нагревателем, совмещенным со спиральным нагревателем, а витки дополнительного нагревателя расположены между витками основного нагревателя, при этом витки нагревателя выполнены с равным диаметром и шагом навивки, а диаметр сечения дополнительного спирального нагревателя равен 1,0 — 1,6 диаметра сечения основного спирального нагревателя, причем силицидное покрытие расположено на боковой поверхности нагревателей.

2. Злектропечь по п.1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения потерь электроэнергии за счет улучшения проводимости, нагревателя закреплены электрозажимами через втулки, выполненные из меди.

3. Злектропечь по п.1, о т л и— чающая с я тем, что, с целью упрощения регулирования температуры, нагреватели имеют автономное соединение с источником питания.

) 446 433

Продолжение таблицы ечание

Температура, С в

Нагревательный элемент

Вид печи

Рассто Количество витков яиие раб. рег раб, рег, 30 30 5 4

1980

4 4 3 7 1940

30 30 5 9

4 3 7 1900"1940 1980

1860 Неоднородность теплового nb

5 4 9 1900 1950

30 20 5 5

1930 1880

20 30 5 5

20 20 5 5

: !9502000 локрытне нанесено на всю поверхность нагревателя, включая торцы, медная втулка поэтому не присоединена на молибден, 4 присоединена на силицнд.

Внутренний диаметр, мм

Диаметр сеченияупрутка, мм меяду витка- раб. per. общ. ми, мм

5 4 9 !900

5 4 9 1930 бо" per и лир ира щей спи

1850 Локальный дерегрев рабочей снн рели

1880 Локальный перегрев рабочей спирали

1850- Локальный иере-! 930 грев рабочей снн" рели иэ-эа трудности регул . тем» . лературы

1446433

Составитель Н.Кузовкина

Редактор Г.Гербер Техред И.Верес Корректор Г.Решетник

Тираж 561 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Закаа 6735/44

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4