CS213698B1

CS213698B1 - Heating and insulation panel, in particular for electric resistance industrial furnaces with wire heating

Info

Publication number: CS213698B1
Application number: CS848880A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Remes; Jan Jakes
Original assignee: Miroslav Remes; Jan Jakes
Priority date: 1980-12-04
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Vynález se týká nového řešení topného a izolačního panelu pro elektrické odporové průmyslové pece a drátovým topením vhodné pro zatížení nad obvyklých 1 350 °G. Účelu je dosaženo tím,, že topný izolační panel eeekládá s vrstvy z hutné keramiky , spojené pevně s izolační vrstvou z lehčeného žérobetenu, přičemž vrstva z hutné keramiky je vytvořena soustavou mozaikově sležených destiček, opatřených soustavou" podélných lůžek pro uložení drátového topení a na dolni ploše kotvícím výstupkem, který je vytvořen ve tvaru křidélek s maximálním úhlem rozevření 60 ®.Další podstatou vynálezu je, že soustava podélných lůžek pro uložení drátového topení je vytvořena ve tvaru drážek na horní ploše destičky, odkloněných o 40 ař 60 °od kolmice k povrchu destičky. Podle vynálezu mohou být podélné lůžka pro uložení drátového topení vytvořena na horní ploše destičky ve tvaru šikmých drážek, přičemž liché řady destiček musí být orientovány tak, ,že sešikmení dlážek sudých řad destiček mé .obrácený smysl.Soustava podélných lůžek může být ve tvaru kanálků v tělese destičky.The invention relates to a new solution for a heating and insulating panel for electric resistance industrial furnaces and wire heating suitable for loads above the usual 1,350 °G. The purpose is achieved by the heating insulation panel being composed of a layer of dense ceramics, firmly connected to an insulating layer of lightweight concrete, the dense ceramics layer being formed by a system of mosaic-like stacked plates, provided with a system of longitudinal beds for accommodating the wire heater and an anchoring projection on the lower surface, which is formed in the shape of wings with a maximum opening angle of 60 °. Another essence of the invention is that the system of longitudinal beds for accommodating the wire heater is formed in the shape of grooves on the upper surface of the plate, deviated by 40 and 60 ° from the perpendicular to the surface of the plate. According to the invention, the longitudinal beds for accommodating the wire heater can be formed on the upper surface of the plate in the shape of inclined grooves, the odd rows of plates having to be oriented in such a way that the inclination of the floors of the even rows of plates is .reverse sense. The system of longitudinal beds may be in the form of channels in the body of the plate.

Description

Předmětem vynálezu je topný a izolační panel, zejména pra elektrické odporové průmyslové pece s drátovým topením.The subject of the invention is a heating and insulating panel, in particular for electric resistance industrial furnaces with wire heating.

Jsou známa různá konstrukční provedení topných a izolačních panelů pro elektrické odporové průmyslové pece,v nichž je meandr z topného pasu nebo spirály částečně neb· úplně zabudován do nosného lehčeného izolačního materiálu tak, že tvoří panel, jehož jedna strana je topná a druhá strana je izolační, Nosný lehčený izolační materiál může být vytvořen buá ve tvaru celistvé desky, nebo menších bleků vhodného tvaru a velikosti, spojených navzájem meandrem z topného pasu nebo spirály. Nevýhodou takového řešení topných a izolačních panelů je vysoká spotřeba topného materiálu, který má špatné podmínky odvodu tepla, a proto je možno jej méně zatěžovat a nebo při vyšším zatížení například na obvyklých 1 350 ®C se podstatně snižuje jeho životnost a stoupají provozní náklady průmyslové pece.Various designs of heating and insulating panels for electric resistance industrial furnaces are known in which a meander of heating waist or spiral is partially or completely built into the lightweight insulating support material so as to form a panel with one side being heating and the other side insulating The expanded cellular insulating material may be formed either in the form of an integral sheet or of smaller puffs of a suitable shape and size joined together by a meander of a heating waist or spiral. The disadvantage of such a solution of heating and insulating panels is the high consumption of heating material, which has poor heat dissipation conditions, and therefore it can be less loaded or at higher load, for example at the usual 1,350 ®C, its service life is considerably reduced. .

Výše uvedené nevýhody odstraňuje převážnou měrou topný a izolační panel podle vynálezu, určený zejména pro elektrické odporové průmyslové pece s drátovým topením, kde podstata vynálezu spočívá v tom, že se skládá z vrstvy z hutní keramiky, spojené pevně s izo lační vrstvou z lehčenoho žárobetonu, přičemž vrstva z hutní keramiky je vytvořena soustavou mozaikově složených destiček, opatřených soustavou podélných lůžek pro uložení drátového topení a na dolní ploše kotvícím výstupkem, který je vytvořen ve tvaru křidélek s maximálním úhlem rozevření·60 °. Další podstatou vynálezu je, že soustava podélných lůžek pro uložení drátového topení je vytvořena ve tvaru drážek na horní ploše destičky, odkloněných o 40 až 60 ⁰ od kolmice k povrchu destičky. Podle vynálezu mohou být podélná lůžka pro uložení drátového topení vytvořena na horní ploše destičky ve tvaru šikmých drážek, přičemž liché řady destiček musí být orientovány tak,že sešikmení drážek sudých řad destiček má obrácený smysl. Soustavapodélných lůžek pro uložení drátového topení může být podle vynálezu vytvořena ve tvaru kanálků v tělese destičky.The above-mentioned disadvantages are largely eliminated by the heating and insulating panel according to the invention, especially for electric resistance industrial furnaces with wire heating, the essence of the invention consists of a layer of metallurgical ceramics bonded firmly to an insulating layer of lightweight refractory concrete, wherein the metallurgical ceramic layer is formed by a system of mosaic composite inserts, provided with a system of longitudinal beds for accommodating wire heating and an anchoring protrusion formed in the shape of ailerons with a maximum opening angle of 60 ° on the lower surface. It is a further object of the invention that the longitudinal bed assembly for accommodating the wired heater is formed in the form of grooves on the top surface of the plate diverted by 40 to 60 ^° from perpendicular to the surface of the plate. According to the invention, the longitudinal beds for accommodating the wire heater can be formed on the upper surface of the plate in the form of oblique grooves, the odd rows of plates having to be oriented so that the slope of the grooves of the even rows of plates has a reversed sense. In accordance with the invention, the longitudinal beds for accommodating the wired heater can be formed in the form of channels in the plate body.

Hlavní výhodou topného a izolačního panelu podle vynálezu je, že je vytvořen ze dvou vrstev vodivé pevné a lehké izolační, takže mé vysokou odolnost proti tepelnému i mechanic kému namáhání. Drátové topení lze ve zvýšené míře výkonově zatěžovat, neboť tím, že je ulo ženo volně ve vrstvě z hutni keramiky, realizující jednostranný odběr tepla povrchem, má zaručeno prs celý povrch definovatelné teplotní podmínky. Další podstatnou výhodou je, že vrstva z hutní keramiky je vytvořena soustavou mozaikově složených destiček,v nichž, vzhledem k jejich malým rozměrům, nevzniká nebezpečí praskání vlivem teplotních šoků. Spojené vrstvy z hutní keramiky a izolační vrstvou z lehčeného žárobetonu je podle vynálezu provedeno jednoduchými kotvícími výstupky, vytvořenými na dolní ploše vrstvy z hutní keramiky, s výhodou ve tvaru křidélek s maximálním úhlem rozevřeni 60 Uložení drátového topení v soustavě podélných lůžek na horní ploše destiček vrstvy z hutné keramiky některým ze způsobů podle vynálezu zajišťuje snížení instalovaného příkonu,, potřebného k roztápění průmyslové pece, jakož i snížení ztrát akumulací.The main advantage of the heating and insulating panel according to the invention is that it is made of two layers of conductive solid and light insulating, so that my high resistance to thermal and mechanical stress. Wire heating can be increased to a higher degree of load, because by being placed loosely in the layer of metallurgical ceramics, which realizes one-sided heat consumption by the surface, the entire surface has a definable temperature condition. A further substantial advantage is that the metallurgical ceramic layer is formed by a system of mosaic composite plates in which, due to their small dimensions, there is no risk of cracking due to thermal shocks. According to the invention, the bonded metallurgical ceramic layers and the lightweight refractory insulating layer are provided by simple anchoring protrusions formed on the lower surface of the metallurgical ceramic layer, preferably in the form of ailerons with a maximum opening angle. made of dense ceramic by some of the methods according to the invention provides a reduction in the installed power input required to heat up an industrial furnace, as well as a reduction in accumulation losses.

Příklad provedení topného a izolačního panelu podle vynálezu je znázorněn schematicky na výkresech, kde na obr. 1 je svislý řez tOpným a izolačním panelem rovinou A-A z obr. 2,An exemplary embodiment of a heating and insulating panel according to the invention is shown schematically in the drawings, in which Fig. 1 is a vertical section through the heating and insulating panel taken along line A-A in Fig. 2;

Na obr. 2 je částečný pohled shora na topný a izolační panel, na obr .^3 je svislý řez topným a izolačním panelem v rovině B-B obr. 2, na obr. 4 je svislý řez destičkou, na obr. 5Fig. 2 is a partial top view of the heating and insulating panel; Fig. 3 is a vertical cross-sectional view of the heating and insulating panel in the plane B-B of Fig. 2;

213 698 je svislý řez destičkou, na obr. 6 je řez okrajem topného a izolačního panelu v rovině C-C obr. 1., na obr.. 7 je v řezu provedení vývodu svorníkem.213 698 is a vertical cross-sectional view of the plate; FIG. 6 is a cross-sectional view of the edge of the heating and insulating panel in the plane C-C of FIG. 1. FIG.

Topný a izolační panel podle vynálezu pro elektrické odporové průmyslové pece s drátovým topením se skládá z vrstvy 1 z hutné keramiky,(obr. 1) spojené pevně s izolační vstvou 2 z lehčeného žárobetenu. Vrstva _1_z hutné keramiky je vytvořena soustavou mozaikově složených destiček 3 (obr. 2). Každé destička _3_ je na dolní ploše opatřena kotvicím výstupkem 6, který je vytvořen ve tvaru křidélek maximálním úhlem rozevření 60 °, kterým je destička 3 ukotvena v i.zolační vrstvě _2_ z lehčeného žárobetonu. Každá destička 3 je opatřena soustavou podélných lůžek .4 (obr. 1 a 2) pro uložení drátového topení 5» Soustava podélných lůžek 4 může být vytvořena buč ve tvaru drážek 4'na horní ploše destičky 3 (obr. 1 a 3), drážky 4'jsou odkloněny o 40 až 60 ⁰ od kolmice k povrchu destičky 3, nebo ve tvaru podélných kanálů 4 .V soustavě mozaikově složených destiček 3 jsou tyto v jednotlivých řadách o podélné lůžko 4 přesazeny. Destičky 3 musí být v sestavě uspořádány tak, že u nich liché rady 11 destiček 3 (obr. 1) má sešikmení drážek 4 'obrácený smysl než v sudých řadách 12 destiček 3. Soustava podélných lůžek 4 v destičkách 3 může však být vytvořena také ve tvaru kanálků 4 (obr.4) v tělese destičky 3.The heating and insulating panel according to the invention for electrical resistance industrial furnaces with wire heating consists of a layer 1 of dense ceramic (Fig. 1) connected firmly to an insulating layer 2 of expanded refractory concrete. The dense ceramic layer 1 is formed by a set of mosaic composite plates 3 (FIG. 2). Each plate 3 is provided on the lower surface with an anchoring protrusion 6 which is formed in the shape of ailerons with a maximum opening angle of 60 ° with which the plate 3 is anchored in the insulating layer 2 of expanded refractory concrete. Each plate 3 is provided with a set of longitudinal beds 4 (Figs. 1 and 2) for accommodating wire heating 5. The array of longitudinal beds 4 may be formed either in the form of grooves 4 'on the upper surface of the plate 3 (Figs. 1 and 3). 4'jsou tilted by 40 to 60 ⁰ to the normal to the surface of the plate 3, or in the form of longitudinal channels 4 .In composite mosaic grid plates 3 are in the rows of the longitudinal bed 4 offset. The plates 3 must be arranged in such an arrangement that the odd plate rows 11 (FIG. 1) have a slant of the slots 4 'in the opposite direction than in the even rows 12 of the plates 3. However, the longitudinal bed assembly 4 in the plates 3 can also be formed in in the shape of channels 4 (Fig. 4) in the plate body 3.

Topný a izolační panel podle vynálezu se sestavuje tak, že z destiček 3 uloženích v jednotlivých řadách tak, aby v nich upravená podélná lůžka 4 ve tvaru kanálů 4 pro uložení drátového topení 5 byla vždy o jedno podélné lůžko 4 přesazena (obr. 2), vytvoří se mozaika, tvořící vrstvu 1 z hutné keramiky. Provlečením drátového topení 5 podélnými lůžky 4 se soustava destiček 3 mechanicky spojí, přičemž mezi jednotlivými destičkami 3 zůstanou dostatečné dilatační spáry, Které zabraňují rozpraskání a vypadání jednotlivých destiček 3 při rychlých změnách teplot na povrchu topného a izolačního panelu při roztápění a chlazení. Takto vytvořená vrstva 1 z hutné keramiky se pak přisadí na připravenou, dosud neztuhlou izolační vrstvu 2 z lehčeného žorobetonu, přičemž kotvící výstupek 6 na spodní straně každé destičky 3 svými křidélky 6' vnikne od lehčeného žárobetonu, který vyplní prostor mezi nimi a po vytvrzení vytvoří izolační vrstvu 2_f která s vrstvou 1 z hutné keramiky tvoří komplexní topný a izolační panel, -rétové topení 5, protažené soustavou podélných lůžek 4 na horní ploše destiček 3 nebo v tělese destiček 3 je na koncích svařeno a chráněno okrajovou lištou 7 (obr. 2 a 6).Konce drátového topaní 5 jsou zajištěny vývodním svorníkem,9 (obr. 7) a procházejí přes průchodku 8 vývodníhe svorníku 9 (obr. 5 s 7) β tvoří drátový vývod 10.The heating and insulating panel according to the invention is assembled in such a way that the plates 3 are supported in individual rows in such a way that the longitudinal beds 4 in the form of channels 4 for receiving the wire heater 5 are arranged by one longitudinal bed 4. a mosaic forming a layer 1 of dense ceramic is formed. By passing the wire heater 5 through the longitudinal beds 4, the set of wafers 3 is mechanically connected, leaving sufficient expansion joints between the wafers 3, which prevent the wafers from cracking and falling out during rapid temperature changes on the surface of the heating and insulating panel during heating and cooling. The dense ceramic layer 1 thus formed is then added to the prepared, yet unset, insulating layer 2 of expanded cast concrete, whereby the anchoring projection 6 on the underside of each plate 3 with its wings 6 'penetrates from expanded cast concrete to fill the space between them an insulating layer 2 _f which forms a complex heating and insulating panel 1 with a dense ceramic layer 1, a porous heating 5, drawn through a set of longitudinal beds 4 on the upper surface of the plates 3 or in the plate body 3 is welded at the ends and protected by an edge strip 7 (FIG. 2 and 6). The ends of the wire heater 5 are secured by the outlet bolt 9 (Fig. 7) and pass through the bushing 8 of the outlet bolt 9 (Fig. 5 with 7) β forming the wire outlet 10.

Při použití destiček 3 8 lůžky 4 ve tvaru drážky 4'se topný a izolační panel sestavuje tak, že se topného drátu 5 utvoří v licí formě osnova ve tvaru meandru. Rozteče osno vy jsou shodné s roztečemi drážek 4 'dešti;ek 3. Na tuto osnovu se nasazují shora destičky 3 drážkami 4'do3Íů tak, aby orientace sešikmení drážek 4' celé řady 11 byla souhlasné. Destičky 3 další řady 12 se pootočí o ltíO ⁰ tak, aby orientace sešikmení drážek 4'byla obrácená. Po sestavení celého panelu se řady navzájem přesunou tak, aby boční stěny drážek 4'dosedly na drát 5. (obr. 1). takto je drát 5 pevně fixován a přitom má volný vyzařovací povrch. Na takto vytvořenou sestavu se po přidání okrajových liět 7 a průchodek 8 vývodových svorníků 9 nalije vrstva 2 žárobetonové směsi, nechá se vytvrdit a vyjmese z formv.When using the grooves 4 ', the grooves 4', the heating and insulating panel is assembled so that the heating wire 5 forms a meander-shaped warp in a casting mold. The spacing of the warp is identical to the spacing of the grooves 4 'of the rain 3. The plates 3 are fitted from above with the grooves 4' to the top so that the slope orientation of the grooves 4 'of the whole row 11 is consistent. The plates 3 of the next row 12 are rotated by 10 ^° so that the bevel orientation of the grooves 4 'is reversed. Once the entire panel has been assembled, the rows are moved relative to each other so that the side walls of the grooves 4 'fit onto the wire 5 (Fig. 1). in this way, the wire 5 is firmly fixed while having a free radiating surface. The layer 2 of the refractory concrete mixture is poured onto the assembly thus formed after the addition of the edge strips 7 and the leadthrough bushings 8 of the lead bolts 9, allowed to cure and removed from the molds.

Claims

Heating and insulating panel, in particular for electrical resistance industrial furnaces with wire heating, characterized in that it consists of a layer (1) of dense ceramic bonded firmly to an insulating layer (2) of expanded refractory concrete, the layer (1) made of dense ceramic is formed by a set of mosaic composite plates (3), provided with a set of longitudinal beds (4) for storing wire heating (5) and on the lower surface with an anchoring projection (6).

Heating and insulating panel according to claim 1, characterized in that the anchoring projection (6) of the plate (3) is in the form of ailerons (6 *) with a maximum opening angle of 60 °.

Heating and insulating panel according to Claims 1 and 2, characterized in that the set of longitudinal beds (4) for accommodating the wire heating (5) is in the form of grooves (4 ') on the upper surface of the plate (3). diverted by 40 to 60 ^° from perpendicular to the surface of the plate (3).

The thermal and insulating panel according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the odd rows (11) of the plates (3) are oriented in such a way that the bevels of the slots (4 *) of the even rows (12) of the plates (3) are reversed. meaning.

Heating and insulating panel according to Claims 1 and 2, characterized in that the set of longitudinal beds (4) for accommodating the wire heating (5) is formed in the form of channels (4) in the plate body (3).