CS228131B2 - Electric instalation for direct heating of melted metals and/or melted salts and solutions - Google Patents
Electric instalation for direct heating of melted metals and/or melted salts and solutions Download PDFInfo
- Publication number
- CS228131B2 CS228131B2 CS803551A CS355180A CS228131B2 CS 228131 B2 CS228131 B2 CS 228131B2 CS 803551 A CS803551 A CS 803551A CS 355180 A CS355180 A CS 355180A CS 228131 B2 CS228131 B2 CS 228131B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- metal
- heating element
- heater
- bath
- heated bath
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/60—Heating arrangements wherein the heating current flows through granular powdered or fluid material, e.g. for salt-bath furnace, electrolytic heating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/62—Heating elements specially adapted for furnaces
Abstract
Description
Vynález se týká elektrické instalace pro ohřev roztavených kovů a/nebo solí a .roztoků přímým ohřevem lázně pomocí odporových topných článků, ponořených do lázně.The invention relates to an electrical installation for heating molten metals and / or salts and solutions by direct heating of the bath by means of resistance heating elements immersed in the bath.
Elektrická topná zařízení, u kterých se teplo vyvíjí v topných článcích a přenáší přímo do lázně, jsou známa například z polského patentního 'spisu č. 81 320, ve kterém mají tvar jedné příčky nebo několika mezistěn, umístěných zejména rovnoběžně s elektrodami, umístěnými buď ve dně, nebo ve stěnách taviči nádoby, přičemž příčky nebo mezistěny jsou tvořeny zejména rovinnou deskou z keramického '•materiálu a rozdělují taviči prostor na dvě nebo více částí. V jiném případě jsou topné články vetknuty do dna nebo stěn tavné nádrže a alespoň jedna jejich povrchová plocha je v dotyku s lázní roztaveného kovu.Electrical heating devices in which heat is generated in the heating elements and transferred directly to the bath are known, for example, from Polish Patent Specification No. 81 320, in which they have the shape of one partition or several divisions, particularly parallel to the electrodes positioned either the walls or walls of the melting vessel, the partitions or partition walls being formed in particular by a planar plate of ceramic material and dividing the melting chamber into two or more parts. Alternatively, the heating elements are woven into the bottom or walls of the melting tank and at least one surface thereof is in contact with the bath of molten metal.
Jiné známé řešení je popsáno v polském patentním spisu č. 106 380 a je opatřeno mezistěnami, které jsou vytvořeny jako topné prvky, které mají tvar nádob, umístěných v komoře pece, přičemž jednotky pro přívod proudu jsou umístěny uvnitř nádob a jsou tvarovány jako elektrody, zejména grafitové, přičemž roztavený kov se dostává do styku 'se dnem a stěnami topných prvků.Another known solution is described in Polish Patent No. 106,380 and is provided with partition walls which are designed as heating elements having the shape of vessels placed in the furnace chamber, the power supply units being located inside the vessels and shaped as electrodes, especially graphite, wherein the molten metal comes into contact with the bottom and walls of the heating elements.
Nevýhodou těchto známých elektrických topných instalací je jejich omezená použitelnost jen pro některé oblasti, takže topné elektrické instalace známých typů jsou využívány převážně pro neželezné kovy. Mají poměrně malý energetický výkon a krátkou životnost, která je zkracována destruktivním působením tepelných napětí, vznikajících v topných prvcích, přičemž se dosahuje jen nízkého využití povrchu topných prvků v důsledku mělkého ponoření topných prvků. Také elektrody a přívody proudu k topným prvkům mají nízkou životnost, která je omezována přímým působením vsázky a atmosféry na instalaci a také velmi obtížnými podmínkami při spouštění stroje z chladného stavu, které jsou způsobeny nedostatečným kontaktem topných prvků se vsázkou v pevném stavu.A disadvantage of these known electrical heating installations is their limited applicability only in certain areas, so that heating electrical installations of known types are mainly used for non-ferrous metals. They have a relatively low power output and a short lifetime, which is shortened by the destructive effect of the thermal stresses generated in the heating elements, while achieving only a low surface utilization of the heating elements due to the shallow immersion of the heating elements. Also, the electrodes and power supplies to the heating elements have a low lifetime, which is limited by the direct effect of the charge and the atmosphere on the installation and also by the very difficult conditions of starting the machine from a cold state caused by insufficient contact of the heating elements with the charge in the solid state.
Pokud se týká elektrické instalace podle polského patentového spisu č. 106 380, má toto provedení následující nedostatky: topný článek má část vyčnívající z vyhřívané lázně a je celý vytvořen z homogenního porézního materiálu. V důsledku toho podléhá působením pecní atmosféry rychlému stárnutí, změnám odolnosti, tvoří se v . něm trhliny. Provozní výkon je omezen. Zkraty, ke kterým dochází ve vyčnívajících částech topného článku, zuůsobené nahodilým usazováním vsázkového kovu . a/nebo kontakt228131 ního materiálu na některých místech povrchu vyčnívajících částí, mají destruktivní účinek na topné články. Jediný kontaktní materiál vytvořený z kovu nemůže prakticky ovlivnit vytvoření přídavného množství tepla a vyvolává korozi kovových elektrod umístěných v něm. Kovové elektrody jsou tudíž pro toto provedení vlastně nepoužitelné.With respect to the electrical installation according to Polish Patent Specification No. 106 380, this embodiment has the following drawbacks: the heating element has a part protruding from the heated bath and is entirely formed of a homogeneous porous material. As a result, the furnace atmosphere undergoes rapid aging, changes in resistance, formed in the furnace atmosphere. it cracks. Operating performance is limited. Short circuits that occur in protruding parts of the heating element caused by accidental deposition of the charge metal. and / or contacting the28131 material at some points of the surface of the protruding portions has a destructive effect on the heating elements. A single contact material formed of metal cannot practically affect the generation of additional heat and causes corrosion of the metal electrodes located therein. Therefore, the metal electrodes are in fact useless for this embodiment.
Nedostatky těchto známých zařízení jsou odstraněny použitím vhodného tvaru a vhodného výrobního postupu při hotovení topných prvků, sériovým, sérioparalelním nebo dvojitým sériovým zapojením kontaktních materiálů do obvodu topných článků a zvýšením elektricky aktivní iplochy topných článků u použitých kontaktních materiálů.The drawbacks of these known devices are overcome by the use of a suitable shape and manufacturing process when the heating elements are finished, by serial, serial or parallel serial connection of contact materials to the heating circuit and increasing the electrically active heating element area of the used contact materials.
Účelem elektrické instalace podle vynálezu je dosáhnout dokonalejšího ohřívání roztavených kovů a/nebo solí a roztoků a také tavení a udržování kovů, solí a roztoků v roztaveném stavu a také jejich přehřívání.The purpose of the electrical installation according to the invention is to achieve improved heating of the molten metals and / or salts and solutions, as well as to melting and keeping the metals, salts and solutions in the molten state and also to overheating them.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že topný článek ve tvaru nádoby částečně ponořené do vyhřívané lázně je trvale spojen s částmi, které mají rozdílné fyzikální a chemické vlastnosti a/nebo sestává z částí, které mají rozdílné fyzikální a chemické vlastnosti, nebo je tvořen tuhým tělesem z homogenního materiálu, které je celé potaženo kontaktním materiálem, přičemž průchod proudu vzniká přiváděním elektrického potenciálního rozdílu к elektrodám, z nichž jedna elektroda, která je napojena prostředkem pro vedení proudu na jeden pól proudového zdroje a je ponořena do kontaktního materiálu, přivádí elektrický proud к prvnímu povrchu topného článku, zatímco druhá elektroda, která je ponořena do vyhřívané lázně a je napojena prostředkem pro vedení proudu na druhý pól proudového zdroje, přivádí proud к druhému povrchu topného článku uzavírajícího elektrický obvod, přičemž kontaktní materiály jsou zapojeny do proudového obvodu sériově a/nebo paralelně a teplo se částečně vyvíjí rovněž v kontaktním materiálu a ve vyhřívané lázni.SUMMARY OF THE INVENTION The heating element in the form of a vessel partially immersed in a heated bath is permanently connected to parts having different physical and chemical properties and / or consisting of parts having different physical and chemical properties, or consisting of a rigid body a homogeneous material which is completely coated with the contact material, the passage of current being generated by supplying an electrical potential difference to the electrodes, one of which is connected by a current conducting means to one pole of the power source and is immersed in the contact material a first surface of the heating element, while the second electrode, which is immersed in the heated bath and is connected by means for conducting current to the second pole of the power source, supplies current to the second surface of the heating element enclosing the electrical circuit, the materials are connected in series and / or in parallel to the current circuit, and heat is also partly generated in the contact material and in the heated bath.
Topný článek může být také tvořen dvojicí nádob, částečně ponořených do lázně, která je vyhřívána, přičemž jedna z obou nádob je umístěna uvnitř druhé nádoby a vnitřní prostor první nádoby je částečně vyplněn kontaktním materiálem. Topný článek může být vytvořen také ve formě plného tělesa nebo plných těles, umístěných v ohraničujícím prstenci, vyrobeném zejména z keramického materiálu, (přičemž plné těleso nebo skupina pevných těles je částečně po nořena do ohřívané lázně a pokryta vrstvou kontaktního materiálu, zejména roztavené soli s hustotou nepřekračující hustotu ohřívané lázně a topných článků. Topné články mohou být také podle jiného konkrétního provedení vynálezu vytvořeny ve formě plného tělesa nebo plných těles, umístěných v ohraničovacím prstenci, vyrobeném z keramického materiálu, přičemž plné těleso nebo skupina plných těles je částečně pono řena do ohřívané lázně a pokryta vrstvou kontaktnho materiálu, zejména roztaveného kovu, odděleného od hladiny vyhřívané lázně vrstvou jiného kontaktního materiálu, zejména roztavené soli.The heating element may also consist of a pair of vessels partially immersed in a bath that is heated, one of the two vessels being located within the other vessel and the interior of the first vessel being partially filled with contact material. The heating element may also be formed in the form of a solid or solids housed in a boundary ring made especially of ceramic material (wherein the solid or group of solids is partially dipped into the heated bath and covered with a layer of contact material, in particular molten salt. According to another particular embodiment of the invention, the heating elements may also be formed in the form of a solid or solids housed in a boundary ring made of ceramic material, wherein the solid or group of solids is partially submerged in heated bath and covered with a layer of contact material, in particular molten metal, separated from the level of the heated bath by a layer of other contact material, in particular molten salt.
Topný článek ve tvaru trubky může být rovněž částečně ponořen do vyhřívané lázně a jeden konec trubky může být těsně připojen ke dnu komory, ve které se nachází vyhřívaná lázeň, pomocí zejména naklonltelného uspořádání styku.The tube-shaped heating element may also be partially immersed in the heated bath and one end of the tube may be tightly connected to the bottom of the chamber in which the heated bath is located, in particular by a tilting contact arrangement.
Topný článek <podle vynálezu může mít také tvar zdvojené nádrže, sestávající ze dvou jednoduchých topných článků spojených do série a částečně ponořených do ohřívané lázně, přičemž svými horními konci jsou nádoby připevněny к hornímu okraji dělicí stěny, která rozděluje ohřívanou lázeň na dvě části, Izolované galvanicky od sebe, přičemž na obou stranách je přiváděn do ohřívané lázně rozdílný elektrický potenciál.The heating element according to the invention may also be in the form of a double tank consisting of two single heating elements connected in series and partially immersed in a heated bath, with their upper ends attached to the upper edge of the partition wall dividing the heated bath into two parts. galvanically apart, with different electrical potential being supplied to the heated bath on both sides.
Topný Článek může být vytvořen podle jiného výhodného provedení vynálezu ve formě trubky, částečně ponořené do ohřívané lázně, přičemž uvnitř trubky je umístěna elektroda, která současně působí jako kontaktní materiál.The heating element may be formed according to another preferred embodiment of the invention in the form of a tube partially immersed in a heated bath, wherein an electrode is located inside the tube, which at the same time acts as a contact material.
Topné články ve tvaru nádob mají libovolný tvar příčného průřezu a výška těchto topných článků je až 2 metry, tloušťka stěn nádob nebo dělicích příček může dosahovat 0,2 m a elektricky aktivní plocha může dosahovat 2 m2.Container-shaped heating elements have any cross-sectional shape and the height of these heating elements is up to 2 meters, the wall thickness of the containers or partition walls can be 0.2 m and the electrically active surface can be 2 m 2 .
Vnější plochy těchto topných článků mohou být také částečně potaženy materiálem, odolným proti chemickému působení vsázky, nebo kontaktním materiálem, přičemž optimální tloušťka krycí vrstvy se pohybuje v mezích od 0,1 do 3 mm.The outer surfaces of these heating elements can also be partially coated with a material resistant to the chemical action of the charge or with a contact material, the optimum thickness of the covering layer being in the range of 0.1 to 3 mm.
Topné články mohou být také napuštěny látkami, snižujícími pórovitost materiálu topných článků.The heating elements can also be impregnated with substances that reduce the porosity of the heating element material.
Topné články, mající tvar nádoby, mohou volně plavat v ohřívané lázni.Heating elements having the shape of a container may float freely in a heated bath.
Topné články mohou také plavat v ohřívané lázni s nuceným ponorem, vyvolávaným vlastní hmotností článků. Vnější zátěž topných článků může být také upravena pro přivádění ochranného plynu do vnitřního prostoru topných článků. Mohou být rovněž opatřeny dodatečným a pomocným topným tělesem, umístěným v těsné blízkosti okrajů topných článků, vystupujících nad hladinu lázně a zapojených do elektrického obvodu topného článku.The heating elements may also float in a heated bath with forced immersion, caused by the weight of the elements. The external load of the heating elements may also be adapted to supply a shielding gas to the interior of the heating elements. They may also be provided with an additional and auxiliary heater positioned in close proximity to the edges of the heating elements extending above the bath level and connected to the electrical circuit of the heating element.
Topný článek může být rovněž ponořen do vyhřívané lázně a upevněn к pohyblivému závěsu, dovolujícímu a také zabezpečujícímu stálou hloubku ponoření topných článků při různých poklesech a zvýšeních hladiny vyhřívané lázně.The heating element may also be immersed in the heated bath and fixed to the movable hinge allowing and also ensuring a constant immersion depth of the heating elements at various decreases and increases in the level of the heated bath.
Podle jiného význaku vynálezu může být topný článek také ponořen do vyhřívané lázně a trvale pevně připojen ke konstrukci topné instalace, zejména výkyvně.According to another feature of the invention, the heating element can also be immersed in a heated bath and permanently attached to the structure of the heating installation, in particular a pivot.
Elektrody, připojené prostřednictvím vodičů k jednomu pólu zdroje elektrické energie, jsou ponořeny do vyhřívané lázně, zatímco elektrody, připojené ke druhému pólu zdroje elektrické energie, jsou částečně ponořeny nebo zapuštěny do kontaktního materiálu topného článku.The electrodes connected through the wires to one pole of the power source are immersed in the heated bath, while the electrodes connected to the other pole of the power source are partially submerged or embedded in the heater contact material.
Napájecí napětí topných článků je nastavitelné ,a vyhřívaná lázeň je uzemněna. Spouštění topné instalace ze studeného stavu a použití náplně v tuhém skupenství je umožňováno přídavným topným tělesem, které je udržováno v činnosti, dokud se první část vsázky neroztaví, nebo pomocí hlavního topného článku, uloženého· na pevné vsázce, kdy jsou vnější plochy topných článků ve styku se vsázkou a elektrodou prostřednictvím dalších kontaktních materiálů, majících zejména pastovitou konzistenci.The supply voltage of the heating elements is adjustable, and the heated bath is grounded. Starting the heating installation from a cold state and using the solid charge is enabled by an additional heater which is maintained until the first portion of the charge melts, or by means of a main heating element mounted on a fixed charge while the outer surfaces of the heating elements are in contacting the charge and electrode by means of other contact materials, in particular a pasty consistency.
Výhodami řešení podle vynálezu je kromě jiného široký rozsah použitelnosti, zejména vhodnost pro zahřívání kovů, solí a roztoků a také pro tavení kovů a solí, velký výkon topných článků při jejich nasazení v určitém ohřívacím procesu, umožněný jejich výhodným tvarem a vhodným způsobem jejich výroby, zachovávání správného ponoření topných článků do vyhřívané lázně, sérioparalelní nebo sériové zapojení kontaktních materiálů s obvodem topných článků a vyhřívání konců topných článků, vystupujících z ohřívané lázně.The advantages of the solution according to the invention include, inter alia, a wide range of applicability, in particular suitability for heating metals, salts and solutions as well as for melting metals and salts, high performance of heating elements when used in a particular heating process. maintaining proper immersion of the heating elements in the heated bath, series-parallel or serial connection of the contact materials with the heating element circuit, and heating the ends of the heating elements exiting the heated bath.
Mezi další přednosti řešení podle vynálezu je možno počítat využití materiálů, vhodných pro daný proces, při výrobě topných článků a kontaktních materiálů, zvýšení elektricky aktivní plochy topných článků umístěním jednoho topného článku dovnitř druhého a použitím vhodných přívodů proudu, prodloužená životnost elektrod a vodičů a jiných vodivých prvků, což je výsledkem jednak využití vhodných materiálů, a jednak použití ochranné atmosféry, vyloučení horních přívodů proudu, což je opět výsledkem vytvoření topných článků ve tvaru nádob a zejména dvojitých nádob, snadné spouštění celého zařízení ze studeného stavu v důsledku zdokonaleného styku topných článků s pevnou vsázkou prostřednictvím přídavných kontaktních materiálů, zejména pastovité konzistence a jednoduchý návrh, stavbu i provoz zařízení, což je důsledkem jednoduché konstrukce topných článků, elektrod a vodicích prvků pro přívod proudu, a snadnou vyměnitelnost topných článků bez přerušování činnosti zařízení.Other advantages of the present invention include the use of process-appropriate materials in the manufacture of heating elements and contact materials, increasing the electrically active area of the heating elements by placing one heating element in the other and using appropriate power supplies, extended life of electrodes and wires and other conductive elements, resulting both from the use of suitable materials and from the use of a protective atmosphere, the elimination of upper power supplies, again resulting from the formation of vessel-shaped heating elements and in particular double vessels, easy start-up of the entire device from cold. with a fixed charge by means of additional contact materials, in particular paste consistency and simple design, construction and operation of the equipment, which is due to the simple design of heating elements, electrodes and water and easy replacement of heating elements without interrupting the operation of the device.
Toipné články jsou trvale spojeny s částmi, které mají rozdílné fyzikální a chemické vlastnosti, čímž je umožněno· odizolovat vyhřřvací části topných článků od nepříznivě působící pecní atmosféry. Části, které jsou vystaveny účinku pecní atmosféry, jsou vytvořeny z plynotěsného a elektricky nevodivého -materiálu.The heating elements are permanently coupled to parts having different physical and chemical properties, thereby allowing the heating elements of the heating elements to be isolated from the unfavorable furnace atmosphere. The parts exposed to the furnace atmosphere are made of gas-tight and electrically non-conductive material.
Takové provedení zabraňuje rovněž vzniku zkratů. Vrstvy jiných materiálů na částech povrchu topných článků, těsně spojené s provozním topným článkem, izolují jej elektricky a oddělují -od pecní atmosféry, čímž zabraňují pronikání pecní atmosféry dovnitř topného článku a vzniku zkratů. Zkraty způsobené místním přehřátím částí topného- článku, které vyčnívají z kovové lázně, mohly by způsobit zničení topného článku v případě nahodilého usazování lázně a/nebo! kontaktního -materiálu postříkáním vnějšího a vnitřního povrchu vyčnívajících částí, způsobeným nedostatečným odváděním tepla z ploch, které jsou místně přehřívány vyhřívanou lázní a/nebo kontaktními materiály.Such an embodiment also prevents short circuits. Layers of other materials on portions of the surface of the heating elements, closely connected to the operating heating element, insulate it electrically and separate from the furnace atmosphere, thereby preventing the furnace atmosphere from entering the heating element and short circuits. Short circuits due to local overheating of parts of the heating element that protrude from the metal bath could cause damage to the heating element in the event of accidental settling of the bath and / or! contact material by spraying the outer and inner surfaces of the protruding portions, caused by insufficient heat dissipation from surfaces that are locally overheated by the heated bath and / or contact materials.
Použitím topných článků, které jsou trvale spojeny s částmi rozdílných fyzikálních a chemických vlastností, umožňuje podstatně zvýšit výkon topného článku. Části, které mají rozdílný odpor, -mohou být voleny s takovými parametry, že během vyhřívacího procesu se může v různých oblastech měnit podle potřeby intenzita výměny tepla. Vrstvy materiálu, které zvyšují elektrickou a tepelnou vodivost na povrchu topného článku, přičemž jsou ve styku s -lázní a/nebo konstantními materiály, a které tvoří -druhou část topného- článku pevně spojenou s první částí, umožňují intenzifikaci průchodu proudu -a výměny tepla.The use of heating elements that are permanently associated with parts of different physical and chemical properties makes it possible to significantly increase the performance of the heating element. Parts having different resistance can be selected with parameters such that during the heating process, the heat exchange rate can vary in different regions as desired. The layers of material which increase the electrical and thermal conductivity on the surface of the heating element, in contact with the skin and / or constant materials, and which form the second part of the heating element firmly connected to the first part, allow intensification of current passage and heat exchange .
Použití dvou nebo více kontaktních materiálů u některých provedení instalace podle vynálezu umožňuje lepší využití povrchu topného článku, ochranu kontaktního materiálu před nepříznivými účinky pecní -atmosféry použitím vrstvy jiného kontaktního materiálu, ochranu kovové elektrody před korozívním působením kontaktního kovu. Je rovněž umožněno zvýšit množství tepla vytvářeného v topném článku sériovým a/nebo paralelním zapojením jednoho kontaktního materiálu, který má větší elektrický odpor, do proudového- obvodu topného článku, v kterém má být vytvořeno přídavné množství tepla.The use of two or more contact materials in some embodiments of the installation of the invention allows better use of the surface of the heating element, protecting the contact material from the adverse effects of the furnace atmosphere by using a layer of other contact material, protecting the metal electrode from corrosive contact metal. It is also possible to increase the amount of heat generated in the heating element by series and / or parallel connection of one contact material having greater electrical resistance to the current circuit of the heating element in which an additional amount of heat is to be generated.
Příklady provedení elektrické instalace tavného zařízení podle vynálezu jsou zobrazeny na výkresech, kde - představují obr. - 1 příčný řez zařízením, obr. 2 až 8 podélné řezy a pohledy shora na několik příkladných provedení topných článků v různých tvarových obměnách, obr. 9 až 14 svislé řezy příkladnými provedeními různých typů zařízení, opatřených několika příkladnými topnými články a elektrodami ve vyhřívané lázni.Examples of electrical installations of the melting apparatus according to the invention are shown in the drawings, in which: FIG. 1 is a cross-sectional view of the apparatus; FIGS. 2 to 8 are longitudinal sections and top views of several exemplary embodiments of heating elements in various shape variations; FIGS. vertical sections of exemplary embodiments of different types of apparatus provided with several exemplary heating elements and electrodes in a heated bath.
Zařízení podle vynálezu je opatřeno komorou 3, která je po stranách ohraničena bočními stěnami 1 a zespodu dnem 2. Vnitřní dělicí stěna 4 rozděluje komoru 3 na usazovací komoru a na tavící komoru. Komora 3 je částečně naplněna kovem 5 v roztaveném stavu. Do kovu 5 jsou ponořeny dva topné články 7, upevněné na plováku 6, které -mají tvar nádobek, částečně naplněných roztaveným kovem 8 a -roztavenou solí 9, které slouží jako· kontaktní materiály mezi želez nou elektrodou 10, ponořenou v roztavené soli 9, a jednou povrchovou plochou topného článku 7. Ve dně 2 komory 3 je grafitová elektroda 11, instalovaná takovým způsobem, že jeden její konec je spojen s konstrukcí zařízení, zatímco její druhý konec je spojen s druhou povrchovou plochou topného článku 7.The device according to the invention is provided with a chamber 3 which is bounded on the sides by the side walls 1 and from the bottom by the bottom 2. The inner partition 4 divides the chamber 3 into a settling chamber and a melting chamber. The chamber 3 is partially filled with metal 5 in the molten state. Two heating elements 7 mounted on the float 6 are immersed in the metal 5, having the shape of vessels partially filled with molten metal 8 and molten salt 9, serving as contact materials between the iron electrode 10 immersed in the molten salt 9, and one surface of the heater 7. In the bottom 2 of the chamber 3, a graphite electrode 11 is installed in such a way that one end thereof is connected to the structure of the device, while the other end is connected to the other surface of the heater 7.
Elektrický proud přechází ze železné elektrody 10 přes roztavenou sůl 9, roztavený kov 8, stěny topného článku 7 a kov 5 na grafitovou elektrodu 11 v důsledku napěťového rozdílu, přiváděného vodičem 12 na železnou elektrodu 10 a druhým vodičem 13 na grafitovou elektrodu 11.The electrical current passes from the iron electrode 10 through the molten salt 9, the molten metal 8, the walls of the heater 7 and the metal 5 to the graphite electrode 11 due to the voltage difference supplied by the conductor 12 to the iron electrode 10 and the second conductor 13 to the graphite electrode 11.
К horním okrajům topného článku 7 je slinováním upevněn prstenec 14 z křemičitanu hlinitého. Topný článek 7 je vyroben z nitridovaného karbidu křemíku. Vnější a vnitřní plochy topného článku 7 jsou povlečeny tenkou vrstvou 15 nebo uhlíkovou pastou, roztavený kov 8 a kov 5 jsou tvořeny hliníkem, sůl 9 je tvořena směsí chloridu vápenatého a chloridu sodného a plovák 6 je vytvořen z páleného kaolinu.An aluminum silicate ring 14 is sintered to the upper edges of the heater 7. The heating element 7 is made of nitrided silicon carbide. The outer and inner surfaces of the heater 7 are coated with a thin layer 15 or a carbon paste, the molten metal 8 and the metal 5 are made of aluminum, the salt 9 is a mixture of calcium chloride and sodium chloride, and the float 6 is formed of burnt kaolin.
Zařízení podle tohoto příkladného provedení (obr. 1) pracuje následujícím způsobem. Po předehřátí komory 3 zařízení pomocí přídavného topného tělesa a po naplnění komory 3 do části své výšky roztaveným kovem 5 se topný článek 7, naplněný roztaveným kovem 8 a roztavenou solí 9, ponoří do kovové lázně a současně se osadí železná elektroda 10 a první vodič 12, spojený se železnou elektrodou 10. Na oba vodiče 12, 13 se napojí zdroj trojfázového střídavého proudu a napětí R-fáze se přivede na první topný článek 7, zatímco S-fáze se přivede na druhý topný článek 7.The apparatus of this exemplary embodiment (FIG. 1) operates as follows. After preheating the chamber 3 of the device by means of an additional heater and after filling the chamber 3 to a part of its height with the molten metal 5, the heating element 7 filled with the molten metal 8 and the molten salt 9 is immersed in the metal bath. connected to the iron electrode 10. A three-phase alternating current source is connected to both conductors 12, 13 and the R-phase voltage is applied to the first heating element 7, while the S-phase is applied to the second heating element 7.
Po napojení na zdroj proudu protéká elektrický proud stěnami topných článků 7 a vrstva roztavené soli 9 vyvíjí teplo, které se převádí do lázně kovu 5. Pevná vsázka která má být roztavena, se přidává do této lázně roztaveného kovu 5.Upon connection to the power source, electrical current flows through the walls of the heating elements 7 and the molten salt layer 9 generates heat which is transferred to the metal bath 5. The solid charge to be molten is added to the molten metal bath 5.
Po dokončení tavného procesu, kdy se všechen kov 5 roztaví a usadí, se provádí vypouštění taveniny nakloněním nádoby nebo se tavenina odebírá odčerpáváním, popřípadě se může vypouštět odpichovým otvorem, vytvořeným buď ve dně 2, nebo ve stěnách komory 3.Upon completion of the melt process, when all the metal 5 melts and settles, the melt is discharged by tilting the vessel or the melt is removed by pumping, or it can be discharged through a tap hole formed either in the bottom 2 or in the walls of the chamber 3.
Spouštění zařízení podle vynálezu ze studeného stavu se provádí pomocí přídavného ohřívače, který zůstává v činnosti, dokud se první část vsázky neroztaví, nebo pomocí topných článků 7, umístěných na pevné vsázce, jejichž povrch je uveden do kontaktu s kovem 5, 8 prostřednictvím uhlíkové pasty, přičemž železné elektrody 10 se dotýkají kovu 8 a grafitové elektrody 11 kovu 5.The cold start of the device according to the invention is carried out by means of an additional heater which remains in operation until the first portion of the charge melts or by means of heating elements 7 placed on the fixed charge whose surface is contacted with the metal 5, 8 by carbon paste. wherein the iron electrodes 10 contact the metal 8 and the graphite electrodes 11 of the metal 5.
Na obr. 2 až obr. 8 jsou znázorněny příklady provedení topných článků 7 zařízení podle vynálezu, přičemž obr. 2 až obr. 5 zobrazují obecné tvary topných článků 7, jejichž část vyčnívající z lázně a část pono řená do lázně, jsou vytvořeny z různých materiálů a jsou slinuty.Figures 2 to 8 show exemplary embodiments of the heating elements 7 of the device according to the invention, wherein Figures 2 to 5 show the general shapes of the heating elements 7, the part protruding from the bath and the part immersed in the bath are formed from different materials and are sintered.
Na obr. 6 je zobrazen topný článek 7, jehož horní okraj je tvořen prstencem 14, vyrobeným z křemičitanu hlinitého a připevněným к vlastnímu tělesu topného článku 7 slinováním.FIG. 6 shows a heater 7 whose upper edge is formed by a ring 14 made of aluminum silicate and attached to the heater 7 itself by sintering.
Na obr. 7 je znázorněn topný článek 7, vyrobený ze dvou na sobě uložených částí 16, 17, vzájemně spojených spékáním, přičemž elektrická vodivost druhé části 17 je nižší než u první části 16.Fig. 7 shows a heating element 7 made of two superimposed parts 16, 17 joined together by sintering, the electrical conductivity of the second part 17 being lower than that of the first part 16.
Obr. 8 znázorňuje topný článek 7, sestavený ze tří částí, řazených za sebou a spojených vzájemně spékáním.Giant. 8 shows a heating element 7 composed of three parts arranged in series and connected together by sintering.
Na obr. 9 až obr. 16 jsou znázorněny různé příklady umístění topných článků 7 v zařízení podle vynálezu.9 to 16 show various examples of the location of the heating elements 7 in the apparatus according to the invention.
Zařízení z obr. 9 je opatřeno dvěma topnými články 7 ve tvaru nádoby, plovoucími na hladině kovu 5 a ponořovanými do lázně zátěží 18, přičemž jeden z topných článků 7 je umístěn uvnitř druhého a prostor mezi oběma topnými články 7 a také vnitřní prostor vnitřního topného článku 7 je částečně vyplněn roztaveným kovem 8.The device of Fig. 9 is provided with two vessel-shaped heating elements 7 floating on the surface of the metal 5 and immersed in a bath of loads 18, one of the heating elements 7 being located inside the other and the space between the two heating elements 7 as well. Article 7 is partially filled with molten metal 8.
Roztaveným kovem 8 a také kovem 5 je zinek, obě elektrody 10, 11 jsou grafitové a přítěž nebo zátěž 18 je z cementového žáruvzdorného materiálu, vyztuženého železnými tyčemi, a topné články 7 jsou vyrobeny z nitridovaného karbidu křemíku, přičemž horní část topného článku má odlišné fyzikální a chemické vlastnosti než spodní část.The molten metal 8 as well as the metal 5 is zinc, the two electrodes 10, 11 are graphite, and the ballast or load 18 is made of iron-reinforced cement refractory, and the heating elements 7 are made of nitrided silicon carbide, physical and chemical properties than the lower part.
V příkladu na obr. 10 je zařízení opatřeno topnými články 7 ve tvaru hranolů s obdélníkovým průřezem, volně plovoucími v kovu 5 uvnitř plášťového prstence 19, ve kterém jsou kryty vrstvou roztavené soli 9.In the example of Fig. 10, the device is provided with rectangular-shaped heating elements 7 with a rectangular cross-section, freely floating in the metal 5 inside the jacket ring 19, in which they are covered by a layer of molten salt 9.
V důsledku potenciálního rozdílu na elektrodách 10, 11, protéká elektrický proud z první elektrody 10 paralelně roztavenou solí 9 a topnými články 7 do kovu 5 a potom na druhou elektrodu 11.Due to the potential difference on the electrodes 10, 11, electrical current from the first electrode 10 flows through the molten salt 9 and the heating elements 7 in parallel to the metal 5 and then to the second electrode 11.
Kovem 5 je slitina zinku a hliníku, roztavenou solí 9 je směs chloridu vápenatého a chloridu sodného, první elektroda 10 je železná, druhá elektroda 11 je grafitová a plášťový prstenec 19 je ze žáruvzdorného materiálu, zatímco topné články 7 jsou z nitridovaného karbidu křemíku.The metal 5 is a zinc-aluminum alloy, the molten salt 9 is a mixture of calcium chloride and sodium chloride, the first electrode 10 is iron, the second electrode 11 is graphite, and the sheath ring 19 is refractory while the heating elements 7 are nitrided silicon carbide.
Spouštění zařízení podle vynálezu ze studeného stavu se provádí ipomocí topných článků 7, umístěných na pevné vsázice tvořené kovem 5, přičemž povrchové plochy topných článků 7 jsou přivedeny do kontaktu s kovem 5 a s první elektrodou 10 pomocí grafitové pasty a druhá elektroda 11 je ve styku se vsázkou, tvořenou kovem 5. V průběhu spouštění je do komory 3 přiváděn dusík, aby se uhlíková pasta chránila před okysličením. Jakmile se kov 5 roztaví, naplní se plášťový prstenec 19 částečně kontaktním materiálem, tvořeným solí 9.The cold start of the device according to the invention is carried out by means of heating elements 7 placed on a fixed charge of metal 5, the surfaces of the heating elements 7 being brought into contact with the metal 5 and the first electrode 10 by graphite paste and the second electrode 11 in contact During the lowering process, nitrogen is introduced into the chamber 3 to protect the carbon paste from oxygenation. Once the metal 5 has melted, the sheath ring 19 is partially filled with the salt 9 contact material.
Na obr. 11 je znázorněno příkladné provedení zařízení podle vynálezu, opatřené třemi topnými články 7 ve tvaru hranolů s průřezem ve tvaru obdélníka, které volně plavou v roztaveném kovu 5 uvnitř ohraničujícího plášťového prstence 19. Topné články 7 jsou překryty vrstvou roztavené soli 9, která je oddělena od hladiny kovu 5 vrstvou roztaveného kovu 8, přičemž vrstva roztavené soli 9 zasahuje směrem dolů pod horní okraje topných článků 7.Fig. 11 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention, provided with three rectangular shaped rectangular heating elements 7 which float freely in the molten metal 5 within the boundary jacket ring 19. The heating elements 7 are covered by a layer of molten salt 9 which is separated from the metal level 5 by a layer of molten metal 8, wherein the layer of molten salt 9 extends downwardly below the upper edges of the heating elements 7.
V důsledku potenciálního rozdílu na elektrodách 10, 11 dochází к přechodu elektrického proudu z první elektrody 10 přes roztavenou sůl 9 a přechází paralelně roztaveným kovem 8 a topnými články 7 do kovu 5 a z něj do druhé elektrody 11. Kovem 8 je v tomto příkladu hliníková slitina, kovem 5 je hliníkový bronz, elektrody 10, 11 jsou grafitové a jsou opatřeny povlakem z karbidu křemíku, nanášeného v plynné fázi, solí 9 je směs uhličitanu sodného a chloridu sodného, topné články 7 jsou vyrobeny z nitridovaného karbidu křemíku a plášťový prstenec 19 je vyroben ze žáruvzdorného materiálu.Due to the potential difference on the electrodes 10, 11, current flows from the first electrode 10 through the molten salt 9 and passes in parallel through the molten metal 8 and the heating elements 7 to the metal 5 and therefrom to the second electrode 11. The metal 8 in this example is an aluminum alloy , the metal 5 is aluminum bronze, the electrodes 10, 11 are graphite and are coated with gaseous silicon carbide, the salt 9 is a mixture of sodium carbonate and sodium chloride, the heating elements 7 are made of nitrided silicon carbide, and the sheath ring 19 is made of refractory material.
Zařízení podle příkladného provedení na obr. 12 je opatřeno topným článkem 7 ve tvaru kuželové trubky, zavěšené v roztavené soli 5 pomocí závěsu 20 a lana 21 na tělese zařízení, takže se dosahuje stejného ponoru z níž přichází na druhou elektrodu 11.The device according to the exemplary embodiment of Fig. 12 is provided with a conical tube heater 7 suspended in molten salt 5 by means of a hinge 20 and a rope 21 on the body of the device so that the same draft is obtained from which it reaches the second electrode 11.
Sůl 5 je směsí chloridu barnatého a chloridu vápenatého, povlaková vrstva 15 je tvořena z karbidu křemíku, nanášeného v plyntopného článku 7 nezávisle na hladině lázně soli 5. První elektroda 10 je připojena к vodiči 12 a je v přímém styku s jednou povrchovou plochou topného článku 7. Ponořená část první elektrody 10 slouží současně jako kontaktní materiál. Vnější povrchová plocha topného článku 7 je opatřena vrstvou 15 povlakového materiálu.Salt 5 is a mixture of barium chloride and calcium chloride, the coating layer 15 is made of silicon carbide deposited in the gas heater 7 independently of the salt bath level 5. The first electrode 10 is connected to the conductor 12 and is in direct contact with one surface of the heater. The immersed portion of the first electrode 10 serves simultaneously as a contact material. The outer surface of the heating element 7 is provided with a layer 15 of coating material.
Při vzniku potenciálního rozdílu na obou elektrodách 10, 11 protéká elektrický proud z první elektrody 10 paralelně do topného článku 7 a z topného článku 7 do soli 5,In the event of a potential difference on the two electrodes 10, 11, electrical current flows from the first electrode 10 in parallel to the heating element 7 and from the heating element 7 to the salt 5,
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL1979215839A PL124892B1 (en) | 1979-05-23 | 1979-05-23 | Electric apparatus for direct heating of molten metals and/or salts and solutions,especially water solutions and glasses |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS228131B2 true CS228131B2 (en) | 1984-05-14 |
Family
ID=19996455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS803551A CS228131B2 (en) | 1979-05-23 | 1980-05-21 | Electric instalation for direct heating of melted metals and/or melted salts and solutions |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0019876B1 (en) |
| JP (1) | JPS55159588A (en) |
| AT (1) | ATE16550T1 (en) |
| CS (1) | CS228131B2 (en) |
| DD (1) | DD150980A5 (en) |
| DE (1) | DE3071226D1 (en) |
| HU (1) | HU181716B (en) |
| IN (1) | IN150776B (en) |
| PL (1) | PL124892B1 (en) |
| SU (1) | SU1170975A3 (en) |
| YU (1) | YU137180A (en) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE313058C (en) * | ||||
| CH88060A (en) * | 1919-09-12 | 1921-02-01 | Guettinger Heinrich | Electric melting furnace with resistance heating for metals. |
| US1971025A (en) * | 1931-02-16 | 1934-08-21 | Bornand Emilien | Metal heater |
| DE620835C (en) * | 1932-06-21 | 1935-10-28 | Aeg | Electric heater for salt baths |
| PL81320B1 (en) * | 1970-03-27 | 1975-08-30 | ||
| FR2226063A7 (en) * | 1973-04-10 | 1974-11-08 | Zaklady Cynkowe Szopienice | Electrical resistance furnace - for melting and keeping molten non ferrous metals, partic zinc (alloys) |
| US4158743A (en) * | 1976-03-01 | 1979-06-19 | Biuro Projektow Pyrzemyslu Metali Niezelaznych "Bipromet" | Electric resistance furnace |
-
1979
- 1979-05-23 PL PL1979215839A patent/PL124892B1/en unknown
-
1980
- 1980-05-21 YU YU01371/80A patent/YU137180A/en unknown
- 1980-05-21 SU SU802927552A patent/SU1170975A3/en active
- 1980-05-21 CS CS803551A patent/CS228131B2/en unknown
- 1980-05-21 HU HU801272A patent/HU181716B/en unknown
- 1980-05-22 DD DD80221321A patent/DD150980A5/en unknown
- 1980-05-23 JP JP6951980A patent/JPS55159588A/en active Pending
- 1980-05-23 EP EP80102887A patent/EP0019876B1/en not_active Expired
- 1980-05-23 AT AT80102887T patent/ATE16550T1/en not_active IP Right Cessation
- 1980-05-23 DE DE8080102887T patent/DE3071226D1/en not_active Expired
- 1980-05-28 IN IN627/CAL/80A patent/IN150776B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE16550T1 (en) | 1985-11-15 |
| YU137180A (en) | 1982-08-31 |
| JPS55159588A (en) | 1980-12-11 |
| DD150980A5 (en) | 1981-09-23 |
| DE3071226D1 (en) | 1985-12-19 |
| HU181716B (en) | 1983-11-28 |
| EP0019876A1 (en) | 1980-12-10 |
| PL124892B1 (en) | 1983-02-28 |
| SU1170975A3 (en) | 1985-07-30 |
| PL215839A1 (en) | 1981-01-02 |
| IN150776B (en) | 1982-12-11 |
| EP0019876B1 (en) | 1985-11-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4181583A (en) | Method for heating electrolytic cell | |
| US4177128A (en) | Cathode element for use in aluminum reduction cell | |
| US8480876B2 (en) | Aluminum production cell | |
| US4247381A (en) | Facility for conducting electrical power to electrodes | |
| US4230778A (en) | Sodium-sulfur battery with glass electrolyte | |
| CN101842522A (en) | Electrolysis system | |
| PT85016B (en) | PROCESS AND DEVICES FOR THE ELECTRICAL FUSE OF THE GLASS | |
| US4181584A (en) | Method for heating electrolytic cell | |
| US4351057A (en) | Electric installation for heating of molten metals and/or salts and solutions | |
| RU2553132C1 (en) | Design of current taps of cathode of aluminium electrolyser | |
| US4903277A (en) | Electric melting furnace with partitioned melting cavity for solidifying highly radioactive waste in glass | |
| CS228131B2 (en) | Electric instalation for direct heating of melted metals and/or melted salts and solutions | |
| AU2019235250B2 (en) | Cathode elements for a Hall-Heroult cell for aluminium production and a cell of this type having such elements installed | |
| RU2679224C9 (en) | Thermochemical resistant anode for electrolysis of aluminum | |
| US4257855A (en) | Apparatus and methods for the electrolytic production of aluminum metal | |
| GB2133126A (en) | Melting furnace | |
| CA1145806A (en) | Electric installation for heating of molten metals and/or salts and solutions | |
| FI58977B (en) | FOERFARANDE FOER ATT SKYDDA FOER SMAELTUGNAR AVSEDDA METALLUPPHETTNINGSELEKTRODER UNDER ANVAENDNING AV LIKSTROEM OCH ANORDNING FOER TILLAEMPNING AV DETTA FOERFARANDE | |
| CA1078902A (en) | Electric resistance furnace | |
| PL80709B1 (en) | ||
| US2698291A (en) | Cathodically protected domestic water storage tank and heater | |
| US3465085A (en) | Smelting electric furnace apparatus | |
| US4280891A (en) | Electrode assembly for melt cell | |
| US1255197A (en) | Cell. | |
| US1941387A (en) | Anode for fused bath electrolysis |