CS232596B1

CS232596B1 - Equipment for electric heating of fireproof working end

Info

Publication number: CS232596B1
Application number: CS837381A
Authority: CS
Inventors: Cestmir Barta; Oldrich Liska; Ales Triska
Original assignee: Cestmir Barta; Oldrich Liska; Ales Triska
Priority date: 1983-10-07
Filing date: 1983-10-07
Publication date: 1985-02-14
Also published as: CS738183A1

Abstract

Zařízeni k elektrickému vytápění žáruvzdorného praoovnlho prostoru pro tažení, temperováni, tuhnutí a krystali- zadi pevných látek i za ztlženýoh podmínek gravitace, obsahující odporový topný prvek a pracovní komoru, která je popřípadě z vnější strany nejméně na jednom místě zesílena, při čemž každé zesíleni je popřípadě opatřeno odporovým topným prvkem. Na každé ze dvou protilehlých Odvrácených stran pracovní komory s výhodou ve tvaru trubice s vnitřní dutinou obdélníkového průřezu je upevněna nejméně jedna topná deska s výhodou kruhová, která je opatřena odporovým topným prvkem jako je spirála nebo vinutí, popřípadě uloženým v drážce s výhodou soustředné. Dále topné desky se od sebe popřípadě liší velikosti členitostí a/nebo tvarem vyhřívací plechy, a celková vyhřlvacl plocha všech topných, desek na každé z obou protilehlých stran je o 5 až 50 % větší nežli celková plocha půdorysu pracovního poel, přičemž vnitřní dutina pracovní komory je popřípadě uvnitř opatřena prvkem pro posun zpracovávaného materiálu jako je válečková dráha.Apparatus for electrically heating the refractory bulk space for drawing, tempering, solidifying and crystallizing solids under gravitational conditions comprising a resistive heating element and a working chamber which is optionally reinforced from the outside at at least one point, each of which being reinforced optionally provided with a resistive heating element. Preferably, at least one heating plate, preferably circular, is provided on each of the two opposite facing sides of the working chamber, preferably in the form of a tube with an inner cavity of rectangular cross-section, which is provided with a resistance heating element such as a coil or a coil, preferably mounted concentrically. Further, the heating plates differ from each other by the size of the rupture and / or the shape of the heating plate, and the total heating area of all heating plates on each of the two opposite sides is 5 to 50% greater than the total surface area of the working field, the inner cavity of the working chamber it is optionally provided with an element for moving the material to be processed, such as a roller conveyor.

Description

(64) Zařízení k elektrickému vytápění žáruvzdorného pracovního prostoru(64) Equipment for electric heating of a refractory working space

Zařízeni k elektrickému vytápění žáruvzdorného praoovnlho prostoru pro tažení, temperováni, tuhnutí a krystalizadi pevných látek i za ztlženýoh podmínek gravitace, obsahující odporový topný prvek a pracovní komoru, která je popřípadě z vnější strany nejméně na jednom místě zesílena, při čemž každé zesíleni je popřípadě opatřeno odporovým topným prvkem. Na každé ze dvou protilehlých Odvrácených stran pracovní komory s výhodou ve tvaru trubice s vnitřní dutinou obdélníkového průřezu je upevněna nejméně jedna topná deska s výhodou kruhová, která je opatřena odporovým topným prvkem jako je spirála nebo vinutí, popřípadě uloženým v drážce s výhodou soustředné. Dále topné desky se od sebe popřípadě liší velikosti členitostí a/nebo tvarem vyhřívací plechy, a celková vyhřlvacl plocha všech topných, desek na každé z obou protilehlých stran je o 5 až 50 % větší nežli celková plocha půdorysu pracovního poel, přičemž vnitřní dutina pracovní komory je popřípadě uvnitř opatřena prvkem pro posun zpracovávaného materiálu jako je válečková dráha.Apparatus for electric heating of a refractory space for drawing, tempering, solidifying and crystallizing solids even under aggravated gravity conditions, comprising a resistive heating element and a working chamber, which is optionally reinforced at least at one location from outside, with each reinforcement optionally provided resistance heating element. At least one heating plate, preferably circular, is provided on each of the two opposite facing sides of the working chamber, preferably in the form of a tube with an internal cavity of rectangular cross-section, provided with a resistance heating element such as spiral or winding. Further, the heating plates optionally differ from each other by the size of the articulation and / or the shape of the heating plate, and the total heating surface of all the heating plates on each of the two opposite sides is 5 to 50% larger than the total floor area of the working area. optionally, it is provided internally with an element for moving the material to be processed, such as a roller conveyor.

- 1 232 S96- 1,232 S96

Vynález se týká zařízení k elektrickému vytápění žáruvzdorného praoovního prostoru pro tavení, temperování, tuhnutí a krystalisaol pevnýoh látek, a to 1 za ztížených podmínek gravitace·BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention

V současné světové technice je známa řada technických prací, při kterých se provádí tavba, temperování, tuhnutí a krystalisaoe pevnýoh látek v omezeném prostoru, pro které byla konstruována řada odporově vytápěných zařízení· Regulaoe teploty odporově vytápěných pecí děje se pomocí teplotního čidla bud zapínáním a vypínáním při dané hodnotě teploty nebo změnami přiváděné elektrioké energie· Při použití topnýoh vinutí s oddělenými elektrickými přípojkami může sloužit jedno topné vinutí pro trvalý provoz a ostatní k regulaci teploty. Jestliže se použije zapojení do hvězdy, pak se mohou jedna nebo dvě fáze připojit nebo vypínat·A number of technical works are known in the world where melting, tempering, solidification and crystallization of solids in a limited space are known, for which a number of resistively heated furnaces have been designed · Temperature control of resistively heated furnaces is done by switching on and off at a given temperature value or changes in the electrical energy supplied · When using a heating coil with separate electrical connections, one heating coil can be used for continuous operation and the other for temperature control. If a star connection is used, then one or two phases can be connected or switched off ·

Tak například je známa vysokoteplotní peo na bázi molybdenových článků s vysokým vakuem, ve které se dosáhne teploty asi 1600 °C; peo má ale nevýhodu, že molybden musí být obráněn proti oxydaoi vodíkovou atmosférou· Ačkoliv bod tání molybdenu je u 2.612 °C, pracovní teplota je omezena na 1.800 °C, nebot již při 2.000 °C dochází k zřetelnému odpařování kovu (E.V. KornéIsen a J.O.Weeks: Rev.Sei.Instr. 30 (1953) 290). Je také známa peo vytápěná odporovou trubkou z wolframu, která má praoovní teplotu až 2.400 °C, ale může být používána jen ve vakuu nebo vodíkovém prostředí (J*For example, a high temperature molybdenum cell high vacuum peo with a high vacuum temperature of about 1600 ° C is known; However, the molybdenum must be protected against oxydaoi by a hydrogen atmosphere. Although the melting point of molybdenum is at 2,612 ° C, the working temperature is limited to 1,800 ° C, since even at 2,000 ° C there is a clear metal evaporation (EV KornéIsen and JO Weeks: Rev. Si.Instr. 30 (1953) 290). It is also known to have a tungsten resistance heating pipe having a working temperature of up to 2400 ° C, but can only be used in a vacuum or hydrogen environment (J *

H. Rendall: J.Sol.Instr. 29 (1952) 248). Ačkoliv pro vysokou praoovní teplotu, které lze V nich dosáhnout, uvedené peoe se pro mnohé obory výroby a zpraoování pevných látek, zejména monokrystalů osvědčují, jsou některé praoovní oblasti, kde plně nevyhovují, jako v případech, kde je nutno dodržovat správný poměr a rozložení gradientu teplot· Byla proto vyřešena zařízeni, v nichž se dosahuje praoovníoh teplot až 1.900 °C a gradientově pásmo se nachází v rozmezí 20 až 200 °C/om (NASA technical memorandum 64.814 (1974) 12-45); dále J. Swer: *80-040 ASřE” Vortrag auf der Jahres2 tagung der DGLR, Brauneohweig 28-30, Mai 1980, 1). ϋ tšohto typů je nedostatkem komplikované vnášení zpraoovávanýoh materiálů do topné komory a z ní ven, z čehož vyplývá nebezpečí poruch při ohodu zařízení· Nevýhodou je také statloký způsob zahřívání pracovního prostoru topné komory, oož může vést k poruchám stejnoměrného rozvodu tepla a k nerovnoměrnému ohodu zařízení· Je také znám způsob tavení, temperování, tuhnutí a krystallsaoe pevných látek (C« Barta a kol·: PV 5961-82) a způsob řízeného elektrického vytápění žárovzdorného pracovního prostoru (C. Barta a kol·: PV 5962-82), ale ty jsou určeny zejména pro práce v beztížném prostoru·H. Rendall: J. Sol.Instr. 29 (1952) 248). Although the high working temperature that can be achieved therein is proven to work well for many solid and especially single crystal manufacturing and processing industries, there are some working areas where they are not fully satisfactory, such as where the correct ratio and gradient distribution needs to be maintained. temperature devices up to 1,900 ° C and a gradient range of 20 to 200 ° C / om have been solved (NASA technical memorandum 64.814 (1974) 12-45); and J. Swer: * 80-040 ASRE Vortrag auf der Jahres2 tagung der DGLR, Brauneohweig 28-30, Mai 1980, 1). typů of these types, there is a lack of complicated introduction of processed materials into and out of the heating chamber, resulting in a risk of equipment failure • A disadvantage is also the unsteady way of heating the heating chamber working space, which can lead to uneven heat distribution also known is the method of melting, tempering, solidifying and crystallizing solids (C. Barta et al.: PV 5961-82) and the method of controlled electrical heating of the refractory working space (C. Bart et al.: PV 5962-82), but these are designed especially for work in weightless space ·

Ukázalo se proto jako naléhavé a potřebné, aby bylo vyřešeno zařízení, které nebude mít výše uvedené nedostatky, zejména u kterého bude možno lépe ovlivňovat rozložení gradientu teplot, a kde při dané konstrukci budě možno regulovat přívod tepla ve směru podélné a/nebo příčné osy v každé jednotce pracovní plochy půdorysu odporové pece. Požadavek je splněn vynálezem zařízení k elektrickému vytápění žáruvzdorného pracovního prostoru pro tažení, temperování, tuhnutí a krystallzaol pevných látek 1 za ztížených podmínek gravltaoe, obsahující odporový topný prvek a pracovní komoru, která je popřípadě z vnější strany nejméně na jednom místě zesílena, přičemž každé zesílení je popřípadě opatřeno odporovým topným prvkem. Podstatou vynálezu je konstrukční provedení, kde na každé ze dvou protilehlýoh odvráoenýoh stran pracovní komory s výhodou ve tvaru trubloe s vnitřní dutinou obdélníkového průřezu je upevněna nejméně jedna topná deska s výhodou kruhová, která je opatřena odporovým topným prvkem jako je spirála nebo vinutí, popřípadě uloženým v drážce, s výhodou soustředné. Topné desky se od sebe popřípadě liší velikostí, členitostí a/nebo tvarem vyhřívaoí plochy, přičemž celková vyhřívaoí plocha topných desek na každé z obou protilehlýoh stran je o 5 až 5096 větší nežil celková plooha půdorysu pracovního pole. Vnltří dutina praoovní komory je popřípadě uvnitř opatřena prvkem pro posun zpracovávaného materiálu jako je válečková dráha·· Při tom ploohy topných desek opatřených odporovými topnými prvky mohou být k sobě přivráoené, nebo mohou být od sebe odvrácené· Vynález je založen na poznatku, že použitím topných desek s výhodou kruhových, opatřenýohIt has therefore proven to be urgent and necessary to solve a device which does not have the above-mentioned drawbacks, in particular where the temperature gradient distribution can be better influenced and where the heat input in the direction of the longitudinal and / or transverse axis can be controlled. to each working area of the resistance furnace floor plan. The requirement is met by the invention of an apparatus for the electrical heating of a refractory working space for drawing, tempering, solidifying and crystallizing solids 1 under severe gravity conditions, comprising a resistance heating element and a working chamber, optionally reinforced from at least one location. optionally, it is provided with a resistance heating element. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a construction wherein at least one heating plate, preferably circular, is provided on each of the two opposite sides of the working chamber, preferably in the form of a tubular tube having an internal cavity of rectangular cross section, provided with a resistance heating element such as spiral or winding. in the groove, preferably concentric. The heating plates optionally differ from each other by the size, articulation and / or shape of the heating surface, the total heating surface of the heating plates on each of the two opposite sides being 5 to 5096 larger than the total surface area of the working field. The inner cavity of the oven chamber is optionally provided with an element for displacing the material to be processed, such as a roller conveyor. In this case, the surfaces of the heating plates provided with resistive heating elements can be welded together or turned away from each other. preferably circular plates

- 3 232 596 soustřednými odporovými topnými prvky, se dosáhne příznivějšího prodlouženého gradientu teplot, nežli u řadových topných prvků.With 3,232,596 concentric resistive heating elements, a more prolonged temperature gradient is achieved than with inline heating elements.

V důsledku opatření bočnýoh stěn praoovní komory dvěma protilehlými, od sebe odvrácenými topnými deskami s výhodou souosými, u nlohž vyhřívácí plooha je o 5 až 50$ větší než přiléhající plocha stěny praoovní komory, se podstatně zvýší příkon tepla na jednotku vytápěné plochy a tím se významně zlepší rozložení gradientu teplot.As a result of providing the side walls of the Prayer Chamber with two oppositely opposed heating plates preferably coaxial, where the heating surface is 5 to 50 $ greater than the adjacent wall area of the Prayer Chamber, the heat input per unit of heated area is substantially increased. will improve the temperature gradient distribution.

Na připojeném výkrese je znázorněn příklad zařízení k elektrickému vytápění žáruvzdorného praoovního prostoru pro tažení, temperování, tuhnutí a krystalizaol pevných látek. Pracovní komora 1 ve tvaru horizontální žáruvzdorné trubice je na dvou místech opatřena zesílením £, ve kterém jsou vytvořeny žlábky s uloženou odporovou spirálou 2· Y prostoru mezi zesíleními 2 je k praoovní komoře X z obou stran připevněna kruhová topná deska £ se soustřednými žlábky 2, ^v nichž jsou uloženy odporové spirály 2· V praoovní komoře χ je vytvořena vnitřní dutina 2 pro posun zpracovávaného materiálu,The accompanying drawing shows an example of an apparatus for electric heating of a refractory space for drawing, tempering, solidifying and crystallizing a solid. The working chamber 1 in the form of a horizontal refractory tube is provided in two places with a reinforcement 6 in which grooves are formed with a resistive spiral 2 of the space between the reinforcement 2. ⁱⁿ which the resistive spirals 2 are housed;

- 4 Předmět vynálezuThe object of the invention

Claims

232 596

1 * Electro-electric heating apparatus for a refractory working space for drawing, tempering, solidifying and crystallizing solids even under severe gravity conditions, comprising a resistive heating element and a working chamber, which is optionally reinforced from at least one location on the outside, optionally provided with a resistive heating element, characterized in that at least one heating plate (4), and preferably a circular one, is provided on each of the two opposite facing sides of the working chamber (1), preferably in the form of a tube with an internal cavity of rectangular cross section. a resistive heating element (3) such as a spiral or a winding, optionally embedded in a groove and preferably a concentric heating plate (4), optionally differs from each other by the size of the articulation and / or the shape of the heating surface, and the steel heating surface of all heating plates on each both opposite sides is about 5 to 50% larger than the total area of the plan view of the Praoice Field, wherein the inner cavity (6) of the Praoise Chamber (1) is optionally provided internally with an element for moving the processed material such as a roller conveyor.

Device according to claim 1, characterized in that the surfaces of the heating plates (4) provided with the resistance heating element (3) are facing each other.

Device according to claim 1, characterized in that the surfaces of the plates (4) provided with a resistance heating element (3) are spaced apart from one another.