CS264075B1

CS264075B1 - Ceramic partition in industrial furnaces for molten metals

Info

Publication number: CS264075B1
Application number: CS878947A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Csc Maglia; Libor Sykora
Original assignee: Petr Ing Csc Maglia; Libor Sykora
Priority date: 1987-12-08
Filing date: 1987-12-08
Publication date: 1989-05-12
Also published as: CS894787A1

Abstract

Řešení ac týktí keramické přepážky „ pro oddělení komor v průmyslových pecích, zejména ve vanových odporových pecích a topením ve víku pece pro roztavené alltiny lehkých kovů. Účelem přepážky je ai- * fonové oddělení komor pece při maximálním poměru užitečného k celkovému obsahu rozí . taveného kovu v peci za podmínky, že v nevytápěné komoře pece nedochází k nežádoucímu pokleau teploty roztaveného kovu. Uvedeného^účelu ee dosáhne přepážkou, která je tvořena snmonosnou tvárnicí z vhodného tepelně vodivého materiálu, například. karbidu křemíku. Přenos tepla stěnou přepážky dovoluje zvětšit její hloubku v peci a zajistit úplné sifonové oddělení komor pří poměru užitečného k celkovému obsahu kovu v peci vyšším než 9<) 1». Při použití tvárnice podle řešoní je možno do spodní části přepážky instalovat pěnový keramický filtr pro filtraci tekutých kovů. Přepážka obsahuje válcovou dutinu a výbor pro umístění olokt 'Lckých snímačů s cílem zajištění reju.Le.ce pece a roztaveného kovu, omezení tepelných ztrát a uplatnění pece v automatizovaných tecluiologických pracovištích.The solution ac concerns a ceramic partition "for separating chambers in industrial furnaces, especially in bath resistance furnaces and heating in the furnace lid for molten alloys of light metals. The purpose of the partition is to ai- * phonic separation of the furnace chambers at the maximum ratio of useful to the total content of molten metal in the furnace, provided that in the unheated furnace chamber there is no undesirable drop in the temperature of the molten metal. The stated purpose is achieved by a partition, which is formed by a bearing block made of a suitable heat-conducting material, for example. silicon carbide. Heat transfer through the partition wall allows its depth in the furnace to be increased and complete siphon separation of the chambers at a ratio of useful to the total content of metal in the furnace higher than 9<) 1». When using the block according to the solution, it is possible to install a foam ceramic filter for filtering liquid metals in the lower part of the partition. The partition contains a cylindrical cavity and a committee for the placement of temperature sensors with the aim of ensuring the reju.Le.ce of the furnace and the molten metal, limiting heat losses and applying the furnace in automated technological workplaces.

Description

Vynález se týká keramické přepážky pro oddělení komor v průmyslových pecích pro roztavené kovy, zejména ve vanových odporových pecích s topením ve víku pece pro roztavené slitiny lehkých kovů.The invention relates to a ceramic partition for separating chambers in industrial furnaces for molten metals, in particular in resistance furnaces with heating in a furnace lid for molten light metal alloys.

Dosud známá provedení přepážek pro oddělení komor v pecích jsou součástí vyzdívky, jsou tvořeny z izolačních vyzdívkových materiálů, případně zpevněných kovovou konstrukcí. Při tomto provedení je teplo do nevytápěných komor pece přenášeno pouze roztaveným kovem v prostoru pod přepážkou, kde jsou komory pece roztaveným kovem propojeny. Aby nedocházelo k nežádoucímu poklesu teploty roztaveného kovu v nevytápěné komoře, je hloubka přepážky omezěna, a tím je omezen užitečný objem pece, daný rozdílem mezi výškou hladiny roztaveného kovu plné pece a výsekou hladiny roztaveného kovu, dosahujícího ku spodní hraně přepážky. Při dalším odběru tekutého kovu z‘pece'ztrácí přepážka svoji funkci, vytvoří se společná hladina tekutého kovu v obou komorách pece, do původní oddělené komory pronikají nečistoty, nesené společnou hladinou tekutého kovu a dochází k úniku tepla z vytápěné komory.Previously known embodiments of separating chambers in furnaces are part of the lining, they are made of insulating lining materials, possibly reinforced by a metal structure. In this embodiment, heat is transferred to the unheated furnace chambers only by the molten metal in the space below the partition where the furnace chambers are connected by the molten metal. In order to avoid an undesirable drop in the temperature of the molten metal in the unheated chamber, the depth of the baffle is limited, thereby limiting the useful volume of the furnace given by the difference between the molten metal level of the full furnace and the molten metal level reaching the bottom edge. Upon further removal of the liquid metal, the septum loses its function, creating a common level of liquid metal in the two furnace chambers, impurities carried by the common level of liquid metal penetrate into the original separate chamber, and heat escapes from the heated chamber.

V případě zpevnění přepážky kovovou konstrukcí je tato konstrukce dlouhodobě vystavena vyšším teplotám ve srovnání s ostatními konstrukčními prvky rámu komor pece, což vede k tvarovým deformacím, k netěsnostem vytápěného prostoru a k tepelným ztrátám.If the partition is reinforced with a metal structure, the structure is exposed to higher temperatures over the long term compared to other structural elements of the furnace chamber frame, resulting in shape deformations, leaks in the heated space and heat losses.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny použitím keramické přepážky podle vynálezu, která je tvořena samonosnou tvárnicí z vhodného tepelně vodivého materiálu, odolného vůči teplot2The above-mentioned drawbacks are overcome by the use of a ceramic partition according to the invention, which consists of a self-supporting block made of a suitable heat-conducting, temperature-resistant material2.

264 075 ním změnám a působení roztaveného kovu. Vyzdívka vany pece může být tvarově rozčleněna do jednotlivých komor tak, že přepážky podle vynálezu se do vyzdívky snadno zasunou a utěsní vhodným tmelem.264 075 changes and effects of molten metal. The lining of the furnace tub may be shaped into individual chambers so that the baffles according to the invention are easily inserted into the lining and sealed with a suitable sealant.

Provedením přepážky z tepelně vodivého materiálu se dosáhne přenosu tepla- stěnou přepážky do nevytápěné komory pece, proto je možno zvětšit hloubku přepážky a tím zvýšit poměr užitečného ku celkovému obsahu tekutého kovu v peci při stejné zastavěné pracovní ploše a prostoru. Provedení přepážky z tepelně vodivého materiálu dále umožňuje instalovat do prostoru mezi spodní hranu přepážky a dno vany pece keramický filtr pro filtraci roztaveného kovu mezi komorami pece; snížení přestupu tepla v důsledku přítomnosti keramického filtru jé kompenzováno přenosem tepla stěnou přepážky. Tvarová pevnost tenké samonosné přepážky je zajištěna tím, že tato keramická tvárnice je v horní, neponořené části rozšířená s výběrem. Horní plochu a výplň výběru tvoří izolace s využitím minerálních vláken. Tím přepážka svojí horní rozšířenou plochou spolu s přilehlou plochou vyzdívky vany” pece tvoří izolovanou, rozměrově stálou rovinu, která může být využita jako těsnicí plocha topného víka pece. Tvarová pevnost tenké samonosné přepážky je dále zajištěna alespoň jedním svislým žebrem, kterým prochází válcová-dutina až ke spodní hraně pře pážky, kde jeuzavřená.By providing a baffle made of a thermally conductive material, heat transfer through the baffle wall to the unheated furnace chamber is achieved, therefore it is possible to increase the baffle depth and thereby increase the ratio of useful to total liquid metal content in the furnace with the same work area and space. The design of the partition made of thermally conductive material further allows to install in the space between the lower edge of the partition and the bottom of the furnace tub a ceramic filter for filtering the molten metal between the furnace chambers; the reduction of heat transfer due to the presence of the ceramic filter is compensated by heat transfer through the partition wall. The shape strength of the thin self-supporting partition is ensured by the fact that this ceramic block is expanded with a selection in the upper, immersed part. The top surface and the selection filler are mineral fiber insulation. As a result, the bulkhead, with its upper extended surface, together with the adjacent furnace lining surface of the furnace, forms an insulated, dimensionally stable plane that can be used as a sealing surface of the furnace heating lid. The shape strength of the thin self-supporting baffle is further ensured by at least one vertical rib through which the cylindrical cavity extends to the lower edge of the baffle where it is closed.

Svislá válcová dutina v přepážce svým horním otevřeným koncem ústí do rozšířeného výběru tvárnice. Dutina může být využita k umístění snímačů teploty roztaveného kovu, výšky hladiny a podobných, pro jejichž funkci je zapotřebí zajistit ochranu před roztaveným kovem spolu s tepelnou vodivostí této ochrany v celém rozsahu užitečného obsahu pece. Vyvedení snímačů je provedeno izolací, která tvoří výplň rozšíření horní části přepážky, a tím je chráněno před případným tepelným či mechanickým namáháním.The vertical cylindrical cavity in the septum, with its upper open end, results in an expanded block selection. The cavity can be used to accommodate molten metal temperature, level, and the like sensors whose function requires protection from the molten metal along with the thermal conductivity of this protection throughout the useful furnace contents. The sensors are led out by insulation, which forms the filling of the extension of the upper part of the partition and is thus protected against possible thermal or mechanical stress.

264 075264 075

Na výkresu na obr. 1 jo naznačen v půdorysu příklad použití keramické přepážky podle tohoto řešení pro oddělení komor u vanové pece pro udržování roztavených slitin lehkých kovů a na obr. 2 je keramická přepážka zobrazena v naznačeném řezu, včetně umístění vě vyzdívce vany pece a alternativního umístění pěnového keramického filtru pro filtraci roztavených kovů.In the drawing of Fig. 1, a plan view of the use of a ceramic baffle according to this solution for separating the chambers of a bath furnace for maintaining molten light metal alloys is shown in plan view, and Fig. 2 shows the ceramic baffle in cross-section. placing a ceramic foam filter to filter the molten metals.

Vana 1_ pece pro udržování roztavených slitin lehkých kovů má vyzdívku 2, přizpůsobenou pro vložení přepážek 2, které zajištují sifonové oddělení komor 2, ^a 2·The furnace tank 7 for holding molten light metal alloys has a lining 2 adapted to receive the baffles 2 which provide siphon separation of the chambers 2, ^and 2.

Přepážky jsou vyrobeny jako samonosné tvárnice z karbidu křemíku s keramickou vazbou. Přepážka 3 je v běžném provedení· s jedním svislým žebrem, kterým' prochází válcová dutina 2 pro umístění elektrických snímačů, například snímače výšky hladiny roztaveného kovu v peci. Provozní výška hladiny roztaveného kovu je minimálně na úrovni 9_ ^a maximálně na úrovni 10. Tvárnice přepážky 2 je v horní části rozšířená s výběrem. Výběr ,11 slouží k uložení izolační vrstvy, která spolu s přilehlými stranami vyzdívky 2 tvoří rovinu pro utěsnění topného víka nad komorou £. Pro vývody snímačů je v povrchové ploše tvárnice přepážky 2 provedena drážka 22· Výhodou je možnost použití pěnového keramického filtru 13 pro filtraci roztavených kovů, pro jehož umístění je přepážka 2 ^{ve sv}^ spodní části přizpůsobena tvarovou drážkou 2·The partitions are made as self-supporting blocks made of silicon carbide with ceramic bond. The baffle 3 is in a conventional embodiment with one vertical rib through which a cylindrical cavity 2 passes for accommodating electrical sensors, for example a level sensor of molten metal in the furnace. The operating level of the molten metal level is at least at level 9 ^{and at} most at level 10. The partition block 2 is expanded at the top with a selection. The selection 11 serves to receive an insulating layer which, together with the adjacent sides of the lining 2, forms a plane for sealing the heating lid above the chamber 6. For the sensor terminals, a groove 22 is provided in the surface of the partition 2 block. An advantage is the possibility of using a ceramic foam filter 13 for the filtration of molten metals, for which the partition 2 is adapted ^{in its} lower part by a shaped slot 2.

Claims

Ceramic partition for separating chambers in industrial furnaces for molten metals, characterized in that it is designed as a self-supporting block (3) recessed into the lining of the furnace tub (2), with a vertical cylindrical cavity (8) for placing electrical sensors in the upper part extended with a recess (11) for receiving an insulating layer and a groove (12) formed of a thermally conductive ceramic material.

Ceramic partition according to claim 1 _, characterized in that the self-supporting block (3) has a shaped groove (4) in its lower part for accommodating the foam ceramic filter (13).