Wynalazek dotyczy sposobu osadzenia elek¬ trycznych elementów oporowych w piecach elek¬ trycznych, pracujacych w temperaturze 1000°C, najkorzystniej jednak w temperaturze, wyno¬ szacej co najmniej 1400°C.W znanych urzadzeniach grzejnych stosowano w takich temperaturach elementy oporowe, spo¬ rzadzane sposobem metalurgii proszków glów¬ nie z krzemków, a zwlaszcza z krzemku molib¬ denu, zawierajacych ewentualne pozostalosci tlenków, weglików, jak weglik krzemu, borków, przy czym jako atomy metalu, poza molibde¬ nem, mogly byc stosowane pierwiastki Ti, Zr, V, Nb, Tai Cr. Przy silnym ogrzewaniu na sku¬ tek dzialania tlenu z powietrza powstaje na ta¬ kich elementach oporowych zewnetrzna warstwa dwutlenku krzemu. W wysokiej temperaturze *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa Per Borgnult i John Helge Haglund. jest ona nieco kleista i plastyczna i spieka sie na gazoszczelna powloke, chroniaca wnetrze elementu przed dalszym utlenianiem.Elementy oporowe, sporzadzane z tego rodza¬ ju materialów, posiadaja ograniczona wytrzy¬ malosc mechaniczna i dlatego dotychczas mu¬ sialy byc wspierane w kilku miejscach lub na¬ dawano im rozmiary czesto zbyt male w sto¬ sunku do normalnie stosowanych wielkosci pie¬ ców. Jesli natomiast elementy tego typu opie¬ rano bezposrednio na ognioodpornej wykladzi¬ nie pieca, co przy tego rodzaju elementach opo¬ rowych bywa stosowane, wówczas przywieraly one do wykladziny, a przy zmianach tempe¬ ratury pekaly. Przywieranie to moze byc powo¬ dowane zarówno przez powloke dwutlenku krze¬ mu, jak i wskutek tego, ze przy zetknieciu sie materialu, z którego zbudowany jest ele¬ ment oporowy, z podlozem nastepuje reakcja chemiczna, w wyniku której powstaja produk¬ ty o temperaturze mieknienia nizszej, niz tern-penatura robocza elementu. Zaznaczyc nalezy, ze ^r^toieranieuiie pgpstaje w zadnym zwiaz¬ ku ze st^pie^pi ^Dgnjoodpornosci wykladziny * ffta unikniecia tych niedogodnosci zawieszano elementy swobodnie, aby nie mogly stykac sie z wykladzina pieca w obrebie rozgrzewania sie elementu. Wówczas jednak elementy musialy posiadac duza wytrzymalosc mechaniczna i roz¬ miary niewlasciwe pod wzgledem elektrycz¬ nym.Wynalazek usuwa te niedogodnosci i zasadni¬ cza jego cecha polega na tym, ze element, któ¬ ry glównie sklada sie z krzemków, zwlaszcza z krzemku molibdenu z ewentualnymi pozosta¬ losciami tlenków, weglików i borków, spoczy¬ wa swobodnie na podlozu z luznych ziarn sty¬ kajacych sie z nim tylko czesciowo. Ziarna te skladaja sie z materialu ognioodpornego, che¬ micznie nieaktywnego w stosunku do materia¬ lu, z którego jest element oporowy wykonany, równiez w temperaturze roboczej i elektrycznie izolujacego. W ten sposób elementy otrzymuja dobre oparcie, a podloze zapobiega ich przy¬ wieraniu do wykladziny pieca. Ziarna podloza musza byc w takim stopniu ognioodporne, aby mogly swobodnie przesuwac sie w temperaturze co najmniej 1000°C, a w kazdym razie w tem¬ peraturze roboczej pieca; najkorzystniej gdy ziarna moga przesuwac sie swobodnie nawet w temperaturze do 1400°C. Wskutek chemicznej odpornosci materialu podloza wobec materialu, z którego zbudowany jest element, nie jest on narazony na zniszczenie w miejscach, w któ¬ rych styka sie on z podlozem. Elektryczny opór materialu podloza jest wystarczajaco wysoki, by ewentualne prady bladzace nie powodowaly uszkadzania elementów w miejscach ich sty¬ kania sie z podlozem.W czasie pracy czesc ziarn znajdujaca sie w czesci podloza najblizej elementu oporowego, przywiera do powloki dwutlenku krzemu. Po¬ niewaz element przy zmiennych temperaturach zjrciienia swa dlugosc, ziarna które do niego przywarly, przesuwaja sie wraz z elementem, po ruchomych ziarnach, które do elementu nie przywarly wzdluz podloza. W ten sposób ele¬ ment jest chroniony podczas tych ruchów od szkodliwego dzialania mechanicznego.Zgodnie z wynalazkiem stosuje sie podloze z jednego lub kilku takich materialów jak kwas krzemowy, weglik krzemu lub krzemian glinu.Szczególnie dobre wyniki osiaga sie przy zasto¬ sowaniu podloza sporzadzonego z mullitu lub sylimanitu. Wynalazek nie ogranicza sie jed¬ nak tylko do podloza o wymienionym skladzie, lecz moze byc uzyty równiez kazdy material ognioodporny o duzym oporze elektrycznym.Podloze jednak musi sie skladac z takich ma¬ terialów, które w mozliwie najwyzszych tempe¬ raturach roboczych pozostaja chemicznie obojet¬ ne w stosunku do materialu oporowego, by nie powstawaly jakiekolwiek produkty reakcji che¬ micznej.Do wytwarzania podloza elementów oporo¬ wych moga byc stosowane wedlug wynalazku krzemki, krzemiany, wegliki, borki i tlenki, od¬ dzielnie lub ich mieszaniny. Wiekszosc ziarn podloza powinna byc okragla, a przynajmniej miec zaokraglone krawedzie, aby mogly sie one wzgledem siebie swobodnie przesuwac. Ziarna powinny skladac sie z materialu przesianego z odpowiednich mieszanin ziarn, na przyklad z róznych przesiewów wedlug skali sitowej Ty- lers Standard, wskutek czego ziarna w kazdym podlozu skladaja sie z identycznych mieszanin ziarn, na przyklad posiadaja wielkosci lezace miedzy dwiema graniczacymi wartosciami oczek, a przynajmniej o podobnych wartosciach oczek, na przyklad jak mieszanina ziarn wielkosci 2,3— 3,3 mm i mieszanina ziarn wielkosci 3,3—4,7 mm.Wielkosc oczek nalezy dobierac w taki sposób, aby mogly one stanowic dostateczne oparcie dla elementu. Stwierdzono, ze grubosc podloza mu¬ si byc co najmniej dwa razy wieksza niz prze¬ cietna wielkosc ziarn. Ogólnie biorac wielkosc ziarn, z których sklada sie podloze, winna wy¬ nosic od 0,1 do 10 mm. Stwierdzono, ze ele¬ menty oporowe, które sa wsparte w sposób we¬ dlug wynalazku, moga byc uzywane równiez w piecach z wykladzina, która w bezposrednim zetknieciu oddzialywalaby niszczaco na ele¬ ment. Zgodnie z wynalazkiem jest przeto mozli¬ we uzywanie standartowego materialu wykla¬ dziny, dobranego wylacznie ze wzgledu na je¬ go ognioodpomosc, bez wzgledu na ewentual¬ na mozliwosc powstawania reakcji chemicznych miedzy materialem wykladziny, a materialem elementu oporowego w wysokich temperaturach.Na rysunku przedstawiono postac wykonania ustawienia elementu oporowego w piecu. Fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny dolnej czesci pieca, fig. 2 — widok tej czesci z góry, fig. 3 i 4 przedstawiaja element umieszczony na podsta¬ wach, znajdujacych sie w czesciach zwróconych do wnetrza pieca, fig. 5 przedstawia widok z boku, a fig. 6 — widok z góry rurki wspie¬ rajacej, przeznaczonej do montazu poziomego, - ?fig. 7 i 8 zas przedstawiaja przekroje poprzecz¬ ne wzdluz linii VII — VII i VIII — VIII we¬ dlug fig. 5, fig. 9 przedstawia widok z góry dolnej polowy wykladziny pieca rurowego, wreszcie fig. 10 — przekrój poprzeczny wzdluz linii X — X przez wykladzine wedlug fig. 9.W urzadzeniu, przedstawionym na fig. 1 i 2, dno 1 i sciany boczne 2 — 5 sa wykonane z ma¬ terialu ognioodpornego. Na dnie umieszczone jest podloze 6 z ziarn krzemianu glinu o skla¬ dzie okolo 65°/o AkOs i 35% SiOz. Element oporowy 7, skladajacy sie w 95°/o z krzemku molibdenu (MoSte) oraz z pozostalosci tlenków i krzemianów, jest zanurzany do polowy swej grubosci w podlozu. Konce elementu sa wpusz¬ czone w otwory w scianie 2 za pomoca pogru¬ bionych koncówek laczacych 8a, 8b. Wlasciwa wysoko wydajna strefe ogrzewania stanowi ciensza czesc elementu 7, podczas gdy czesci la¬ czace 8a, 8b osiagaja temperature znacznie niz¬ sza ze wzgledu na ich wiekszy przekrój. Za¬ miast w tlenku glinu i kwasu krzemowego w postaci krzemianu glinu podloze moze byc rów¬ niez wykonane z weglika krzemu w ziarnach wielkosci 2—5 mm. Wskazane jest uzywanie tzw. jasnozielonego weglika krzemu, gdyz jest to najczystsza postac z uzyskiwanych technicz¬ nie.Mozna równiez zastosowac inny maiterial na podloze, a mianowicie wytworzone z proszku na drodze metalurgicznej kuilki o srednicy 4 mm, skladajace sie z dokladoie zmielonych 15°/o (wagowo) MoSia i 85% (wagowo) weglika krzemowego.W innym przykladzie wykonania element oporowy 7 jest sporzadzony z 90% (wagowo) MoSi* i 5% (wagowo) borku chromowego (CrB) oraz srodka wiazacego, podloze 6 zas sklada sie z czystego kwarcu w postaci przesianych ziarn wielkosci 3—4 mm.Gdy podloze 6 sklada sie z czystego tlenku gliniu (AhOs) zamiast ze wspomnianego wyzej krzemianu glinu tworzy on w polaczeniu z krze¬ mem elementu — krzemiany, co powoduje zu¬ bozenie elementu w ten material, a w nastepst¬ wie jego zniszczenie. Taki wybór materialu sta¬ nowi zaprzeczenie ustalonej zasady, ze mate¬ rial podloza winien byc wobec materialu che¬ micznie obojetny.Na fig. 3 i 4 przedstawiono odmiane ulozenia elementów oporowych pieca, w którym ze¬ wnetrzna czesc sciany ogniotrwalej 20 jest wy¬ konana z cegiel nosnych 11. Na skierowanej ku piecowi stronie posiada ona podstawy 12, 13, na których umieszczone sa podloza 14, 15, w któ¬ rych spoczywaja czesci 7ar 7b elementu opo¬ rowego, polaczone ze soba zawieszona czescia 7c. Na fig. 3 przedstawione sa grubsze czesci przylaczowe 8c i 8d elementów oporowych.Na fig. 5—8 wyjasniono sposób ulozenia ele¬ mentów oporowych, przeznaczonych do mon¬ tazu poziomego. Element oporowy 21, zgiety w ksztalcie litery U, spoczywa na umieszczonym w rurze 20 podlozu 31r skladajacym sie z po¬ kruszonego, ognioodpornego i nawet w roboczej temperaturze chemicznie nieaktywnego i elek¬ trycznie izolacyjnego materialu. Opór elektrycz¬ ny podloza 31 jest tak duzy, ze nie moga pow¬ stawac prady uplywowe. Material z którego sklada sie podloze posiada, jak to wzmianko¬ wano wyzej, taka ognioodpornosc, ze pojedyncze ziarna pozostaja sypkie nawet w temperaturach mozliwie najwyzszych, wskutek czego element oporowy podczas ogrzewania sie, jak i stygnie¬ cia moze sie swobodnie przesuwac.Scianka ceramicznej rury wspornikowej, w której znajduje sie element oporowy, jest czes¬ ciowo wycieta miedzy koncami rury, mniej wie¬ cej posrodku strefy zarzenia sie elementu, wskutek czego cieplo promieniowania elementu moze byc wykorzystane bezposrednio.Narzady 25, doprowadzajace prad do ele¬ mentu oporowego 21, przechodza przez otwory w sworzniu 26 z ceramicznego materialu, za¬ mykajacego odpowiedni koniec rury 20, jedno¬ czesnie je wypelniajac. Sworzen ceramiczny, zaopatrzony w otwory dla doprowadzen, sklada sie z dwóch lub wiecej czesci umieszczonych jedna za druga.Na fig. 9 i 10 przedstawiionó dolna czesc 40 wykladziny ceramicznej i jej górna czesc 41.Liczba 42 oznaczono rure ceramiczna, wpuszczo¬ na w* wykladzine pieca i ograniczajaca jego przestrzen. W dolnej czesci 40 wykladziny znaj¬ duje sie pewna liczba, w danym przypadku szesc bruzd 44, przebiegajacych równolegle do osi pieca. Na dnie kazdej bruzdy znajduje sie podloze 45, skladajace sie z rozdrobnionego ma¬ terialu ognioodpornego, chemicznie nieaktyw¬ nego nawet w temperaturze roboczej wcibec ma¬ terialu elementu oporowego i elektrycznie izo¬ lujacego. Na podlozu 45 spoczywaja proste czes¬ ci 46 elementu oporowego o ksztalcie falistym, wygietego jako calosc wedlug powierzchni cy¬ lindrycznej. Obie górne bruzdy lub przegrody 44 sa utworzone na powierzchni graniczacej miedzy dolna i górna czescia 40 i 41 wykladzi¬ ny. Doprowadzenia pradowe 47 elementu opo- Ii rowego, posiadajace wiekszy przekrój niz wlas¬ ciwy przewód oporowy 46, sa wprowadzone przez otwory w scianie tylnej 48 pieca. W przed¬ niej scianie 49 pieca znajduje sie otwór wsado¬ wy 50 pieca. Otwór ten zakrywa sie w zwykly sposób klapa nieuwidoozniona na rysunku.Element oporowy w ksztalcie petli jest wklada¬ ny w bruzdy 44 przed umieszczeniem rury 42 na wlasciwym miejscu. Element oporowy, po usunieciu z pieca rury ceramicznej 42, moze byc latwo wyjmowany do naprawy lub wymiany. PL