Przedmiotem wynalazku jest elektryczny piac oporowy zwlaszcza do wytwarzania weglika krzemu.Techniczne wytwarzanie weglika krzemu odbywa sie w elektrycznych piecach oporowych w nieciaglym procesie opracowanym przez Achesona. Technologia wsadowa i stosowanie pieca oporowego wynikaja z wlas¬ nosci i zastosowania weglika krzemu, który nie topi sie przy normalnym cisnieniu, a sublimuje i dysocjuje w tem¬ peraturze powyzej 2500° C.Piece oporowe tego rodzaju, które w podobny sposób mozna stosowac równiez do wytwarzania na przyklad syntetycznego grafitu, sa na ogól wykonane w postaci kadzi o przekroju prostokatnym. Sa otwarte ugory imaja dlugosc do 20 m. Dno i stale sciany czolowe sa wymurowane z ksztaltek ogniotrwalych, zas sciany boczne daja sie odejmowac. Prad elektryczny doprowadza sie przez elektrody wbudowane w scianach czolowych, stanowiace pakiet prostokatnych pretów weglowych siegajacych od sciany czolowej do wnetrza pieca. Pomiedzy pretami weglowymi umieszczone sa blaszki miedziane, polaczone ze wspólna plyta z miedzi, sluzaca jako przylacze pradowe. Wsad piecowy sklada sie z mieszaniny ziarnistego koksu i piasku kwarcowego oraz dodatków takich jak trociny i sól kuchenna. W tych skladnikach pomiedzy obiema scianami czolowymi pieca uklada sie poziomo rdzen oporowy z koksu rozdrobnionego na ziarna, zawierajacy dodatkowo wklad z silnie grafitowanego koksu.Dla zapewnienia zadawalajacej przewodnosci na drodze pradu elektrycznego pomiedzy rdzeniem oporo¬ wym i elektrodami, stosuje sie proszek koksowy lub grafitowy. Skutkiem przeplywu pradu wokól koksowego rdzenia tworzy sie w temperaturze 1500—2500°C warstwa weglika krzemu okreslana jako walec weglika krzemu.W piecach tego typu istnieje niebezpieczenstwo przerwania obwodu pradowego, poniewaz podczas reakcji zmniej¬ sza sie objetosc mieszaniny, skutkiem czego we wnetrzu pieca powstaja luki elektryczne powodujace lokalne przegrzania, co ma niekorzystny wplyw na prace pieca.Prócz tego ze wzgledów ekonomicznych korzystne jest stosowanie pieców o duzych wymiarach, co laczy sie jednak z ich wysokim obciazeniem pradowym i stawia niezwykle wysokie wymagania materialom, szczególnie scian czolowych i wpuszczonych w nie elektrod, z uwagi na tworzace sie zazwyczaj po wewnetrznej stronie glowic pieca ubytki walca weglika krzemu, wywolane zmniejszaniem sie objetosci wsadu. Takie glowice pieca2 91884 zuzywaja sie niezwykle predko skutkiem obciazen termicznych i mechanicznych tak, ze w praktyce poprawia sie je po kazdym cyklu roboczym pieca. Takie zjawiska przyspieszonego zuzycia moga powodowac nawet przerwa¬ nie procesu.Celem wynalazku jest opracowanie elektrycznego pieca oporowego o nowym uksztaltowaniu elektrod, co umozliwia uproszczenie pieca i/lub zastosowanie elektrod wykonanych z materialu o wiekszej przewodnosci elektrycznej.Wedlug wynalazku elektryczny piec oporowy zwlaszcza do wytwarzania weglika krzemu z kwasu krzemo¬ wego i weglika w procesie nieciaglym z doprowadzeniem pradu elektrycznego, za pomoca elektrod do weglowe¬ go rdzenia oporowego, ulozonego poziomo we wsadzie skladajacym sie z mieszaniny ziarnistego koksu, piasku kwarcowego i dodatków, charakteryzuje sie tym, ze elektrody stanowia elektrody denne, polaczone z rdzeniem oporowym za pomoca materialu przewodzacego prad elektryczny, przy czym polaczenie to nie jest czescia skladowa rdzenia oporowego i ma przewodnosc elektryczna wieksza niz rdzen.W piecu wedlug wynalazku elektrody denne z powierzchniami stykowymi sa umieszczone calkowicie lub czesciowo, ponizej na, lub nad dnem pieca. Dno pieca, przez które rozumie sie plaszczyzne przylegania wsadu, korzystnie znajduje sie wjednej plaszczyznie z poziomem terenu.Elektrody korzystnie uklada sie tak, aby ich powierzchnie stykowe znajdowaly sie w jednej plaszczyznie z poziomem terenu lub okolo 10 cm ponizej, skutkiem czego wyklucza sie uszkodzenia mechaniczne przy obu¬ dowie pieca. Doplyw pradu zapewnia sie polaczeniami prowadzonymi przez przylacze ponizej poziomu gruntu.Polaczenie pomiedzy elektrodami dennymi i rdzeniem oporowym wykonuje sie z materialu przewodzace¬ go prad elektryczny, korzystnie o wiekszej przewodnosci wlasciwej niz material rdzenia. Wyzsza przewodnosc elektryczna poiaczen mozna jednak równiez osiagnac stosujac wiekszy przekrój polaczen niz przekrój rdzenia.Istotne przy tym jest jedynie to, aby cieplo wytwarzane przeplywem pradu przez polaczenia nie wystarczalo praktycznie do powstawania weglika krzemu, aby tworzyl sie on wylacznie wokól rdzenia. Polaczenie takie wykonane jest w postaci nasypu koksowego i/lub grafitowego umieszczonego bezposrednio na elektrodach, ko¬ rzystnie z ubitego koksu i/lub grafitu lub z materialu zwartego, niekoniecznie naniesionego bezposrednio na elektrody. Material zwarty, spelniajacy wymagania odnosnie przewodnosci elektrycznej, moga stanowic tworzy¬ wa ceramiczne z wkladkami grafitowymi, metale lub stopy metali, których temperatury topnienia sa wieksze niz temperatura reakcji, lub wytloczki z wegla i/lub grafitu umocnione srodkiem wiazacym takim jak pak i ewentu¬ alnie spieczone.Odstep pomiedzy rdzeniem oporowym i elektrodami dennymi, a tym samym i dlugosc polaczenia pomie¬ dzy nimi wybiera sie tak, aby walec weglika krzemu rosnacy w czasie procesu, nie mógl skutkiem zmniejszenia objetosci wsadu zetknac sie z dnem pieca i/lub powierzchniami stykowymi elektrod i przyrosnac do nich. Wiel¬ kosc walca zalezy przy tym od wielkosci pieca i ilosci dostarczonej energii elektrycznej.Wsad niezbedny do przeprowadzenia reakcji nasypuje sie w postaci naturalnego stozka nasypowego na elektrody denne i rdzen oporowy, a urzadzenie moze pracowac jako stos piecowy, bez scian, to jest bez bocznych i czolowych ograniczen elementami sciennymi. Caly piec mozna jednak równiez otoczyc scianami, które obej¬ muja wsad, przy czym równie dobrze, dla ograniczen bocznych jak i odciec czolowych, mozna stasowac proste sciany przenosne. Stosowanie otwartego nasypu nie jest wskazane przede wszystkim w zamknietych halach, ze wzgledu na zwiekszone zapotrzebowanie przestrzeni, tak iz piece tego rodzaju najlepiej pracuja na wolnym powietrzujako stacjonarne urzadzenia.Jako elektrody denne stosuje sie elektrody grafitowe i/lub weglowe z przylaczami pradowymi i doprowa¬ dzeniami wody chlodzacej, stosowane dotychczas w piecach z tak zwanymi elektrodami czolowymi.Korzystnie jako elektrody denne stosuje sie prasowane elektrody z koksu i/lub grafltu,wyposazonc w przylacza pradu i ewentualnie doprowadzenia wody chlodzacej, które w srodku maja przewodniki metalowe, zwlaszcza z miedzi. Takie elektrody zawieraja prócz tego przewody chlodzace z metalu, korzystnie z miedzi, przy czym ewentualnie równiez doprowadzenia pradu i uklad chlodzacy zestawia sie z chlodzonych rur metalo¬ wych, korzystnie z ksztaltowych rur miedzianych.Jako mase do prasowania elektrod, stosuje sie korzystnie mieszanine wegla, grafitu i srodków wiazacych, które spieka sie przez ogrzanie w piecu zarowym do temperatury okolo 600°C, w celu wzmocnienia mechanicz¬ nego i zwiekszenia przewodnosci elektrycznej.Jako elektrody denne korzystne sa równiez elektrody metalowe, wyposazone w przylacza dla pradu i do¬ prowadzenia wody chlodzacej, zwlaszcza z miedzi, w które wpuszcza sie ewentualnie metalowe przewody chlo¬ dzace.Mozliwe jest stosowanie jako elektrod dennych elektrod prasowanych lub elektrod metalowych, poniewaz na skutek zwiekszenia odstepu miedzy elektrodami i wlasciwa strefa grzejna, temperatura elektrod jest wyraznie91884 3 nizsza, niz w znanych prccach z elektrodami czolowymi, przy czym zasadnicza role odgrywa tu polaczenie o wiekszej przewodnosci niz przewodnosc wlasciwego rdzenia. Elektrody denne korzystnie chlodzi sie woda.Elektryczny piec oporowy wedlug wynalazku ma w stosunku do znanych dotychczas wiele zalet. Niepo¬ trzebna staje sie budowa niezbednych dotychczas glowic z ognioodpornego materialu do elektrod czolowych.Elektrody w piecu wedlug wynalazku nie sa bezposrednio narazone na dzialanie wysokiej temperatury w strefie reakcji, co przedluza okres ich uzytkowania. Prócz tego, wykonanie ukladu chlodzenia wymaga mniejszych nakladów. Ciezar wsadu dociska polaczenia nasypowe do elektrod jak równiez rdzen oporowy do polaczen nasypowych zapewniajac doskonaly styk, który utrzymuje sie równiez przy opuszczaniu sie powstajacego walca z weglika krzemu skutkiem zmniejszania sie objetosci wsadu. Nie jest równiez mozliwe odrywanie rdzenia oporo¬ wego od elektrod, wystepujace w ukladzie czolowym w wyniku zlego styku i prowadzace do przegrzan uszka¬ dzajacych elektrody skutkiem wystepowania luku elektrycznego.Prócz tego, walec weglika krzemu ma niezaklócona swobode ruchu, gdy skutkiem procesu piecowego opada przez zmniejszanie sie objetosci wsadu. Jest to mozliwe, gdyz nie przyrasta on do glowic pieca. Opuszcza¬ nie sie walca i materialu wsadu nastepuje bardziej równomiernie, przez co unika sie tworzenia mostków i pus¬ tych przestrzeni tak, iz piece wedlug wynalazku pala sie bez tak zwanych dmuchów. Tworzenie sie walca weglika krzemu nie jest utrudnione w wyniku takich zjawisk. Piec jest dostepny latwo ze wszystkich stron tak, iz opróznianie wsadu mozna prowadzic za pomoca zwyklych pojazdów bez kosztownych urzadzen dzwigowych.Nie wystepuja mechaniczne uszkodzenia urzadzen piecowych, poniewaz w urzadzeniu wedlug wynalazku wszystkie doprowadzenia pradu i przylacza sa ukladane pod ziemia, przez co uzyskuje sie duza niezawodnosc jego dzialania. Osiagany w piecu wedlug wynalazku przeplyw pradujest optymalny z uwagi na jego prowadzenie po najkrótszej drodze, to jest z dolu rdzenia bezposrednio przez wsad.Przedmiot wynalazku objasniony jest w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig.l przedstawia elektryczny piec oporowy w widoku z góry, fig.2—piec w przekroju pionowym podluznym wzdluz linii A—A na fig. 1, fig.3—piec w przekroju pionowym poprzecznym wzdluz linii B—B na fig. 1, fig.4—uklad elektrody dennej z wegki lub grafitu, fig.5—elektrode denna z prasowanej masy, fig.6—uklad przewodów chlodzacych, a fig.7 przedstawia elektrode denna z miedzi.Elektrody denne 1 i 1' sa zaopatrzone w przylacza pradowe 2, 2' i elementy chlodzace 3, 3' rozmieszczone w odleglosci odpowiedniej do dlugosci urzadzenia. Elektrody te wraz z przylaczami sa umieszczone ponizej poziomu terenu 4 w komorach montazowych 5 i 5', ujetych obudowa betonowa. Komory te maja wejscia dla obslugi, przykryte odpowiednio pokrywami 6 i 6\ Polaczenia pomiedzy elektrodami dennymi 1 i V i umieszczo¬ nym poziomo rdzeniem oporowym 7 stanowia pionowe nasypy 8 i 8' o ksztalcie stozków scietych ze sprasowa¬ nego koksu i/lub grafitu. Nad nimjest usypany nasyp 9 stanowiacy wsad pieca w postaci nasypu stozkowo-pryz- mowego.Nasyp 8 o ksztalcie wycinka stozkowego jest usytuowany prostopadle do elektrody dennej 1 (fig.3), jak równiez i do komory montazowej 5, która znajduje sie ponizej poziomu 4 terenu.Czesci urzadzenia umieszczone ponizej poziomu terenu nie sa widoczne z góry, a na obrysie wedlug fig.la zaznaczonojedynie ich polozenie dla przekrojów wedlug fig.2 i 3.Elektroda denna weglowa lub grafitowa 1 uwidoczniona w przekroju na fig.4 jest umieszczona ponizej poziomu 4 terenu i polaczona z przylaczami pradowymi 2 i przewodami 3 dla doprowadzania wody do kieszeni chlodzacych 10. Pomiedzy elektroda 1 i betonowa obudowa komory montazowej 5 znajduje sie szczelina dylata¬ cyjna 11 uszczelniona filcem weglowym lub welna azbestowa. Elektroda 1 jest umocowana na dnie komory montazowej 5 za pomoca podpór 12. Na powierzchni elektrody 1 jest usypana warstwa 13, korzystnie z czystego grafitu, w celu poprawy styku z polaczeniem nasypowym 8.Elektroda denna 1 ze sprasowanej masy (fig.5 i 6) jest umieszczona ponizej poziomu 4 terenu w komorze montazowej 5, w której sa ulozone przewody pradowe 2 w postaci ksztaltowych szyn miedzianych oraz przewo¬ dy chlodzace 3.Elektroda denna 1 z ksztaltowej plyty miedzianej (fig.7) jest umieszczona ponizej poziomu 4 terenu w komorze montazowej 5 i zaopatrzona w doprowadzenia pradu 2 oraz przewody chlodzace 3. Na plycie mie¬ dzianej tworzacej elektrode 1 znajduje sie warstwa ochronna 14 z prasowanej masy.Wszystkie wymienione wykonania elektrod nie wymagaja niezbednie istnienia komór montazowych 5, które moga byc pominiete w przypadku zastosowania bocznych doprowadzen pradu i srodka chlodzacego. PL