RU2012842C1

RU2012842C1 - Electric furnace

Info

Publication number: RU2012842C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Снижко; В.С. Хижа; П.К. Кузьмин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Люминофор"
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: growing monocrystals. SUBSTANCE: electric furnace has a lined working chamber with a bottom, heaters positioned within the working space and container made of fireproof material and having a detachable cover provided with an opening with alternative cross-section. Gas discharging pipe passes through the arch of the furnace and gas supplying pipe is connected with the bottom of the container. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электропечам сопротивления и может быть использовано при термосинтезе люминофоров, полупроводниковых материалов, выращивании монокристаллов, термообработке керамичес- ких и металлокерамических изделий в регулируемых газовых средах. The invention relates to resistance electric furnaces and can be used in the thermosynthesis of phosphors, semiconductor materials, single crystal growth, heat treatment of ceramic and cermet products in controlled gas environments.

Известна скоростная высокотемпературная печь, содержащая рабочую камеру, футерованную волокнистыми материалами с электронагревателями [1] . Known high-speed high-temperature furnace containing a working chamber lined with fibrous materials with electric heaters [1].

Недостатком известной печи является то, что под воздействием агрессивных паров и газов, выделяющихся, например, при термообработке шихт люминофоров, наблюдается ухудшение эксплуатационных характеристик нагревателей и футеровки печи. В зависимости от концентрации агрессивных паров и газов в рабочей камере печи и температуры нагрева срок службы печей сокращается в 2-5 раз. A disadvantage of the known furnace is that under the influence of aggressive vapors and gases released, for example, during the heat treatment of the luminophore blends, there is a deterioration in the operational characteristics of the heaters and the lining of the furnace. Depending on the concentration of aggressive vapors and gases in the working chamber of the furnace and the heating temperature, the service life of the furnaces is reduced by 2-5 times.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к данному изобретению является электрическая печь, включающая установленный в футерованном корпусе дополнительный контейнер с газоотводящими патрубками [2] . The closest in technical essence and the achieved result to this invention is an electric furnace, including an additional container with gas outlet pipes installed in a lined housing [2].

Недостатком известной печи является то, что газ, проходящий через прокаливаемый продукт, загруженный в контейнер, обязательно должен проходить через греющие элементы и имеет контакт с футеровкой печи, что при использовании агрессивного газа, необходимого для создания оптимальных условий термообработки прокаливаемого материала, приводит к уменьшению срока службы греющих элементов и футеровки печи. A disadvantage of the known furnace is that the gas passing through the calcined product loaded into the container must necessarily pass through the heating elements and has contact with the lining of the furnace, which when using aggressive gas necessary to create optimal conditions for the heat treatment of the calcined material, reduces the time heating elements and furnace linings.

Целью изобретения является увеличение срока службы печи в результате защиты футеровки и электронагревателей от разрушающего влияния паров и газов, выделяющихся при термообработке прокаливаемых материалов. The aim of the invention is to increase the service life of the furnace as a result of the protection of the lining and electric heaters from the damaging effects of vapors and gases released during the heat treatment of the calcined materials.

Указанная цель достигается тем, что электрическая печь, содержащая футерованную рабочую камеру с подом, размещенные в ее рабочем объеме нагреватели и контейнер из огнеупорного материала со съемной крышкой с отверстием и газоотводящей трубкой, проходящей через свод печи, газоподводящую трубку, последняя под- соединена к днищу контейнера, а отверстие в его крышке выполнено переменного сечения. Выделяемые в процессе термообработки материалов агрессивные пары и газы по газоотводящей трубке из образованного таким образом дополнительного внутреннего объема удаляются из печи на газоочистную установку, не воздействуя на материалы электронагревателей и футеровки. This goal is achieved by the fact that an electric furnace containing a lined working chamber with a hearth, heaters placed in its working volume and a container of refractory material with a removable lid with a hole and a gas outlet pipe passing through the furnace arch, a gas supply pipe, the latter is connected to the bottom container, and the hole in its lid is made of variable cross-section. Aggressive vapors and gases released during the heat treatment of materials are removed from the additional internal volume formed in this way from the furnace to the gas treatment unit without affecting the materials of electric heaters and lining.

На чертеже представлен вертикальный разрез электрической печи. Электрическая печь содержит корпус с футеровкой 1, нагреватели - электронагревательные элементы 2, подвижный (может быть неподвижный) под 3 печи, рабочую камеру 4 печи, контейнер 5 из огнеупорного материала со съемной крышкой 6, газоподводящей трубкой 7 (при необходимости подачи газа в печь) и газоотводящей трубкой 8. Газоподводящая трубка 7 подсоединена к днищу контейнера, а отверстие в его крышке выполнено переменного сечения. The drawing shows a vertical section of an electric furnace. The electric furnace contains a housing with a lining 1, heaters - electric heating elements 2, movable (may be fixed) under 3 furnaces, a working chamber 4 of the furnace, a container 5 of refractory material with a removable cover 6, a gas supply pipe 7 (if necessary, gas supply to the furnace) and gas exhaust pipe 8. Gas supply pipe 7 is connected to the bottom of the container, and the hole in its lid is made of variable cross-section.

Предлагаемая электрическая печь, предназначенная для прокаливания шихт люминофоров и других материалов, в процессе которого выделяются агрессивные пары и газы (например, серы, сернистого ангидрида, сероуглерода, оксисероуглерода и др. ) работает следующим образом: на под 3 печи с контейнером 5 из огнеупорного материала (например, карбида кремния "черного") устанавливают сосуды с прокаливаемым материалом (например, шихтой люминофора), контейнер 5 накрывают съемной крышкой 6 (из аналогичного материала) с отверстием переменного сечения по центру, затем подвижный под печи вводят в рабочую камеру 4 печи до соприкосновения с вмонтированной в своде печи газоотводящей трубкой 8 и фиксируют под 3 в рабочем положении (в случае стационарного неподвижного пода уплотнение крышки 6 контейнера 5 с газоотводящей трубкой 8 осущест- вляется перемещением последней до упора с крышкой 6). Перед включением в работу электронагревательных элементов 2, при необходимости, через газоподводящую трубку 7 подают газовую смесь (например, азота с водородом). Затем включают в работу электронагревательные элементы 2 и проводят прокаливание материала. Выделяющиеся при этом агрессивные пары и газы (например, серы, сернистого ангидрида, сероуглерода, оксисероуглерода и др. ) удаляются из контейнера 5 с крышкой 6 через газоотводящую трубку 8. Таким образом, обеспечивается исключение контакта агрессивных газов с электронагревательными элементами 2 и футеровкой корпуса печи 1. The proposed electric furnace, designed for calcining batch of phosphors and other materials, during which aggressive vapors and gases are released (e.g. sulfur, sulfur dioxide, carbon disulfide, oxysulfur, etc.) works as follows: on under 3 furnaces with a container 5 of refractory material (for example, “black” silicon carbide), vessels with calcined material are installed (for example, a phosphor charge), the container 5 is covered with a removable lid 6 (from a similar material) with a centered hole of variable cross section then the movable under the furnace is introduced into the working chamber 4 of the furnace until it comes into contact with the exhaust pipe 8 and is fixed under 3 in the working position (in the case of a stationary fixed hearth, the sealing of the cover 6 of the container 5 with the exhaust pipe 8 is carried out by moving the latter to emphasis with a cover 6). Before turning on the electric heating elements 2, if necessary, a gas mixture (for example, nitrogen with hydrogen) is supplied through a gas supply tube 7. Then, the electric heating elements 2 are turned on and the material is calcined. The aggressive vapors and gases released during this process (for example, sulfur, sulfur dioxide, carbon disulfide, oxysulfur, etc.) are removed from the container 5 with a cover 6 through the exhaust pipe 8. This ensures that aggressive gases do not come into contact with electric heating elements 2 and the lining of the furnace body 1.

При синтезе веществ (например, люминофоров) на качественные их характеристики оказывает влияние парциальное давление компонентов смеси газовой фазы, в которой происходит термосинтез вещества. Его можно варьировать изменением величины избыточного давления в предложенной конструкции электрической печи путем изменения диаметра отверстия в съемной крышке или газоотводящей трубке, и оно при постоянной скорости подачи газа, подаваемого в нижнюю часть контейнера, подбирается опытным путем. In the synthesis of substances (for example, phosphors), their partial characteristics are affected by the partial pressure of the components of the mixture of the gas phase in which the thermosynthesis of the substance occurs. It can be varied by changing the excess pressure in the proposed design of the electric furnace by changing the diameter of the hole in the removable cover or exhaust pipe, and it is selected experimentally at a constant gas supply rate supplied to the lower part of the container.

Использование предлагаемой конструкции печи позволяет обеспечить достаточно эффективную защиту дорогостоящих электронагревателей и футеровки корпуса печи, значительно продлить их сроки службы. Using the proposed design of the furnace allows to provide sufficiently effective protection for expensive electric heaters and lining of the furnace body, significantly extend their service life.

(56) 1. Высокотемпературная печь НТН-1600 "Special" фирмы "Linn Industrie ofenbau" (ФРГ). (56) 1. High-temperature furnace NTN-1600 "Special" of the company "Linn Industrie ofenbau" (Germany).

2. Авторское свидетельство СССР N 817440, кл. F 27 B 3/08, 1978. 2. USSR author's certificate N 817440, cl. F 27 B 3/08, 1978.

Claims

ELECTRIC FURNACE containing a lined working chamber with a hearth, heaters placed in its working volume and a container of refractory material with a removable lid with a hole and a gas outlet pipe passing through the furnace arch, a gas supply pipe, characterized in that the gas supply pipe is connected to the bottom of the container, and the hole in its cover is made of variable cross-section.