RU2051323C1

RU2051323C1 - High-temperature vacuum furnace

Info

Publication number: RU2051323C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Панов; Е.В. Панова; А.К. Горячев
Original assignee: Панов Виктор Васильевич
Priority date: 1991-12-25
Filing date: 1991-12-25
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: manufacture of ceramic articles. SUBSTANCE: high-temperature vacuum furnace consists of water-cooled cylindrical housing with detachable covers, chambers with shield heat insulation heating elements secured on cover; chamber is provided with device for feeding and circulating the gas, discharge hole and car-type of coaxial pair of load-bearing casings; shield heat insulation made in form of plates is located in clearance between these casings; plates of heat insulation are separated by fastening rings; casings are rigidly connected at ends by means of flanges which carry water cooling pipe arranged in rectangular groove; grooves located in cross section receive two sealing rings. Cover consists of parts separated by flange which are convex in form and are provided with discharge pipe, heat exchanger outlets, heating elements and cylindrical portion with strength plating and shield heat insulation. Bottom of cylindrical portion of cover has holes to receive discharge pipes and plate on which heating elements made in form of cylinders of various diameters are mounted; inner volume of minimum cylindrical cover is occupied by U-shaped tubes of heat exchanger and other cylindrical cover provided with strength plating has shield heat insulation between flat disk with mounting seats for locking the hearth and spherical bottom of cover. Both covers may enter inner volume of cylindrical casing by the amount equal to thickness of shield heat insulation. Hearth with charge consists of hollow cylinders located coaxially; thickness of walls of these cylinders is equal to width of article; these cylinders may enter gaps between cylindrical heating elements. Hearth is mounted on car-type truck with cylindrical cover connected with motion unit. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротермии, в частности к электропечам сопротивления для вакуумного обжига керамических изделий, в том числе кирпича различных стандартных типов с меньшими затратами труда и электроэнергии в словиях гибких производств. The invention relates to electrothermal, in particular to resistance electric furnaces for vacuum firing of ceramic products, including bricks of various standard types with lower labor and electricity costs in terms of flexible production.

Известна обжиговая печь [1] состоящая из 11 камер, образующих зоны предварительного, позднего нагревания кирпича, зоны быстрого охлаждения из первичного и окончательного охлаждения с помощью патрубков с вентиляторами. Камеры нагревания оснащены горелками, которые подают газ сверху и снизу на кирпичи и вытяжными трубами для удаления топочных газов. Нагрев в зонах от 300 до 2300^оF. Между зонами расположены перегородки для ограничения движения газов. Изоляция у обжиговой печи из энергоемких керамических волокон низкой плотности, которые позволяют быстро включать и выключать обжиговую печь. Крышка и боковые стенки покрыты наружной оболочкой из стали с множеством изоляционных слоев, позволяющих выдерживать температуру 2600^оF. Нижняя часть зоны из огнеупорного керамического кирпича с температурой выдерживания соответственно 2300 и 2600^оF. Кирпичи с температурой 2300^оF прокладываются вдоль их наружной стороны рыхлой изоляционной ватой. Кирпичи соединяются соединением типа ласточкиного хвоста с тепловой перегородкой.Known kiln [1] consisting of 11 chambers, forming the zone of preliminary, late heating of the brick, the zone of rapid cooling of the primary and final cooling using pipes with fans. The heating chambers are equipped with burners that supply gas from above and below to the bricks and exhaust pipes to remove flue gases. Heating in zones from 300 to 2300 ^o F. Between the zones are partitions to limit the movement of gases. Insulation at the kiln from energy-intensive ceramic fibers of low density, which allows you to quickly turn on and off the kiln. The cover and the side walls are covered with an outer shell of steel with a plurality of insulating layers, allowing to temperatures ^of 2600 F. The lower part of the zone of a refractory ceramic brick with the temperature of incubation, respectively 2300 and 2600 ^to F. bricks with a temperature ^about 2300 F are laid along their outer side loose insulating wool. Bricks are connected by a dovetail-type connection to a thermal partition.

Обжиговая печь оснащена вагонетками, которые находятся вмесме с кирпичом при обжиге в печи. The kiln is equipped with trolleys that are mixed with bricks when fired in the kiln.

Обжиговая печь работает полько в совокупности с двумя сушилками и вагонетками на рельсах, обеспечивающими достижение влажности кирпича-сырца до уровня ниже 1% по весу, необходимой для введения кирпича в обжиговую печь.Обжиговая печь оснащена оборудованием, контролирющим процессы пуска, остановки, измерения параметров обжига и сушки. Цикл обжига 6-20 ч. Нагрев печи 3-5 ч. Вагонетка выдеживает высоту укладки кирпича от 1 до 8, для достижения качественного обжига при конвективном теплообмене. The kiln operates only in conjunction with two dryers and trolleys on rails, ensuring that the moisture of the raw brick reaches a level below 1% by weight, necessary for introducing the brick into the kiln. The kiln is equipped with equipment that controls the processes of starting, stopping, and measuring firing parameters and drying. The firing cycle is 6-20 hours. The furnace is heated for 3-5 hours. The trolley extends the brick laying height from 1 to 8 to achieve high-quality firing during convective heat transfer.

Известна также герметичная вакуумная печь [2] состоящая из верхней снимающейся части в виде колпака и днища, расположенного на платформе, причем верхняя часть и днище соединены фланцем, между которым находится прокладочное кольцо. В верхней части печи расположены присоединительные элементы. Печь снабжена охлаждающей рубашкой и предназначена для получения отвержденного расплава, является составной частью в закалочной печи. Also known is a sealed vacuum furnace [2] consisting of a removable upper part in the form of a cap and a bottom located on the platform, the upper part and the bottom being connected by a flange between which there is a gasket ring. In the upper part of the furnace there are connecting elements. The furnace is equipped with a cooling jacket and is designed to obtain a cured melt, is an integral part in the quenching furnace.

Наиболее близкой к предлагаемой является высокотемпературная вакуумная электропечь [3] предназначенная для термообработки изделий. Электропечь содержит водоохлаждаемый корпус, внутри печи размещена камера, образованная экранной теплоизоляцией и четырьмя нагревателями сопротивления, закрепленными на крышке и расположенными попарно и перпендикулярно друг другу. Электропечь имеет две съемных крышки, выполненные с возможностью герметичного соединения с основным корпусом. На одной из крышек смонтирован вентилятор для обеспечения циркуляции газа и прикрепленный к крышке кронштейнами и тонкостенный кожух с экранной изоляцией в виде шнека, вторая крышка служит для загрузки и выгрузки нагреваемого тела и также снабжена экранной изоляцией в виде шнека. В стенке корпуса имеются откачное отверстие и штуцер для газонаполнения. На поде печи размещена подставка для обрабатываемого изделия в виде решетки на стойках из жароупорного материала, либо под может быть выполнен выкатным. Торцовые нагреватели с экранной изоляцией размещены за пределами диаметра шнека-экрана и неподвижно закреплены на крышке печи. Электропечь укомплектована механическим паромасляным вакуумным насосом. Электропечь отличает равномерность нагрева, сложность конструкции, умеренная скорость охлаждения обрабатываемых изделий, повышенная инерционность электропечи при вакуумной технологии за счет увеличенного количества охлаждаемого агента (воды) в водоохлаждаемом корпусе. Электропечь предназначена для индивидуальной термообработки небольших по габаритам изделий из-за невозможности регулирования размеров зоны обогрева. Электропечь требует повышенного внимания к чистоте поверхности экранной изоляции из-за незащищенности последней от обрабатываемых изделий. Closest to the proposed is a high-temperature vacuum electric furnace [3] designed for heat treatment of products. The electric furnace contains a water-cooled case, inside the furnace there is a chamber formed by screen thermal insulation and four resistance heaters mounted on the lid and arranged in pairs and perpendicular to each other. The electric furnace has two removable covers, made with the possibility of tight connection with the main body. A fan is mounted on one of the covers to provide gas circulation and a thin-walled casing with screen insulation in the form of a screw is attached to the cover with brackets, the second cover serves to load and unload the heated body and is also equipped with screen insulation in the form of a screw. In the wall of the housing there is a pumping hole and a nozzle for gas filling. On the bottom of the furnace there is a stand for the workpiece in the form of a lattice on racks made of heat-resistant material, or it can be rolled out underneath. End-face heaters with screen insulation are placed outside the diameter of the screw screen and are fixedly mounted on the furnace lid. The electric furnace is equipped with a mechanical steam-oil vacuum pump. The electric furnace is distinguished by uniformity of heating, design complexity, moderate cooling rate of the processed products, increased inertia of the electric furnace with vacuum technology due to the increased amount of the cooled agent (water) in the water-cooled case. The electric furnace is designed for individual heat treatment of small products due to the inability to regulate the size of the heating zone. An electric furnace requires increased attention to the cleanliness of the surface of the screen insulation due to the insecurity of the latter from the processed products.

Целью изобретения является повышение качества обожженных керамических изделий за счет создания условий для индивидуальной термообработки изделий различных габаритов при одновременном сокращении времени технологического процесса путем проведения в одном объеме (камере) сушки, обжига и остывания, например, кирпича, и снижении инерционности печи при нагреве и остывании путем дополнительного отвода тепла из внутреннего объема (центра) камеры. The aim of the invention is to improve the quality of fired ceramic products by creating conditions for individual heat treatment of products of various sizes while reducing the time of the process by carrying out drying, firing and cooling, for example, brick in one volume (chamber), and reducing the inertia of the furnace when heating and cooling by additional heat removal from the internal volume (center) of the chamber.

Цель достигается тем, что высокотемпературная вакуумная электропечь, состоящая из водоохлаждаемого цилиндрического корпуса со съемными крышками, камеры с экранной теплоизоляцией и нагревательными элементами, закрепленными на крышке, камера снабжена средством для обеспечения подачи и циркуляции газа, откачным отверстием, выкатным узлом для размещения обрабатываемых изделий, где корпус электропечи выполнен из коаксиальной пары несущих кожухов, в зазоре между которыми расположена экранная изоляция в виде пластин, разделенных крепежными кольцами, причем кожухи жестко соединены с торцов фланцами, несущими в себе в прямоугольном пазу трубу водяного охлаждения, а в пазах, расположенных по обе стороны прямоугольного паза и представляющих в поперечном сечении форму типа ласточкина хвоста, рамещены два уплотнительных кольца, а крышка с прочностной наружной обшивкой состоит из разделенных фланцем частей, имеющих выпуклую форму с установленными в ней трубой для откачки газа из печи, выводами труб теплообменника и нагревателей сопротивления, и цилиндрической части с прочностной обшивкой и экранной изоляцией, причем дно цилиндрической части крышки имеет отверстия под выводные трубы и плиту, на которой коаксиально установлены нагреватели сопротивления в виде полых цилиндров различных диаметров, причем внутренний объем наименьшего из цилиндрических нагревателей занимает набор Y-образных труб теплообменника, а другая цилиндрическая крышка электропечи с прочностной обшивкой между плоским диском с посадочными гнездами для фиксации пода и дном крышки, выполненным сферическим, имеет экранную изоляцию с крепежными кольцами, причем обе крышки выполнены с возможностью захода на толщину экранной изоляции во внутренний объем цилиндрического кожуха, а под с садкой из поддонов, представляющих собой коаксиально расположенные полые цилиндры с толщиной стенок, равной ширине изделия, и размещенных с возможностью захода в промежутки между цилиндрическими нагревателями сопротивления, установлен на выкатной тележке с цилиндрической крышкой, которая связана с узлом ее перемещения, установленным на внешней стороне вдоль корпуса электропечи. Узел перемещения выполнен из двухкамерных гидроцилиндров, на концах штоков которых жестко установлены захваты. На наружной поверхности прочностной обшивки электропечи дополнительно установлены датчики контроля за технологическим процессом обработки. The goal is achieved in that a high-temperature vacuum electric furnace, consisting of a water-cooled cylindrical body with removable covers, a chamber with screen thermal insulation and heating elements mounted on the cover, the chamber is equipped with a means for supplying and circulating gas, a pumping hole, a withdrawable unit for accommodating the processed products, where the body of the electric furnace is made of a coaxial pair of bearing casings, in the gap between which is the screen insulation in the form of plates separated by fasteners rings, and the housings are rigidly connected to the ends by flanges carrying a water cooling pipe in a rectangular groove, and in the grooves located on both sides of the rectangular groove and representing in the cross section a dovetail type, two o-rings are placed, and the cover with a strength the outer casing consists of parts separated by a flange having a convex shape with a pipe installed in it for pumping gas from the furnace, leads of the pipes of the heat exchanger and resistance heaters, and a cylindrical part with strength lining and screen insulation, and the bottom of the cylindrical part of the lid has openings for outlet pipes and a plate on which resistance heaters in the form of hollow cylinders of various diameters are coaxially mounted, the internal volume of the smallest of the cylindrical heaters occupying a set of Y-shaped heat exchanger tubes, and the other cylindrical the cover of the electric furnace with a durable sheathing between a flat disk with seat slots for fixing the hearth and the bottom of the cover, made spherical, has screen insulation with fasteners rings, and both covers are made with the possibility of entering the thickness of the screen insulation into the inner volume of the cylindrical casing, and under the cage of pallets, which are coaxially located hollow cylinders with a wall thickness equal to the width of the product, and placed with the possibility of entering between the cylindrical resistance heaters, mounted on a roll-out trolley with a cylindrical lid, which is connected to its displacement unit installed on the outside along the electric furnace body. The displacement unit is made of two-chamber hydraulic cylinders, at the ends of the rods of which grips are rigidly mounted. Sensors for monitoring the technological process of processing are additionally installed on the outer surface of the strength sheathing of the electric furnace.

На фиг. 1, 2 представлены схемы предлагаемой электропечи. In FIG. 1, 2 are diagrams of the proposed electric furnace.

Высокотемпературная вакуумная электропечь содержит вакуумный цилиндрический корпус 1, к наружной поверхности которого жестко прикреплен узел 2 перемещения, верхнюю и нижнюю цилиндрическую крышки 3 и 4. High-temperature vacuum electric furnace contains a vacuum cylindrical body 1, to the outer surface of which is rigidly attached node 2 movement, the upper and lower cylindrical covers 3 and 4.

Вакуумный цилиндрический корпус 1 состоит из коаксиальной пары несущих кожухов 5 и 6 (фиг.1), жестко соединенных с торцов фланцами 7 и 8 (фиг.1), в полученной вакуумной камере расположена экранная изоляция 9 (фиг.1), изготовленная из материала с низким коэффициентом черноты, которые разделены крепежными кольцами. Фланцы 7, 8 имеют в поперечном сечении прямоугольный паз, в котором расположена труба 10 водяного охлаждения, и по сторонам которого симметрично расположены два паза, в поперечном сечении имеющие форму типа ласточкина хвоста для крепежа двух уплотнительных колец. The vacuum cylindrical housing 1 consists of a coaxial pair of bearing housings 5 and 6 (Fig. 1), rigidly connected to the ends by flanges 7 and 8 (Fig. 1), in the resulting vacuum chamber there is a screen insulation 9 (Fig. 1) made of material with a low coefficient of blackness, which are separated by mounting rings. The flanges 7, 8 have a rectangular groove in the cross section, in which the water cooling pipe 10 is located, and on the sides of which two grooves are symmetrically located, in the cross section having the shape of a dovetail for fixing two o-rings.

Узел 2 перемещения имеет двухкамерные гидроцилиндры 11, на концах штоков которых жестко установлены захваты 12. Ход штоков от крайнего верхнего положения до крайнего нижнего положения на высоту садки кирпича регулируется известными в технике методами и устройствами (например, на основе гидроклапанов). The movement unit 2 has two-chamber hydraulic cylinders 11, at the ends of the rods of which grips 12 are rigidly mounted. The stroke of the rods from the extreme upper position to the lowest position to the height of the brick cage is regulated by methods and devices known in the art (for example, based on hydraulic valves).

Верхняя вакуумная крышка 3 имеет прочностную обшивку 13 (фиг.1), которую делит на верхнюю и нижнюю части фланец 14. Верхняя часть прочностной обшивки имеет, например, форму усеченного конуса, верхнее основание которого имеет отверстия, в которых жестко закреплены горловины в виде труб, одна из которых осевая 15 предназначена для откачки воздуха из объема печи. Остальные по наименьшему диаметру являются выводами Y-образных труб теплообменника 16, а по наибольшему диаметру для выводов нагревателей 17 сопротивления. Нижняя часть прочностной обшивки имеет форму цилиндра с возможностью захода во внутренний объем кожуха по диаметру кожуха 6. Дно нижней части прочностной обшивки обеспечивает поддержание вакуума в верхней крышке 3 и имеет отверстия под вышеперечисленные горловины. В полученной вакуумной камере верхней крышки 3 расположена экранная изоляция 18 с идентичными функциями экранной изоляции 9, которые разделены крепежными кольцами. Причем экранная изоляция 18 верхней крышки 3 на всю толщину входит во внутренний диаметр экранной изоляции 9 вакуумного цилиндрического корпуса 1, что создает тепловую изоляцию одинаковой толщины по периметру. К дну верхней вакуумной крышки 3 крепится плита, на которой коаксиально установлены нагреватели 17 сопротивления в виде полых цилиндров различных диаметров. Расстояние между цилиндрами является рабочим местом и соответствует габаритам керамического изделия с учетом технологического зазоров. Внутренний объем наименьшего цилиндра занимает набор Y-образных труб теплообменника 16. The upper vacuum cover 3 has a strength casing 13 (Fig. 1), which is divided into upper and lower parts by a flange 14. The upper part of the strength casing has, for example, a truncated cone shape, the upper base of which has holes in which the mouths are rigidly fixed in the form of pipes , one of which axial 15 is designed for pumping air from the furnace volume. The rest of the smallest diameter are the conclusions of the Y-shaped pipes of the heat exchanger 16, and the largest diameter for the conclusions of the resistance heaters 17. The lower part of the strength sheathing has the shape of a cylinder with the possibility of entering the inner volume of the casing along the diameter of the casing 6. The bottom of the bottom part of the sheathing maintains a vacuum in the upper cover 3 and has openings for the above-mentioned necks. In the resulting vacuum chamber of the top cover 3, there is a screen insulation 18 with identical screen insulation functions 9, which are separated by mounting rings. Moreover, the shield insulation 18 of the upper cover 3 to the entire thickness is included in the inner diameter of the shield insulation 9 of the vacuum cylindrical body 1, which creates thermal insulation of the same thickness along the perimeter. A plate is mounted to the bottom of the upper vacuum cover 3, on which resistance heaters 17 in the form of hollow cylinders of various diameters are coaxially mounted. The distance between the cylinders is the workplace and corresponds to the dimensions of the ceramic product, taking into account technological gaps. The internal volume of the smallest cylinder is occupied by a set of Y-shaped tubes of the heat exchanger 16.

Нижняя вакуумная крышка 4 имеет прочностную обшивку, боковая поверхность которой имеет форму цилиндра, снаружи охваченного фланцем 19 и закрытого сверху плоским диском 20, имеющим посадочные гнезда (на фиг.1 не показаны) в виде глухих отверстий для фиксации пода 21. Дно цилиндра имет сферическую форму, вогунтую во внутрь цилиндра. В образованной вакуумной камере нижней крышки 4 расположена экранная изоляция 22 с идентичными функциями экранных изоляций 9 и 18, которые разделены крепежными колцьами. Экранная изоляция 22 нижней вакуумной крышки 4 на всю толщину входит во внутренний диаметр экранной изоляции 9 вакуумного цилиндрического корпуса 1. Таким образом экранные изоляции 9, 18, 22 создают замкнутую термокамеру печи одинаковой толщины. The lower vacuum cover 4 has a sheathing, the side surface of which is in the form of a cylinder, externally covered by a flange 19 and closed from above by a flat disk 20 having seating seats (not shown in FIG. 1) in the form of blind holes for fixing the hearth 21. The cylinder bottom has a spherical a shape screwed into the inside of a cylinder. In the formed vacuum chamber of the bottom cover 4, there is a screen insulation 22 with identical functions of the screen insulation 9 and 18, which are separated by mounting rings. Screen insulation 22 of the lower vacuum cover 4 to the entire thickness is included in the inner diameter of the screen insulation 9 of the vacuum cylindrical body 1. Thus, the screen insulation 9, 18, 22 create a closed heat chamber of the furnace of the same thickness.

Прочностная обшивка вакуумной электропечи изготовлена из жароупорного материала, а на наружной поверхности обшивки установлена система датчиков, которые контролируют технологические режимы. The strength casing of the vacuum furnace is made of heat-resistant material, and a system of sensors that monitor the technological conditions is installed on the outer surface of the casing.

Электропечь укомплектована механическим вакуумным насосом (типа ТВ-50-1/6), погрузочно-разгрузочным узлом (например, кран-балка), вентилятором (типа С4-70 N 3), транспортной тележкой 23, электрическим шкафом, поддонами 24. The electric furnace is equipped with a mechanical vacuum pump (type TV-50-1 / 6), a loading and unloading unit (for example, a crane-beam), a fan (type C4-70 N 3), a transport trolley 23, an electric cabinet, pallets 24.

Транспортная тележка 23 состоит из площадки, на которой неподвижно позиционируется нижняя вакуумная цилиндрическая крышка 4, колесных пар, приводимых в движение индивидуальным приводом, позволяющих ей перемещаться по рельсам 25. Transport trolley 23 consists of a platform on which the lower vacuum cylindrical cover 4 is fixedly positioned, wheel pairs driven by an individual drive, allowing it to move along rails 25.

Электропечь в зависимости от загрузки керамического изделия (кирпич, черепица, глиняные изделия, в т.ч. декоративно-прикладные изделия) обеспечивает необходимые температурные режимы и также габариты садки за счет замены поддонов 24 и нагревателей 17 сопротивления с изменением габаритных размеров рабочего места внутри вакуумной камеры печи. The electric furnace, depending on the load of the ceramic product (brick, tile, clay products, including decorative and applied products) provides the necessary temperature conditions and also the dimensions of the cage due to the replacement of pallets 24 and resistance heaters 17 with a change in the overall dimensions of the workplace inside the vacuum oven chambers.

Работа печи представлена на примере изготовления кирпичей. В исходном положении вакуумный цилиндрический корпус 1 постоянно закрыт верхней вакумной крышкой 3, на которой смонтированы нагреватели 17 сопротивления и Y-образные трубы теплообменника 16 для охлаждения. Нижнюю вакуумную крышку 4 прижимают захватами 12 узла 2 перемещения к низу вакуумного цилиндрического корпуса 1, создавая вместе с вышеперечисленными элементами вакуумную камеру печи. Транспортная тележка 23 позиционируется неподвижно в зоне электропечи под нижней вакуумной крышкой 4. The operation of the furnace is illustrated by the manufacture of bricks. In the initial position, the vacuum cylindrical body 1 is constantly closed by the upper vacuum cover 3, on which resistance heaters 17 and Y-pipes of the heat exchanger 16 are mounted for cooling. The lower vacuum cover 4 is pressed by the grippers 12 of the displacement assembly 2 to the bottom of the vacuum cylindrical body 1, creating, together with the above elements, a vacuum chamber of the furnace. Transport trolley 23 is positioned motionlessly in the electric furnace zone under the lower vacuum cover 4.

Полный цикл работы электропечи состоит из трех этапов, которые контролируются и управляются известными в технике методами автоматического регулирования: загрузка кирпича; термическая обработка кирпича; выгрузка кирпича. The full cycle of the electric furnace consists of three stages, which are monitored and controlled by methods of automatic regulation known in the art: loading bricks; brick heat treatment; unloading bricks.

П е р в ы й э т а п. По программе команд с пульта управления (на фиг.1 не указано) захваты 12 узла 2 перемещения отжимают нижнюю вакуумную крышку 4 от низа вакуумного цилиндрического корпуса 1, опускают и обеспечивают установку нижней вакуумной крышки 4 на транспортную тележку 23 за счет выдвижения штоков гидроцилиндра 11 узла 2 перемещения до нижнего крайнего положения. Затем захваты 12 раскрываются и поднимаются вместе со штоками гидроцилиндров 11 в верхнее положение. Транспортная тележка 23 с установленной на ней нижней вакуумной крышкой 4 перемещается по рельсам 25 в зону загрузки кирпича (на фиг.1 не указано). В зоне загрузки кирпича заблаговременно, вручную или с использованием технических средств (например, тельфера) на поде 21 формируется садка из поддонов 24 с сырцом. Садка представляет собой коаксиально расположенные полые цилиндры, толщина стенки которых равна толщине керамического изделия (например, кирпича), с возможностью попадания в промежутки между цилиндрами нагревателей 17 сопротивления. First step. According to the program of commands from the control panel (not shown in FIG. 1), the grippers 12 of the displacement unit 2 squeeze the lower vacuum cover 4 from the bottom of the vacuum cylindrical body 1, lower it and provide installation of the lower vacuum cover 4 on the transport trolley 23 due to the extension of the rods of the hydraulic cylinder 11 of the movement unit 2 to the lower extreme position. Then, the grippers 12 open and rise together with the rods of the hydraulic cylinders 11 to the upper position. The transport trolley 23 with the lower vacuum cover 4 installed on it moves along the rails 25 to the brick loading zone (not indicated in FIG. 1). In the loading zone of bricks, in advance, manually or using technical means (for example, a hoist) on the hearth 21, a cage of pallets 24 with raw material is formed. The cage is a coaxially located hollow cylinder, the wall thickness of which is equal to the thickness of the ceramic product (for example, brick), with the possibility of getting into the spaces between the cylinders of the resistance heaters 17.

При помощи грузоподъемного средства (например, кран-балка) под 21 с садкой устанавливают на нижнюю вакуумную цилиндрическую крышку 4. Затем вместе с транспортной тележкой 23 перемещают по рельсам 25 посредством индивидуального привода в зону электропечи (фиг.2). При совпадении внутренней поверхности кожуха 6 вакуумного цилиндрического корпуса 1 с наружной боковой поверхностью нижней вакуумной цилиндрической крышки 4 транспортная тележка 23 жестко фиксируется механизмом позиционирования (например, гидростопором). Штоки гидроцилиндров 11 узла 2 перемещения выдвигаются до контакта захватов 12 с нижней вакуумной цилиндрической крышкой 4. После захвата нижней вакуумной крышки 4 с садкой сырца начинается подъем посредством подъема штоков гидроцилидров 11 до стыковки фланца 19 нижней вакуумной крышки 4 с фланцем 8 вакуумного цилиндрического корпуса 1, создав замкнутую камеру электропечи. Using a lifting means (for example, a crane beam) under 21 with a cage, they are mounted on the lower vacuum cylindrical cover 4. Then, together with the transport trolley 23, they are moved along the rails 25 by means of an individual drive into the electric furnace zone (Fig. 2). If the inner surface of the casing 6 of the vacuum cylindrical body 1 coincides with the outer side surface of the lower vacuum cylindrical cover 4, the transport trolley 23 is rigidly fixed by a positioning mechanism (for example, a hydraulic stop). The rods of the hydraulic cylinders 11 of the displacement unit 2 are extended until the grippers 12 contact the lower vacuum cylindrical cover 4. After the lower vacuum cover 4 is gripped with the raw charge, the lift starts by lifting the rods of the hydraulic cylinders 11 until the flange 19 of the lower vacuum cover 4 joins the flange 8 of the vacuum cylindrical body 1, creating a closed chamber of an electric furnace.

В т о р о й э т а п термическая обработка кирпича включает в себя следующие технологические операции: сушка, обжиг, остывание. In t about r about the etap heat treatment of bricks includes the following technological operations: drying, firing, cooling.

В производстве кирпича наиболее распространенными являются три способа подготовки сырца: полусухой с влажностью 8-12% пластической с влажностью 18-23% шликерный с влажностью 30-34% Процент влажности сырца является основным фактором, влияющим на время продолжительности процесса сушки. В туннельных сушилках время продолжительности процесса сушки сырца 16-24 ч, а в естественных условиях от 15 до 20 сут. При этом окончательным результатом процесса сушки сырца является влажность 5-7% независимо от способа подготовки. In the brick production, the most common are three methods of preparing raw: semi-dry with a moisture content of 8-12% plastic with a moisture content of 18-23% slip with a moisture content of 30-34% The percentage of moisture in the raw material is the main factor affecting the duration of the drying process. In tunnel dryers, the duration of the drying process of raw materials is 16-24 hours, and in natural conditions from 15 to 20 days. In this case, the final result of the raw drying process is a moisture content of 5-7%, regardless of the preparation method.

При понижении давления окружающей среды температуры кипения воды понижается, это создает благопритяные условия для испарения влаги с макро- и микроуровней пористой структуры сырца до 1% влажности. Это при увеличении температуры обжига исключает быстрое образование пара в порах кирпича, что влечет за собой микровзрывы и как следствие трещины во всем объеме тела кирпича. When the ambient pressure decreases, the boiling point of water decreases, this creates favorable conditions for the evaporation of moisture from the macro- and microlevels of the porous structure of the raw material to 1% humidity. This with an increase in the firing temperature eliminates the rapid formation of steam in the pores of the brick, which entails microexplosions and, as a result, cracks in the entire volume of the brick body.

Процесс сушки заключается в откачке воздуха из замкнутой камеры печи через горловину 15 в верхней вакуумной крышке 3 вакуумным насосом под контролем датчика давления (на фиг.1 не указано). С одновременным постоянным нагревом внутреннего объема камеры печи до 100^оС посредством подачи напряжения на нагреватели 17 сопротивления через дискретную электрическую установку, расположенную рядом с электропечью в электрическом шкафу (на фиг.1 не указано), заданные технологические режимы сушки обеспечиваются нагревателями 17 сопротивления совместно с экранными изоляциями 9, 18, 22, установленными в вакуумных камерах цилиндрического корпуса 1, в нижней и верхней крышках 3 и 4.The drying process consists in pumping air from the closed chamber of the furnace through the neck 15 in the upper vacuum cover 3 by a vacuum pump under the control of a pressure sensor (not indicated in Fig. 1). With simultaneous constant heating of the internal volume of the furnace chamber to 100 ^° C by applying voltage to the resistance heaters 17 through a discrete electrical installation located next to the electric furnace in an electric cabinet (not shown in Fig. 1), the specified technological drying modes are provided by resistance heaters 17 together with screen insulation 9, 18, 22 installed in the vacuum chambers of the cylindrical body 1, in the lower and upper covers 3 and 4.

При высоких температурах нагрева прочностные характеристики металла понижаются, поэтому воздействие на металл механическими силами при вышеуказанных условиях увеличивает деформацию конструкции. В данном случае механическими силами является атмосферное давление. В заявляемом устройстве одновременно с откачкой воздуха уменьшается действие сил атмосферного давления на внутренние стенки вакумной камеры печи, а затем и полностью исчезает, так как давления в вакуумных камерах цилиндрического корпуса 1, верхней и нижней крышек 3 и 4 уравновешиваются с давлением вакуумной камеры печи. Это приводит к уменьшению деформации внутреннего кожуха 6 вакуумной печи в момент обжига кирпича, но не ухудшает жесткости конструкции всей печи. At high heating temperatures, the strength characteristics of the metal decrease, therefore, the impact on the metal by mechanical forces under the above conditions increases the deformation of the structure. In this case, the mechanical forces are atmospheric pressure. In the inventive device, at the same time as air is pumped out, the effect of atmospheric pressure forces on the inner walls of the vacuum chamber of the furnace decreases, and then it completely disappears, since the pressures in the vacuum chambers of the cylindrical body 1, the upper and lower covers 3 and 4 are balanced with the pressure of the vacuum chamber of the furnace. This leads to a decrease in the deformation of the inner casing 6 of the vacuum furnace at the time of firing the brick, but does not impair the structural rigidity of the entire furnace.

Т. о. в заявляемом устройстве создаются вышеизложенные условия сушки, которые в конечном итоге обеспечивают качество изделия (в данном случае кирпича). T. about. in the inventive device creates the above drying conditions, which ultimately ensure the quality of the product (in this case, brick).

При создании вакуума, необходимого для обжига кирпича, прекращается откачка воздуха из камеры печи отключением вакуум-насоса. По окончании процесса сушки начинается повышение температуры внутреннего объема камеры печи до 1000^оС посредством повышения напряжения на нагреватели 17 сопротивления, что обеспечивает плавный переход к следующей операции обжигу кирпича методом излучения.When creating the vacuum necessary for firing a brick, the pumping of air from the furnace chamber is stopped by turning off the vacuum pump. Upon completion of the drying process starts increasing the internal volume of the oven cavity temperature to 1,000 ° ^C by raising the voltage at the resistance heaters 17, which provides a smooth transition to the next operation fired bricks radiation method.

Излучаемое тепло от нагревателей 17 сопротивления переносится на сырец, который за счет теплопроводности материала нагревается по всему объему тела кирпича до температуры структурного изменения материла. Одновременно тело кирпича в момент обжига является поглощающим, отражающим и излучающими объектом. Образуется единая система теплообмена методом излучения, которая, отражаясь от экранных изоляций 9, 18, 22, установленных в вакуумных камерах цилиндрического корпуса 1, верхней и нижней крышках 3 и 4, создает в вакуумной камере печи температуру, обеспечивающую обжиг. Radiated heat from resistance heaters 17 is transferred to the raw material, which, due to the heat conductivity of the material, is heated throughout the volume of the brick body to the temperature of the structural change of the material. At the same time, the brick body at the time of firing is an absorbing, reflecting and radiating object. A single heat exchange system is formed by the radiation method, which, reflected from the screen insulation 9, 18, 22 installed in the vacuum chambers of the cylindrical body 1, the upper and lower covers 3 and 4, creates a temperature in the furnace's vacuum chamber that provides firing.

Интенсивность теплообмена каждой последующей экранной изоляции понижается, что в свою очередь снижает температуру нагрева каждой последующей экранной изоляции. Т. о. наружный кожух 5 будет иметь температуру нагрева 50-120^оС. Взаимное расположение экранной изоляции вакуумного цилиндрического корпуса 1 с нижней и верхней крышками 3, 4 в дополнение к трубе 10 водяного охлаждения, распложенной во фланцах 7, 8 вакуумного цилиндрического корпуса 1, обеспечивает температуру нагрева, регламентированную правилами установки для уплотнителей (например, для резины не более 30^оС).The heat transfer rate of each subsequent screen insulation decreases, which in turn reduces the heating temperature of each subsequent screen insulation. T. about. outer shell 5 will have a heating temperature of 50-120 ^C. The relative position of the vacuum insulation screen of the cylindrical body 1 with upper and lower lids 3, 4 in addition to the cooling water pipe 10, bred in the flanges 7, 8 of the cylindrical body 1 of the vacuum, temperature provides heating regulated by the installation rules for gaskets (for example, for rubber no more than 30 ^° C).

Для ускорения процесса остывания печи с кирпичом после обжига при одновременном плавном снижении температуры нагрева в камере используются Y-образные трубы теплообменника 16 для принудительного продувания воздуха, давление которого обеспечивается вентилятором (на фиг.1 не показано). При температуре кирпича 100^оС в вакуумную камеру печи подают воздух с помощью впускного клапана, ускоряя процесс остывания кирпича за счет конвективного теплообмена, и создают условия для отжима нижней вакуумной цилиндрической крышки 4 от низа вакуумного цилиндрического корпуса 1.To accelerate the cooling process of the brick kiln after firing while simultaneously reducing the heating temperature in the chamber, Y-shaped tubes of the heat exchanger 16 are used for forced air blowing, the pressure of which is provided by the fan (not shown in Fig. 1). At a temperature of 100 ^{° C} bricks in the vacuum chamber of the furnace, air is fed via the inlet valve, accelerating the process of cooling brick due to convective heat transfer, and create the conditions for pressing the lower vacuum cylindrical cap 4 from the bottom of the cylindrical body 1 of the vacuum.

Т р е т и й э т а п. Захваты 12 узла 2 перемещения отжимают нижнюю вакуумную крышку 4 от низа вакуумного цилиндрического корпуса 1, опускают ее и обеспечивают установку на транспортную тележку 23 за счет выдвижения штоков гидроцилиндров 11 узла 2 перемещения до нижнего крайнего положения. Затем захваты 12 раскрываются, освобождая нижнюю вакуумную крышку 4 с садкой кирпича, и поднимаются вместе со штоками гидроцилиндров 11 в верхнее крайнее положение. Транспортная тележка 23 с установленной на ней нижней вакуумной крышкой 4 и садкой кирпича перемещается по рельсам 25 в зону выгрузки кирпича (на фиг.1 не указано). The third step. The grips 12 of the displacement unit 2 squeeze the lower vacuum cover 4 from the bottom of the vacuum cylindrical body 1, lower it and provide installation on the transport trolley 23 by extending the rods of the hydraulic cylinders 11 of the displacement unit 2 to the lower extreme position . Then the grippers 12 are opened, releasing the lower vacuum cover 4 with a brick cage, and rise together with the rods of the hydraulic cylinders 11 to the upper extreme position. The transport trolley 23 with the lower vacuum cover 4 installed on it and the brick cage is moved along the rails 25 to the brick unloading zone (not indicated in Fig. 1).

В зоне выгруки кирпича при помощи крана-балки выгружают под 21 с садкой обожженного кирпича с нижней вакуумной крышки 4. Разгруженная транспортная тележка 23 с нижней вакуумной крышкой перемещается по рельсам 25 посредством индивидуального привода (на фиг.1 не показан) в зону электропечи. При совпадении внутренней поверхности кожуха 6 вакуумного цилиндрического корпуса 1 с наружной боковой поверхностью нижней вакуумной крышки 4 транспортная тележка 23 неподвижно позиционируется в зоне электропечи. Штоки гидроцилиндров 11 узла 2 перемещения выдвигаются до контакта захватов 12 с нижней вакуумной крышкой 4. После захвата нижней вакуумной крышки 4 начинается подъем посредством подъема штоков гидроцилиндров 11 до стыковки фланца 19 нижней вакуумной крышки 4 с фланцем 8 вакуумного цилиндрического корпуса 1. На этом заканчивается полный цикл работы электропечи, все узлы и детали находятся в исходном положении. In the brick unloading zone, using a beam crane, they are unloaded under 21 with a burnt brick stack from the lower vacuum cover 4. The unloaded transport trolley 23 with the lower vacuum cover is moved along the rails 25 by means of an individual drive (not shown in Fig. 1) to the electric furnace zone. When the inner surface of the casing 6 of the vacuum cylindrical body 1 coincides with the outer side surface of the lower vacuum cover 4, the transport trolley 23 is stationary in the electric furnace zone. The rods of the hydraulic cylinders 11 of the displacement assembly 2 extend until the grippers 12 contact the lower vacuum cover 4. After the lower vacuum cover 4 is gripped, lifting begins by lifting the rods of the hydraulic cylinders 11 until the flange 19 of the lower vacuum cover 4 and the flange 8 of the vacuum cylindrical housing 1 join. This completes the full the cycle of the electric furnace, all components and parts are in the initial position.

Claims

1. HIGH-TEMPERATURE VACUUM FURNACE, containing a cylindrical body in the form of a coaxial pair of load-bearing housings separated by flanges and heat insulation between them, removable covers in the form of pairs of casing separated by flanges and heat insulation located between them, seals placed between the flanges , heating elements, heat exchanger, means for supplying and circulating gas, pumping nozzle, withdrawable unit for placing products in the form of a hearth, trolley and stand, characterized in that it and is equipped with a knot for moving one of the covers placed on the outside of the case, the heat insulation is made in the form of plate screens separated by fixing rings, the heat exchanger is made in the form of a set of U-shaped pipes, the heating elements are made in the form of coaxial hollow cylinders of various diameters, one of the covers is installed the conclusions of the heating elements and the heat exchanger and the coaxially pumping nozzle, and the outer lining of the lid is convex in shape, the inner one is cylindrical in shape with a fixed the surface of the plate, on which the cylinders of the heating elements are coaxially mounted, the other cover is connected to the displacement unit and is made with a flat disk with slots for fixing the hearth placed on the inner cylindrical skin, the outer skin is spherical, the seals are made in the form of o-rings and tubes water cooling, grooves are made in the flanges, the middle of which has a rectangular section and a water cooling tube is laid in it, and others with a swallow-shaped cross section and the tail and the o-rings are placed in them, while the screens in the covers are placed in cylindrical parts that are located in the internal volume of the inner casing, and the internal volume of the smallest cylinder of the heating element is equal to the volume of the set of U-shaped tubes of the heat exchanger, the stand is made in the form of pallets, representing are coaxially located hollow cylinders with walls whose thickness is equal to the width of the product and which are placed with the possibility of entering between the cylinders of the heating elements, while under and the cover with spherical sheathing mounted on the trolley.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that it is equipped with a sensor for monitoring the processing process installed on the outer casing.

3. The furnace according to claim 1, characterized in that the lid displacement assembly is made in the form of two chamber cylinders, at the ends of the rods of which grips are rigidly mounted.