RU2059591C1 - Graphitization furnaces sample packing method - Google Patents
Graphitization furnaces sample packing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2059591C1 RU2059591C1 SU5032877A RU2059591C1 RU 2059591 C1 RU2059591 C1 RU 2059591C1 SU 5032877 A SU5032877 A SU 5032877A RU 2059591 C1 RU2059591 C1 RU 2059591C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blanks
- layers
- blocks
- core
- length
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству углеграфитовых матеpиалов, а конкретно к способам пакетировки керна (укладки заготовок в керн) при графитации длинномерных заготовок. The invention relates to the production of carbon-graphite materials, and in particular to methods of core packing (stacking workpieces in a core) when graphing long workpieces.
Известен способ пакетировки керна при графитации длинномерных заготовок в широких печах. Способ заключается в том, что заготовки укладывают перпендикулярно продольной оси печи в столбик как горизонтально, так и вертикально. Причем столбики с вертикальным расположением заготовок чередуются со столбиками с горизонтальным расположением заготовок и отстоят друг от друга на расстоянии не более 0,2d где d ширина столбика. Способ способствует выравниванию свойств по длине заготовки. Но нагревание заготовки идет по боковой поверхности не осесимметрично, а с двух сторон, как и при традиционном горизонтально-перпендикулярном расположении заготовок. При таком нагреве заготовок поле температур в теле заготовки неравномерное с высокими градиентами температур в тангенциальном направлении по поперечному ее сечению, что вызывает появление повышенного брака по трещинам. Способ не позволяет вести графитацию длинномерных заготовок в узких печах. There is a method of core packing in graphitization of long workpieces in wide furnaces. The method consists in the fact that the workpieces are laid perpendicular to the longitudinal axis of the furnace in a column both horizontally and vertically. Moreover, the columns with a vertical arrangement of blanks alternate with columns with a horizontal arrangement of blanks and are separated from each other at a distance of no more than 0.2d where d is the width of the column. The method helps to align the properties along the length of the workpiece. But the workpiece is heated on the lateral surface not axisymmetrically, but on both sides, as with the traditional horizontal-perpendicular arrangement of the workpieces. With such heating of the workpieces, the temperature field in the body of the workpiece is uneven with high temperature gradients in the tangential direction along its cross section, which causes the appearance of increased rejects along cracks. The method does not allow graphitization of long workpieces in narrow furnaces.
Известен другой способ упаковки керна применительно к графитации длинномерных заготовок. При этом способе заготовки укладывают в керн горизонтально в столбики под углом 20-80о к продольной оси печи. Столбики отстоят друг от друга на расстоянии не более 0,2d. Способ позволяет вести графитацию длинномерных заготовок в узких печах. По характеру нагревания заготовок этот способ идентичен традиционному способу укладки заготовок горизонтально-поперечно. При этом не достигается высокой степени равномерности свойств, так как концы заготовок, расположенных по краям керна, захоложены. Также неравномерно температурное поле по поперечному сечению заготовки из-за нагрева заготовки с двух сторон, что вызывает те же явления, что и в предыдущем способе.There is another way of packing core in relation to graphitization of long workpieces. In this process, the preform is placed into the core horizontally in columns at an angle of 20-80 to the longitudinal axis of the furnace. The columns are spaced from each other at a distance of no more than 0.2d. The method allows for graphitization of long workpieces in narrow furnaces. By the nature of the heating of the workpieces, this method is identical to the traditional method of stacking the workpieces horizontally-transversely. At the same time, a high degree of uniformity of properties is not achieved, since the ends of the blanks located along the edges of the core are cold. Also, the temperature field is uneven over the cross section of the workpiece due to the heating of the workpiece from two sides, which causes the same phenomena as in the previous method.
Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, т. е. повышение однородности свойств по длине заготовки. Указанная цель достигается тем, что длинномерные заготовки укладывают в керн таким образом, чтобы ширина керновой поперечной прослойки между соседними элементами загрузки керна была в пределах 0,05-0,15 от длины продольных заготовок и расстояние между слоями заготовок 0,31,0 от ширины керновой поперечной прослойки. Основным элементом предлагаемого способа укладки керна является то, что расстояние между торцами соседних блоков длинномерных заготовок устанавливают в пределах 0,15-0,6 от длины длинномерных заготовок, а в эти зазоры симметрично торцам заготовок продольных блоков укладывают поперек керна блоки из заготовок других типоразмеров, но по длине не более ширины керна, а по высоте (блоков) не более 1,1 диаметра заготовок продольно расположенных. Укладку продольных заготовок блоками осуществляют таким образом, чтобы сдвиг соседних слоев, рассматриваемый как расстояние между одноименными торцами (левым или правым) заготовок в ближних блоках соседних слоев был в пределах 0,575-0,8 от длины продольных заготовок, причем предпочтительно, чтобы зазоры между торцами заготовок одного слоя приходились посередине блока заготовок соседнего слоя. The aim of the present invention is to remedy these disadvantages, i.e., to increase the uniformity of properties along the length of the workpiece. This goal is achieved by the fact that long workpieces are laid in the core so that the width of the core transverse layer between adjacent core loading elements is within 0.05-0.15 of the length of the longitudinal workpieces and the distance between the workpiece layers is 0.31.0 of the width core core. The main element of the proposed method of core laying is that the distance between the ends of adjacent blocks of long workpieces is set within 0.15-0.6 of the length of long workpieces, and symmetrical to the ends of the workpieces of longitudinal blocks, blocks from workpieces of other sizes are laid across the core, but the length is not more than the width of the core, and the height (blocks) not more than 1.1 diameters of the workpieces longitudinally located. Laying the longitudinal blanks in blocks is carried out in such a way that the shift of adjacent layers, considered as the distance between the ends of the same name (left or right) of blanks in the neighboring blocks of adjacent layers, is within 0.575-0.8 of the length of the longitudinal blanks, and it is preferable that the gaps between the ends blanks of one layer were in the middle of a block of blanks of the adjacent layer.
Длина поперечных заготовок ограничена шириной керна. При размерах больше ширины керна выступающего вбок концы заготовок будут захоложены, т.е. недографитированы, что нежелательно. Ограничения поперечного блока по высоте связано с тем, что при его размерах больше 1,1 от диаметра продольных заготовок нарушается картина протекания электрического тока по слоям, что приведет к неравномерному нагреву заготовок и нарушит линейный характер распространения тепла по продольным заготовкам, что также нежелательно. Толщина керновых прослоек определяет общее сопротивление печи, поэтому ее выбирают, согласуясь с питающим печь оборудованием. Если его мощность достаточна, то можно начинать работу при невысоких сопротивлениях и, следовательно, толщину прослоек брать небольшую. В этом случае укладка керна должна быть более тщательной, чтобы выдержать более точно размеры. При малой мощности питающей установки начальное сопротивление печи следует поднять с тем, чтобы можно было провести процесс в заданное время. При нагреве керна его сопротивление резко падает, что приводит к уменьшению возможностей и трудностям в управлении процессом. The length of the transverse blanks is limited by the width of the core. For sizes larger than the core width, the lateral protruding ends will be cold, i.e. undergraduated, which is undesirable. The height of the transverse block is related to the fact that when it is larger than 1.1 from the diameter of the longitudinal blanks, the pattern of electric current flowing through the layers is violated, which will lead to uneven heating of the blanks and violate the linear nature of the heat distribution along the longitudinal blanks, which is also undesirable. The thickness of core layers determines the overall resistance of the furnace, so it is chosen in accordance with the equipment that feeds the furnace. If its power is sufficient, then you can start work at low resistances and, therefore, take a small thickness of the layers. In this case, the core laying should be more thorough in order to withstand more accurately the dimensions. With a low power supply unit, the initial resistance of the furnace should be raised so that the process can be carried out at a given time. When the core is heated, its resistance drops sharply, which leads to a decrease in the capabilities and difficulties in controlling the process.
Величина зазора между торцами заготовок продольных блоков выбирается в зависимости от требуемой однородности свойств по заготовке. В зазор устанавливают поперечно блоки коротких заготовок, которые разбивают общий разор на ряд керновых прослоек, каждая из которых является источником тепла. На приведенном фиг.2 это хорошо видно. The gap between the ends of the workpieces of the longitudinal blocks is selected depending on the required uniformity of properties on the workpiece. Blocks of short workpieces are installed transversely into the gap, which divide the common break into a number of core layers, each of which is a heat source. In the figure 2, this is clearly visible.
Расстояние между слоями выбирается с учетом удельного электросопротивления керновой и теплоизоляционной пересыпок. Оно должно обеспечивать автономность нагрева каждого слоя заготовок без перетекания электроэнергии от одного слоя к другому через эту пpослойку. The distance between the layers is selected taking into account the electrical resistivity of the core and thermal insulation fillings. It should ensure autonomy of heating of each layer of billets without flowing electricity from one layer to another through this layer.
Заполнение прослоек между слоями и зазоров между торцами заготовок продольных блоков может осуществляться двояко, но в обоих случаях будет способствовать достижению указанной цели. The filling of the interlayers between the layers and the gaps between the ends of the blanks of the longitudinal blocks can be carried out in two ways, but in both cases it will help to achieve this goal.
В первом случае, прослойки заполняют теплоизоляционной углеродной пересыпкой крупностью 0-5 мм, а зазоры между торцами заготовок соседних блоков керновой углеродной пересыпкой крупностью 5-40 мм. Таким путем обеспечивается движение электрического тока вдоль слоев и тепловыделяющими элементами загрузки в основном являются керновые прослойки. In the first case, the interlayers are filled with a heat-insulating carbon powder with a grain size of 0-5 mm, and the gaps between the ends of the blanks of adjacent blocks with a carbon core powder with a grain size of 5-40 mm. In this way, the movement of electric current along the layers is ensured, and core layers are mainly fuel elements of the charge.
Во втором случае, прослойки заполняют керновой углеродной пересыпкой крупностью 5-40 мм, а зазоры между торцами соседних блоков в слое теплоизоляционной углеродной пересыпкой крупностью 0-5 мм и тепловыделяющими элементами загрузки, в этом случае являются части прослоек между слоями в местах взаимного перекрытия заготовок в соседних слоях. Крупность частиц керновой пересыпки не имеет существенного значения. На заводах, выпускающих электроды для металлургической промышленности, применяется пересыпка крупностью 15-40 мм, а на заводах, выпускающих конструкционный графит, крупностью 5-15 мм. In the second case, the interlayers are filled with a core carbon sprinkling with a grain size of 5-40 mm, and the gaps between the ends of adjacent blocks in the layer of heat-insulating carbon sprinkling with a grain size of 0-5 mm and heat-generating loading elements, in this case are the parts of the layers between the layers in the places of mutual overlap of the workpieces in adjacent layers. The size of the core particles is not significant. In factories producing electrodes for the metallurgical industry, overfilling with a grain size of 15-40 mm is used, and in factories producing structural graphite with a grain size of 5-15 mm.
Приведенный патентно-информационный поиск показал, что указанные признаки не применялись ранее в аналогичных технических решениях и это позволяет считать предложенное решение соответствующим критеpию "Существенные отличия". The above patent information search showed that the indicated features were not previously used in similar technical solutions and this allows us to consider the proposed solution as meeting the criteria for "Significant differences".
Предложенное решение заключается в увеличении зазора между торцами заготовок и во введении дополнительных поперечных элементов загрузки позволяет получить дополнительные источники тепла для нагрева каждой заготовки, т.е. помимо торцевого нагрева появляется еще и нагрев со стороны боковой поверхности посредине заготовки, причем на достаточно обширном участке, достигающем 0,6 длины заготовки. Введение поперечных блоков позволяет рассредоточить источник тепла, увеличивая количество поперечных прослоек. Все это способствует более "мягкому" нагреву заготовок. Рассредоточение источников тепла при сохранении общего тепловыделения в резистивных элементах загрузки печи (суммарная ширина поперечных керновых прослоек остается постоянной) уменьшает опасность перегрева стен печи и их разрушения. The proposed solution consists in increasing the gap between the ends of the workpieces and in the introduction of additional transverse loading elements allows you to get additional heat sources for heating each workpiece, i.e. In addition to the end heating, there is also heating from the side of the side surface in the middle of the workpiece, moreover, in a rather vast area, reaching 0.6 of the length of the workpiece. The introduction of transverse blocks allows you to disperse the heat source, increasing the number of transverse layers. All this contributes to a "softer" heating of the workpieces. The dispersion of heat sources while maintaining the overall heat generation in the resistive elements of the furnace loading (the total width of the transverse core layers remains constant) reduces the risk of overheating of the furnace walls and their destruction.
Кроме того в этом случае упрощается вопрос о компановке керна, так как подбором размеров поперечных блоков всегда можно сбалансировать общую длину слоя и общую длину греющих керновых прослоек. In addition, in this case, the question of core stacking is simplified, since by selecting the dimensions of the transverse blocks it is always possible to balance the total layer length and the total length of heating core layers.
Существенное значение имеют также вопросы заполнения прослоек и межторцевых зазоров, что обеспечивает различные принципы нагрева заготовок в процессе графитации. The issues of filling the interlayers and inter-face gaps are also of significant importance, which provides various principles for heating the workpieces during graphitization.
Пакетировка керна по этому способу, например, по первому варианту загрузки, осуществляется следующим образом. На слой теплоизоляционной пересыпки укладывают сначала первый слой заготовок блоками по ширине керна продольно с заданным зазором между торцами заготовок соседних блоков в пределах указанных выше величин. Затем в промежутки между торцами заготовок продольных блоков устанавливают поперек керна симметрично торцам заготовок продольных блоков блоки заготовок других типоразмеров длиной не более ширины керна. Свободное пространство между торцами заготовок блоков засыпают керной пересыпкой. На уложенный слой заготовок насыпают слой теплоизоляционной пересыпки заданной толщины. Следующий слой заготовок укладывают аналогично, только сдвигают его в продольном направлении на заданную величину в пределах 0,575-0,8 от длины заготовок. Опять насыпают слой теплоизоляционной пересыпки. Следующий (третий по счету) слой кладут в точности как первый. Четвертый по счету слой кладут в точности, как второй и т.д. до окончания загрузки керна. Core packing according to this method, for example, according to the first download option, is carried out as follows. First, the first layer of blanks is laid on the heat-insulating overburden layer in blocks along the core width longitudinally with a predetermined gap between the ends of the blanks of adjacent blocks within the above values. Then, in the intervals between the ends of the workpieces of the longitudinal blocks, blocks of workpieces of other sizes of a length not exceeding the core width are installed across the core symmetrically to the ends of the workpieces of the longitudinal blocks. The free space between the ends of the block blanks is covered with core filling. A layer of heat-insulating dusting of a given thickness is poured onto a laid layer of blanks. The next layer of blanks is laid similarly, only it is shifted in the longitudinal direction by a predetermined amount in the range of 0.575-0.8 of the length of the blanks. Again, a layer of thermal insulating powder is poured. The next (third) layer is laid exactly as the first. The fourth layer is laid exactly like the second, etc. until core loading is complete.
После укладки всех слоев заготовок сверху насыпают слой тепоизоляционной пересыпки толщиной 600-700 мм и одновременно заполняют теплоизоляционной пересыпкой боковые слои. After laying all the layers of the workpieces, a layer of heat-insulating sprinkling with a thickness of 600-700 mm is poured on top and at the same time the side layers are filled with heat-insulating sprinkling.
По предлагаемому способу на одном из электродных заводов были проведены опытные кампании графитации. Варьировались зазоры между торцами заготовок соседних блоков и величина сдвига слоев друг относительно друга. Толщина прослойки теплоизоляции между слоями заготовок была выбрана 75 мм и не менялась в опытах, поскольку электросопротивление керновой пересыпки не менее чем в 4 раза ниже электросопротивления теплоизоляционной. Это обеспечивает отсутствие перетекания тока от слоя к слою. Опытные кампании проводились на П-образных печах шириной 3200 мм размером керна по проекту 1750х1750 мм, т. е. позволяющим вести укладку в керн заготовок длиной не более 1750 мм обычным способом (при поперечном расположении заготовок в керне). Общая длина керна печи 35 м. Графитировали заготовки электродов ⌀ 555х2200 мм. Их укладывали в слои блоками по три штуки. В качестве поперечных элементов использовали заготовки электродов ⌀ 300х1750 мм в блоках по две штуки по высоте и по одной по ширине. According to the proposed method, pilot graphitization campaigns were conducted at one of the electrode plants. The gaps between the ends of the blanks of neighboring blocks and the amount of shift of the layers relative to each other were varied. The thickness of the insulation layer between the blanks was chosen to be 75 mm and did not change in the experiments, since the electrical resistance of the core filling was no less than 4 times lower than the electrical resistance of the thermal insulation. This ensures that no current flows from layer to layer. Pilot campaigns were carried out on U-shaped furnaces with a width of 3200 mm and a core size of 1750x1750 mm, that is, which made it possible to lay blanks with a length of not more than 1750 mm in the usual way in the core (with the transverse arrangement of blanks in the core). The total length of the furnace core was 35 m. Electrode blanks ⌀ 555x2200 mm were graphitized. They were laid in layers in blocks of three. As transverse elements, electrode blanks ⌀ 300x1750 mm in blocks of two pieces in height and one in width were used.
На фиг. 1 приведена схема загрузки печи в одной из опытных кампаний. Зазор между торцами заготовок соседних блоков взят 850 мм, что составляет 0,39 от длины заготовок (продольных), толщина керновой прослойки между торцами заготовок продольных блоков и поперечным блоком 275 мм, что составляет 0,125 от длины продольных заготовок. Соседние слои смещены по отношению друг к другу на 0,7 длины заготовки. In FIG. 1 is a diagram of the furnace loading in one of the pilot campaigns. The gap between the ends of the blanks of adjacent blocks was taken 850 mm, which is 0.39 of the length of the blanks (longitudinal), the core thickness between the ends of the blanks of the longitudinal blocks and the transverse block is 275 mm, which is 0.125 of the length of the longitudinal blanks. Adjacent layers are offset relative to each other by 0.7 length of the workpiece.
На фиг. 2 и в таблице приведено распределение значений удельного электросопротивления по длине заготовки для различных вариантов упаковки керна по предлагаемому изобретению. Как видно из этих материалов при малых смещениях слоев друг относительно друга заметна неоднородность значений удельного электросопротивления по длине заготовки. При увеличении смещения неоднородности значений удельного электросопротивления по длине заготовки заметно ниже. In FIG. 2 and the table shows the distribution of values of electrical resistivity along the length of the workpiece for various core packaging options according to the invention. As can be seen from these materials, at small displacements of the layers relative to each other, the heterogeneity of the values of electrical resistivity along the length of the workpiece is noticeable. With increasing displacement of the heterogeneity of the values of electrical resistivity along the length of the workpiece is noticeably lower.
Предлагаемый способ дает возможность выпуска качественных крупногабаритных электродов на печах малой ширины и емкости. Такие печи требуют меньших капитальных затрат на их строительство. Способ одновременно приводит к повышению стойкости печи, т.е. к снижению ремонтных расходов, так как воздействие на стены печи теплового потока от керновых прослоек рассредотачивается на большую поверхность стен печи. The proposed method makes it possible to produce high-quality large-sized electrodes on small width and capacity furnaces. Such furnaces require lower capital costs for their construction. The method simultaneously leads to an increase in oven resistance, i.e. to reduce repair costs, since the effect on the furnace walls of the heat flow from core layers is dispersed on a large surface of the furnace walls.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5032877 RU2059591C1 (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Graphitization furnaces sample packing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5032877 RU2059591C1 (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Graphitization furnaces sample packing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2059591C1 true RU2059591C1 (en) | 1996-05-10 |
Family
ID=21599630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5032877 RU2059591C1 (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Graphitization furnaces sample packing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2059591C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2568493C1 (en) * | 2014-08-26 | 2015-11-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Method of packing large-size isostatic moulding fine-grain graphite workpieces during graphitation |
-
1992
- 1992-03-18 RU SU5032877 patent/RU2059591C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 998337, кл. C 01B 31/04, 1983. Авторское свидетельство СССР N 515723, кл. C 01B 31/04, 1976. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2568493C1 (en) * | 2014-08-26 | 2015-11-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Method of packing large-size isostatic moulding fine-grain graphite workpieces during graphitation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW565877B (en) | Electric heater for heat-treatment furnace | |
| US4655812A (en) | Electric heating of glass forehearth | |
| CN1834205B (en) | Process for producing graphitizing petrol coke by Acheson graphitizing furnace | |
| RU2059591C1 (en) | Graphitization furnaces sample packing method | |
| US3642261A (en) | Furnace skids and beams | |
| CA1207534A (en) | Glass melting furnaces | |
| CA1047084A (en) | Electric furnace for melting glass | |
| US3967046A (en) | Apparatus and method for increasing furnace life in an electric furnace for thermoplastic materials | |
| EP0167402B1 (en) | Forehearths | |
| UA41447C2 (en) | Method of continuous production of self-sintered electrode and device for continuous production of self-sintered electrode | |
| CN105149581B (en) | The method for avoiding strain cracking in ES magnetic core sintering processes | |
| JP3674083B2 (en) | Float glass manufacturing method | |
| CN103604292B (en) | Three-phase alternating current mineral hot furnace furnace control method and three-phase alternating current mineral hot furnace | |
| US3961126A (en) | Apparatus and method for increasing electric power in an electric glass-melting furnace | |
| CN106643183A (en) | Furnace loading method for electrode production through Acheson graphitizing furnace | |
| KR101615705B1 (en) | Metallic sector for vitrification cold crucible | |
| US4531218A (en) | Glass melting furnace | |
| SU998337A1 (en) | Method for making packages of cylindrical carbon blanks in graphitization furnaces | |
| CN206288968U (en) | A kind of graphitization product purifies structure | |
| CN219714024U (en) | Furnace charging system for producing large-specification graphite bricks by Acheson graphitizing furnace | |
| US3715439A (en) | Electric smelting furnace electrode having a wooden core | |
| CN218495811U (en) | Ultra-large yellow phosphorus electric furnace | |
| DE2222190A1 (en) | Plasma furnace | |
| JPS60131832A (en) | Improvement for glass electric melting technique | |
| RU2568493C1 (en) | Method of packing large-size isostatic moulding fine-grain graphite workpieces during graphitation |