RU2283290C2

RU2283290C2 - Chamber electric resistance furnace

Info

Publication number: RU2283290C2
Application number: RU2004102321/02A
Authority: RU
Inventors: Алексей Юрьевич Ким (RU); Алексей Юрьевич Ким; Юрий Валентинович Ким (RU); Юрий Валентинович Ким
Original assignee: Алексей Юрьевич Ким; Юрий Валентинович Ким
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2006-09-10
Also published as: RU2004102321A

Abstract

FIELD: metallurgical industry; building industry.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of metallurgical industry and building industry, in particular, to the chamber electric resistance furnace. The chamber electric resistance furnace for manufacture of the pyroceramic products contains the working chamber with the vertical faces, the rod-like heaters fixed in the annular type anode- cathode holders, which are in the contact with the main current lead, and also one or a set of the vertical casting molds, each of which is arranged in the working chamber. The furnace is supplied with the additional annular anode-cathode holders, in which there are the tubular vertical casting molds arranged in height of the working chamber and fixed, and with the additional current lead, which is in the contact with the additional annular anode-cathode holders. The working chamber has the central pole mounted along its vertical axis and fixed in the annular anode-cathode holders, which are in contact with the main current lead. The refractory brickwork of the working chamber contains the air-ventilation chamber serving for refrigeration of the working chamber and is supplied with the mounted outside the furnace ventilators and with arranged in blast-furnace brickwork of an air-ventilation chamber the entrance door and the air ventilation channels. At the usage of the invention it ensures the optimum mode of manufacture of the large-size pyroceramic hardware products.

EFFECT: the invention ensures the optimum mode of production of the large-size pyroceramic hardware products.

6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к стройиндустрии, а именно к заводскому изготовлению крупноразмерных ситалловых круглых труб, коробчатых конструкций и других сборных изделий, обладающих высокой прочностью, жаростойкостью, непроницаемостью, коррозионно-стойкостью и долговечностью.The invention relates to the construction industry, namely to the factory manufacturing of large-sized glass ceramic round pipes, box-shaped structures and other prefabricated products having high strength, heat resistance, impermeability, corrosion resistance and durability.

Как показал мировой опыт, изготовление крупногабаритных ситалловых конструкций (а в данном случае речь идет об изделиях длиной до 12 метров и шириной до пяти метров) в существующих промышленных электрических и тем более газовых печах практически невозможно из-за неизбежного трещинообразования ситалла, снижающего его прочность до недопустимых пределов. При нормальной производительности известных печей максимальный размер ситаллового изделия практически не превышает 3 метров. В настоящее время очевидно, что для изготовления более крупных ситалловых конструкций требуется специальная печь.As world experience has shown, the manufacture of large-sized glass structures (and in this case we are talking about products up to 12 meters long and up to five meters wide) in existing industrial electric and especially gas furnaces is practically impossible due to the inevitable cracking of the glass, which reduces its strength to invalid limits. With the normal performance of known furnaces, the maximum size of a glass product is practically no more than 3 meters. It is now apparent that a special furnace is required for the manufacture of larger glass structures.

В то же время сборные крупноразмерные конструкции из ситалла благодаря высоким диэлектрическим свойствам, прочности, коррозионностойкости, непроницаемости и долговечности, как следствие, и высокой экономичности остро необходимы для строительства в газонефтяной, нефтеперерабатывающей, транспортной, мелиоративной, атомноэнергетической, гидротехнической, жилищно-коммунальной, металлургической и другой промышленности. В отраслях, где коррозия определяет срок службы магистралей, металл нередко служит не более 15 лет, а в химических отраслях не более двух-трех лет.At the same time, prefabricated large-sized structures made of glass metal due to their high dielectric properties, strength, corrosion resistance, impermeability and durability, as a result, and high economy are urgently needed for construction in gas and oil, oil refining, transport, land reclamation, nuclear energy, hydraulic engineering, housing and communal, metallurgical and other industry. In industries where corrosion determines the service life of highways, metal often serves no more than 15 years, and in chemical industries no more than two or three years.

Из крупноразмерных ситалловых трубчатых и коробчатых конструкций возможно строительство долговечных морских плаформ для добычи газа и нефти, морских пристаней, резервуаров для хранения нефтепродуктов, морских секционных танкеров, газгольдеров, коррозионностойких эстакадных труб для газо- и нефтеперерабатывающих заводов, ванн для кислот и щелочей, коррозионно-стойких цисцерн для железнодорожных перевозок и т.д.It is possible to build long-life marine tubular structures for gas and oil production, marinas, oil storage tanks, sectional tankers, gas holders, corrosion-resistant overpass pipes for gas and oil refineries, bathtubs for acids and alkalis, and corrosion-corrosion from large-sized tubular and box-shaped structures. persistent cisterns for rail transportation, etc.

Из труб и коробчатых конструкций возможно эффективное строительство колодцев, скважин, водонапорных башен, гидромелиоративных систем, закрытых систем для переброски питьевой воды в больших объемах и на большие расстояния, жилищно-коммунальное строительство водопроводных систем в городах и т.п.Effective construction of wells, boreholes, water towers, irrigation and drainage systems, closed systems for transporting large volumes and long distances of drinking water, housing and communal construction of water supply systems in cities, etc., is possible from pipes and box structures.

Использование ситалловых конструкций может обеспечить ускоренное строительство:The use of ceramic structures can provide accelerated construction:

- большепролетных ситалловых саркофагов для укрытия атомных электростанций (при заполнении ситалловых коробчатых конструкций перекрытия кварцевым песком радиация при выбросах становится для населения практически безопасной);- large-span sitallic sarcophagi for sheltering nuclear power plants (when filling sitallovye box structures of the ceiling with quartz sand, radiation becomes practically safe for the population during emissions);

- коррозионно-стойких и радиационно-стойких систем трубопроводов для атомных электростанций;- corrosion-resistant and radiation-resistant piping systems for nuclear power plants;

- сейсмостойких крупноблочных жилых и административных зданий;- earthquake-resistant large-block residential and administrative buildings;

- разводки труб из ситалла в зданиях;- distributing pipes from glass in buildings;

- огнестойких многоэтажных и одноэтажных гаражей;- fireproof multi-storey and single-storey garages;

- тоннельных переходов под дорогами в городах;- tunnel crossings under roads in cities;

- большепролетных автодорожных, железнодорожных и городских мостов через судоходные реки и другие естественные препятствия;- large-span road, rail and city bridges over navigable rivers and other natural obstacles;

- скоростных эстакадных магистралей;- high-speed overpasses;

- перекрытий металлургических и других цехов с тяжелым крановым оборудованием;- overlappings of metallurgical and other workshops with heavy crane equipment;

- морских эстакад и причалов;- sea overpasses and moorings;

- защитных дамб при возможном затоплении поселков от разлива рек, селевых потоков или от схода снежных лавин и многое другое.- protective dams with the possible flooding of villages from river spills, mudflows or from avalanches and much more.

Предлагаемая электропечь при определенной технологии изготовления изделий имеет максимальный уровень температур, не превышающий 1100°С, но требования к равномерности температур по всему объему сформованного изделия и ограничения по скорости нагревания и охлаждения сформованных изделий еще более высокие, чем у высокотемпературных печей (с температурой до 1750°С), предназначенных для обжига огнеупорных, как правило, некрупных материалов.The proposed electric furnace with a certain technology of manufacturing products has a maximum temperature level not exceeding 1100 ° C, but the requirements for uniformity of temperatures throughout the volume of the molded product and the restrictions on the speed of heating and cooling of molded products are even higher than in high-temperature furnaces (with temperatures up to 1750 ° C) intended for firing refractory, as a rule, medium-sized materials.

Формование (т.е. формообразование) изделий из ситаллового стекла осуществляется за счет расплава готового (гранулированного, порошкового, кускового и др.) ситаллового стекла в формах нагреванием его до температуры, не превышающей 1100°С. Словом, предлагаемые камерные электропечи не являются высокотемпературными, хотя по сути своей и прежде всего по требованиям к равномерности температурного поля ближе к камерным электропечам обжига огнеупорных изделий, чем к электропечам, предназначенным, скажем, для термообработки металла. Для металла, как известно, высокая скорость охлаждения не только не страшна, но часто желательна.Molding (i.e. shaping) of glassware is carried out by melt of finished (granular, powder, lump, etc.) glassware in molds by heating it to a temperature not exceeding 1100 ° С. In short, the proposed chamber electric furnaces are not high-temperature, although in essence and primarily in terms of the requirements for uniformity of the temperature field, they are closer to chamber electric furnaces for firing refractory products than to electric furnaces intended, say, for heat treatment of metal. For metal, as you know, a high cooling rate is not only not scary, but often desirable.

Задачей изобретения является создание такой промышленной камерной электропечи сопротивления, которая бы позволяла изготавливать ситалловые крупноразмерные круглые трубы, коробчатые конструкции и другие ситалловые изделия без микротрещин и с высокой производительностью. Для изготовления же крупноразмерных ситалловых конструкций нужна такая электропечь, которая бы отличалась от известных электропечей уникальными возможностями для управления температурным полем как во времени, так и во всем объеме синтезируемого ситалла.The objective of the invention is the creation of such an industrial chamber resistance electric furnace, which would make it possible to produce large-sized round ceramic pipes, box-shaped structures and other ceramic products without microcracks and with high productivity. For the manufacture of large-sized glass structures, an electric furnace is needed that would differ from the known electric furnaces with unique capabilities for controlling the temperature field both in time and in the entire volume of the synthesized glass.

Известна газовая печь камерного типа, предназначенная для обжига огнеупорных изделий, содержащая прямоугольную рабочую камеру с вертикальными гранями, образованными огнеупорной кладкой, ограниченную снизу и сверху выполненными из огнеупорных материалов фундаментом и сводом, имеющим отверстия для охаждения печи, газовые горелки, установленные в окнах огнеупорной кладки по высоте вертикальных граней рабочей камеры и соединенные с газораспределительной системой, а также расположенные в рабочей камере обжигаемые изделия.A chamber-type gas furnace is known for firing refractory products, comprising a rectangular working chamber with vertical faces formed by refractory masonry, bounded by a foundation and a vault made of refractory materials from below and above, having openings for cooling the furnace, gas burners installed in the windows of the refractory masonry the height of the vertical faces of the working chamber and connected to the gas distribution system, as well as fired products located in the working chamber.

В начальный период обжига изделий разность температур по высоте камерных газовых печей обычно достигает 100-200°С и выше, а к концу обжига 20-30°С [1. Гинзбург Д.Б. и др. Печи и сушила силикатной промышленности. - М.: Гос. изд-во литературы по строительным материалам, 1956, с.173, 374-432. 2. Мамыкин П.С., Левченко П.В., Стрелов К.К. Печи и сушила огнеупорных заводов. Свердловск: Государственное издательство по металлургии, 1963. - с.342-344].In the initial period of firing products, the temperature difference in height of the chamber gas furnaces usually reaches 100-200 ° C and higher, and by the end of firing 20-30 ° C [1. Ginzburg D.B. and others. Furnaces and dryers of the silicate industry. - M .: State. publishing house of literature on building materials, 1956, p. 173, 374-432. 2. Mamykin P.S., Levchenko P.V., Strelov K.K. Furnaces and dried refractories. Sverdlovsk: State Publishing House for Metallurgy, 1963. - S. 342-344].

Камерная печь имеет рабочую камеру прямоугольного, квадратного или круглого очертания в плане с площадью обычно от 10 до 30 квадратных метров, в которую помещаются все изделия сразу и подвергаются высокотемпературному обжигу одновременно. В частности, изделия могут иметь достаточно крупные размеры. Температура же всех изделий во время обжига одинакова. Этим камерная печь отличается от обжиговой печи тоннельного типа, когда длина печи может достигать 100-200 метров, при этом изделия, как правило, мелкие, а температура изделий во время обжига различна и зависит от положения изделий по длине тоннеля и скорости их движения на жаропрочных поддонах сцепленных вагонеток.The chamber furnace has a working chamber of a rectangular, square or round shape in plan with an area usually of 10 to 30 square meters, in which all products are placed at once and are subjected to high-temperature firing simultaneously. In particular, the products may have a sufficiently large size. The temperature of all products during firing is the same. This differs from the chamber kiln of the tunnel type, when the length of the kiln can reach 100-200 meters, while the products are usually small, and the temperature of the products during firing is different and depends on the position of the products along the length of the tunnel and their speed in heat-resistant pallets of coupled trolleys.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сути является камерная электропечь сопротивления, предназначенная для обжига керамических изделий, содержащая рабочую камеру с вертикальными гранями, образованными огнеупорной кладкой, ограниченную снизу и сверху выполненными из огнеупорных материалов фундаментом и съемной крышкой, стержневые нагреватели из жаропрочного материала, расположенные вертикально по высоте вертикальных граней рабочей камеры и закрепленные в выполненных из жаропрочного сплава кольцевых анодно-катодных держателях, находящихся в контакте с токоподводом, который соединен с объединенными в единую электрическую цепь коммутирующим устройством, пультом управления и трансформаторной подстанцией, подключенной к высоковольтной линии электропередач, а также расположенные в рабочей камере обжигаемые изделия.Closest to the proposed invention in technical essence is a resistance chamber furnace intended for firing ceramic products, containing a working chamber with vertical faces formed by refractory masonry, bounded by a base and a removable lid made of refractory materials, rod heaters made of heat-resistant material, located vertically in height of the vertical faces of the working chamber and fixed in the ring anode-made of heat-resistant alloy cathode holders in contact with the current supply, which is connected to a switching device, a control panel and a transformer substation connected to a high-voltage power line combined into a single electric circuit, as well as fired products located in the working chamber.

При этом камерная электропечь сопротивления может быть выполнена с двойными стенками из огнеупорного материала, внутренней и наружной, установленными с зазором, имеющими вентиляционные каналы и соединенные между собой [патент РФ №2144169 С1 от 10.01.2000. Камерная электропечь для обжига керамических изделий. / Филипов B.C., Соловьев Г.П., Шустров Н.Н., Варушкин В.В. - РОСПАТЕНТ РФ, Москва, 1999].In this case, the chamber electric resistance furnace can be made with double walls of refractory material, internal and external, installed with a gap, having ventilation ducts and interconnected [RF patent No. 2144169 C1 of 10.01.2000. Chamber electric furnace for firing ceramic products. / Filipov B.C., Soloviev G.P., Shustrov N.N., Varushkin V.V. - ROSPATENT RF, Moscow, 1999].

Значительный температурный перепад в пространстве от стержневых нагревателей до вертикальных осей литьевых форм, как и существенный перепад температур по высоте рабочей камеры, характерны для известных камерных электропечей сопротивления.A significant temperature difference in space from rod heaters to the vertical axes of injection molds, as well as a significant temperature difference along the height of the working chamber, are characteristic of known chamber resistance electric furnaces.

Указанное решение принимается за прототип изобретения.The specified decision is taken as a prototype of the invention.

Печи, связанные с варкой стекла и литьем, как правило, традиционно стекольные, высокотемпературные. В них варится стекло специального состава, а затем разливается по формам с применением различных литьевых, прокатных, формообразующих и других машин или устройств. Стекло при этом остывает с определенной скоростью до температуры окружающей среды. И если учесть, что стекло размягчается при температуре порядка 600-700°С, то станет ясно, почему получили распространение лишь те небольшие ситалловые изделия, формообразующую устойчивость которых стабилизировать несложно (в керамике, например, температура обжига материала намного ниже температуры расплава материала и, следовательно, эти изделия в искусственной стабилизации и тем более в необходимости жаропрочной формы при обжиге не нуждаются).Furnaces associated with glass melting and casting, as a rule, are traditionally glass, high-temperature. Glass of special composition is brewed in them, and then it is poured into molds using various injection molding, rolling, forming and other machines or devices. In this case, the glass cools at a certain rate to ambient temperature. And if we take into account that the glass softens at a temperature of the order of 600-700 ° C, then it will become clear why only those small glass products were obtained whose shape-forming stability is not difficult to stabilize (in ceramics, for example, the firing temperature of the material is much lower than the melt temperature of the material therefore, these products do not need to be stabilized artificially and especially not in the need for a heat-resistant form during firing).

В предлагаемой камерной электропечи, предназначенной для изготовления крупноразмерных конструкций из ситаллового стекла, производится формование изделий. На ЭВМ пульта управления заранее программируется весь процесс получения ситалловых изделий в печи. Гранулированное стекло в холодном состоянии засыпается в специальные электропроводные формы, в них расплавляется, проходит термообработку и превращается в ситалловые изделия, которые в течение суток вынимаются из форм в холодном же состоянии.In the proposed chamber electric furnace, intended for the manufacture of large-sized structures made of glass-ceramic, the products are molded. On the computer of the control panel, the whole process of obtaining ceramic products in the furnace is pre-programmed. In the cold state, granulated glass is poured into special electrically conductive forms, it melts, undergoes heat treatment and turns into glass products, which are removed from the molds in the cold state during the day.

Исключая из технологического процесса разлив горячего стекла по формам, мы исключаем неблагоприятные для рабочих производственные условия.By eliminating mold spills from the technological process, we exclude adverse working conditions for workers.

Кроме того, в предлагаемой печи нет необходимости температуру расплавленного стекла опускать до температуры окружающей среды, чтобы затем вновь поднимать ее в процессе термообработки. Это существенно экономит электроэнергию.In addition, in the proposed furnace there is no need to lower the temperature of the molten glass to ambient temperature, then to raise it again during the heat treatment. This significantly saves energy.

Предлагаемая камерная электропечь сопротивления, с одной стороны, является печью сопротивления косвенного действия (как электропечь, принятая за прототип), а с другой стороны, является электропечью сопротивления прямого действия, поскольку нагревание током трубчатых форм сопровождается электронагревом заключенного в формах ситаллового стекла, которое в жидком состоянии обладает электропроводностью.The proposed chamber resistance electric furnace, on the one hand, is an indirect resistance furnace (like an electric furnace adopted as a prototype), and on the other hand, it is a direct resistance resistance electric furnace, since current heating in tubular forms is accompanied by electric heating of glass-enclosed glass molds, which is in liquid state has electrical conductivity.

Технической задачей изобретения является создание оптимальных условий для изготовления расположенной в рабочей камере электропечи крупноразмерной конструкции из ситаллового стекла, при которых гарантировано плавное изменение во времени температуры синтезируемого ситалла с тем минимальным по объему конструкции температурным градиентом, который исключает трещинообразование ситалла и при которых возможно изготовление высококачественных ситалловых конструкций с максимальной производительностью электропечи.An object of the invention is to create optimal conditions for the manufacture of a large-sized glass metal structure located in the working chamber of an electric furnace, in which a smooth change in time of the temperature of the synthesized glass is guaranteed with a temperature gradient that is minimal in volume of the structure, which eliminates the crack formation of glass and in which it is possible to produce high-quality glass materials designs with maximum electric furnace performance.

Поставленная задача достигается в камерной электропечи сопротивления, предназначенной для изготовления ситалловых изделий, содержащей рабочую камеру с вертикальными гранями, образованными огнеупорной кладкой рабочей камеры, ограниченную снизу и сверху выполненными из огнеупорных материалов фундаментом и съемной крышкой, стержневые нагреватели из жаропрочного материала, расположенные вертикально по высоте вертикальных граней рабочей камеры и закрепленные в выполненных из жаропрочного сплава кольцевых анодно-катодных держателях, находящихся в контакте с основным токоподводом, а также одна или множество вертикальных литьевых форм, каждая из которых расположена в рабочей камере, выполнена из жаропрочного сплава и заполнена ситалловым стеклом, где, согласно изобретению, электропечь снабжена дополнительными кольцевыми анодно-катодными держателями, в которых закреплены расположенные по высоте рабочей камеры электропроводные и выполненные трубчатыми вертикальные литьевые формы, и дополнительным токоподводом, находящимся в контакте с дополнительными кольцевыми анодно-катодными держателями, при этом по вертикальной оси рабочей камеры установлен центральный столб, выполненный с применением токопроводных жаропрочных материалов и закрепленный в кольцевых анодно-катодных держателях, находящихся в контакте с основным токоподводом, кроме того, огнеупорная кладка рабочей камеры содержит расположенную в ней кольцевую в плане вентиляционную камеру, служащую для охлаждения рабочей камеры и снабженную установленными снаружи электропечи вентиляторами и расположенными в огнеупорной кладке вентиляционной камеры входной дверью и вентиляционными каналами.The task is achieved in a resistance electric furnace, intended for the manufacture of ceramic products, containing a working chamber with vertical faces formed by the refractory masonry of the working chamber, bounded by a base and a removable lid made of refractory materials, rod heaters made of heat-resistant material located vertically in height vertical faces of the working chamber and fixed in the ring anode-cathode holders made of heat-resistant alloy, in contact with the main current supply, as well as one or many vertical injection molds, each of which is located in the working chamber, is made of heat-resistant alloy and filled with glass glass, where, according to the invention, the electric furnace is equipped with additional annular anode-cathode holders in which are fixed located along the height of the working chamber, electrically conductive and tubular vertical injection molds, and an additional current lead in contact with additional annular with cathode-holders, with a central pillar installed along the vertical axis of the working chamber, made using heat-conductive conductive materials and fixed in annular anode-cathode holders in contact with the main current lead, in addition, the refractory masonry of the working chamber contains an annular in plan, a ventilation chamber used to cool the working chamber and equipped with fans installed outside the electric furnace and located in the refractory masonry hydrochloric chamber entrance door and ventilation ducts.

Основной токоподвод, доставляющий электрический ток к стержневым нагревателям, и дополнительный токоподвод, доставляющий электрический ток к вертикальным трубчатым литьевым формам, могут быть выполнены снизу электропечи стационарными, а сверху электропечи - контактными.The main current supply, delivering electric current to the rod heaters, and the additional current supply, delivering electric current to the vertical tubular injection molds, can be made stationary from the bottom of the furnace, and contact from the top of the furnace.

При изготовлении ситалловых труб или коробчатых конструкций электропечь может иметь множество вертикальных литьевых форм, каждая их которых содержит наружные и внутренние стенки, образующие полость трубчатого поперечного сечения, заполненную ситалловым стеклом.In the manufacture of ceramic pipes or box-shaped structures, an electric furnace can have many vertical injection molds, each of which contains external and internal walls, forming a cavity of tubular cross-section filled with ceramic glass.

Вдоль вертикальных граней центрального столба могут быть установлены стержневые нагреватели из жаропрочного материала, закрепленные в кольцевых анодно-катодных держателях.Along the vertical faces of the central pillar, rod heaters of heat-resistant material can be installed, fixed in annular anode-cathode holders.

При изготовлении ситалловой трубы или коробчатой конструкции большого поперечного размера, при котором в рабочей камере умещается не более одной вертикальной литьевой формы, вертикальная литьевая форма содержит наружную и внутреннюю стенки, образующие полость трубчатого поперечного сечения, заполненную ситалловым стеклом, и установлена в рабочей камере так, что центральный столб расположен внутри вертикальной литьевой формы.In the manufacture of a ceramic pipe or box construction of a large transverse dimension, in which no more than one vertical injection mold fits in the working chamber, the vertical injection mold contains the outer and inner walls forming a tubular cross-section cavity filled with glass glass and is installed in the working chamber in such a way that the central pillar is located inside the vertical mold.

Стержневые нагреватели электропечи могут быть выполнены в виде трубок из жаропрочного сплава, заполненных спресованным порошком графита.The rod heaters of the electric furnace can be made in the form of tubes made of heat-resistant alloy filled with compressed graphite powder.

В предлагаемом изобретении, как и в прототипе, основной токоподвод может быть соединен с объединенными в единую электрическую цепь коммутирующим устройством, пультом управления и трансформаторной подстанцией, подключенной к высоковольтной линии электропередач. В новой электропечи дополнительный токоподвод, находящийся в контакте с дополнительными кольцевыми анодно-катодными держателями, соединен с коммутирующим устройством единой электрической цепи. При этом единая электрическая цепь электропечи может быть снабжена преобразователем переменного тока в постоянный.In the present invention, as in the prototype, the main current supply can be connected to a switching device, a control panel and a transformer substation connected to a high-voltage power line combined into a single electric circuit. In the new electric furnace, an additional current supply, which is in contact with additional annular anode-cathode holders, is connected to a switching device of a single electric circuit. In this case, a single electric circuit of an electric furnace can be equipped with an AC to DC converter.

В отличие от прототипа в предлагаемой камерной электропечи сопротивления обеспечивается возможность гибкого управления режимом работы электропечи с целью создания оптимальных условий для формообразования и термообработки расположенной в рабочей камере электропечи крупногабаритной конструкции из ситаллового стекла, при которых гарантировано плавное изменение температуры синтезируемого ситалла во времени, причем с тем минимальным по объему конструкции температурным градиентом, который исключает трещинообразование ситалла и обеспечивает максимально возможную производительность электропечи.In contrast to the prototype, the proposed chamber resistance electric furnace provides the possibility of flexible control of the operation mode of the electric furnace with the aim of creating optimal conditions for the shaping and heat treatment of the large-sized glass metal structure located in the working chamber of the electric furnace, in which a smooth change in the temperature of the synthesized glass in time is guaranteed, and moreover minimum temperature gradient in the volume of the structure, which eliminates crack formation of glass and weight bakes the maximum possible electric furnace performance.

Предлагаемая камерная электропечь сопротивления в разрезах показана на фиг.1-4. На фиг.1 - рабочая камера при изготовлении ситалловых труб, вид сбоку, разрез 1-1 на фиг.2 электропечи; на фиг.2 - рабочая камера с вертикальными литьевыми формами при изготовлении ситалловых труб, вид в плане, разрез 2-2 на фиг.1 электропечи; на фиг.3 - рабочая камера с вертикальной литьевой формой при изготовлении широкой ситалловой коробчатой конструкции, вид в плане, горизонтальный разрез электропечи при формовании и термообработке конструкции; на фиг.4 - схема единой электрической цепи.The proposed chamber electric resistance furnace in sections is shown in figure 1-4. Figure 1 - working chamber in the manufacture of glass pipes, side view, section 1-1 in figure 2 of an electric furnace; figure 2 - working chamber with vertical injection molds in the manufacture of glass pipes, a plan view, section 2-2 in figure 1 of an electric furnace; figure 3 is a working chamber with a vertical injection mold in the manufacture of a wide ceramic glass box design, a plan view, a horizontal section of an electric furnace during molding and heat treatment of the structure; figure 4 is a diagram of a single electrical circuit.

Камерная электропечь сопротивления, предназначенная для изготовлении ситалловых изделий, содержит рабочую камеру 1 с вертикальными гранями 2, образованными огнеупорной кладкой 3 рабочей камеры 1, ограниченную снизу и сверху выполненными из огнеупорных материалов фундаментом 4 и съемной крышкой 5, стержневые нагреватели 6 из жаропрочного материала, расположенные вертикально по высоте вертикальных граней 2 рабочей камеры 1 и закрепленные в выполненных из жаропрочного сплава кольцевых анодно-катодных держателях 7, находящихся в контакте с основным токоподводом 8, а также одна или множество вертикальных литьевых форм 9, каждая из которых расположена в рабочей камере 1, выполнена из жаропрочного сплава и заполнена ситалловым стеклом 10.The resistance chamber furnace intended for the manufacture of ceramic products contains a working chamber 1 with vertical faces 2 formed by refractory masonry 3 of the working chamber 1, bounded by base 4 and removable cover 5 made of refractory materials, and rod heaters 6 made of heat-resistant material located vertically in height of the vertical faces 2 of the working chamber 1 and fixed in the ring anode-cathode holders 7 made of heat-resistant alloy in contact with the main current lead 8, as well as one or many vertical injection molds 9, each of which is located in the working chamber 1, is made of heat-resistant alloy and filled with glass glass 10.

Согласно изобретению электропечь снабжена дополнительными кольцевыми анодно-катодными держателями 11, в которых закреплены расположенные по высоте рабочей камеры 1 электропроводные и выполненные трубчатыми вертикальные литьевые формы 9, и дополнительным токоподводом 12, находящимся в контакте с дополнительными кольцевыми анодно-катодными держателями 11.According to the invention, the electric furnace is equipped with additional annular anode-cathode holders 11, in which are mounted electrically conductive and tubular vertical injection molds 9 located along the height of the working chamber 1, and an additional current lead 12 in contact with the additional annular anode-cathode holders 11.

При этом по вертикальной оси рабочей камеры 1 установлен центральный столб 13, выполненный с применением токопроводных жаропрочных материалов и закрепленный в кольцевых анодно-катодных держателях 7, находящихся в контакте с основным токоподводом 8.At the same time, a central pole 13 is installed along the vertical axis of the working chamber 1, made using heat-conductive conductive materials and fixed in annular anode-cathode holders 7 in contact with the main current lead 8.

Кроме того, огнеупорная кладка 3 рабочей камеры 1 содержит расположенную в ней кольцевую в плане вентиляционную камеру 14, служащую для охлаждения рабочей камеры 1 и снабженную установленными снаружи электропечи вентиляторами 15 и расположенными в огнеупорной кладке вентиляционной камеры входной дверью 16 и вентиляционными каналами 17.In addition, the refractory masonry 3 of the working chamber 1 contains an annular ventilation chamber 14 located therein, used to cool the working chamber 1 and equipped with external fans 15 installed in the refractory masonry of the ventilation chamber with an entrance door 16 and ventilation ducts 17.

Основной токоподвод 8, доставляющий электрический ток к стержневым нагревателям 6, и дополнительный токоподвод 12, доставляющий электрический ток к вертикальным трубчатым литьевым формам 9, могут быть выполнены снизу электропечи стационарными, а сверху электропечи - контактными.The main current lead 8, delivering electric current to the rod heaters 6, and an additional current lead 12, delivering electric current to the vertical tubular injection molds 9, can be made stationary below the furnace, and above the contact furnace.

При изготовлении ситалловых труб или коробчатых конструкций электропечь может иметь множество вертикальных литьевых форм 9, каждая их которых содержит наружные 18 и внутренние 19 стенки, образующие полость 20 трубчатого поперечного сечения, заполненную ситалловым стеклом 10.In the manufacture of ceramic pipes or box-shaped structures, an electric furnace can have many vertical injection molds 9, each of which contains external 18 and internal 19 walls forming a cavity 20 of a tubular cross section filled with glass glass 10.

Вдоль вертикальных граней 21 центрального столба 13 могут быть установлены стержневые нагреватели 6 из жаропрочного материала, закрепленные в кольцевых анодно-катодных держателях 7.Along the vertical faces 21 of the central pillar 13, rod heaters 6 of heat-resistant material can be installed, fixed in annular anode-cathode holders 7.

При изготовлении ситалловой трубы или коробчатой конструкции большого поперечного размера, при котором в рабочей камере умещается не более одной вертикальной литьевой формы 9, вертикальная литьевая форма 9 содержит наружную 22 и внутреннюю 23 стенки, образующие полость 24 трубчатого поперечного сечения, заполненную ситалловым стеклом 10, и установлена в рабочей камере 1 так, что центральный столб 13 расположен внутри вертикальной литьевой формы 9.In the manufacture of a ceramic pipe or box construction of a large transverse dimension, in which no more than one vertical injection mold 9 fits in the working chamber, the vertical injection mold 9 contains an outer 22 and an inner 23 wall forming a cavity 24 of a tubular cross section filled with glass glass 10, and installed in the working chamber 1 so that the central pillar 13 is located inside the vertical injection mold 9.

Стержневые нагреватели 6 электропечи могут быть выполнены в виде трубок 25 из жаропрочного сплава, заполненных спресованным порошком графита 26.The rod heaters 6 of the electric furnace can be made in the form of tubes 25 of a heat-resistant alloy filled with compressed graphite powder 26.

В предлагаемом изобретении, как и в прототипе, основной токоподвод 8 может быть соединен с объединенными в единую электрическую цепь 27 коммутирующим устройством 28, пультом управления 29 и трансформаторной подстанцией 30, подключенной к высоковольтной линии электропередач 31. Дополнительный токоподвод 12, находящийся в контакте с дополнительными кольцевыми анодно-катодными держателями 11, соединен с коммутирующим устройством 28 единой электрической цепи 27. Единая электрическая цепь 27 электропечи в целях экономии электроэнергии может быть снабжена преобразователем 32 переменного тока в постоянный.In the present invention, as in the prototype, the main current lead 8 can be connected to a switching device 28, a control panel 29 and a transformer substation 30 connected to a high voltage power line 31, combined into a single electric circuit 27. An additional current lead 12 in contact with additional ring anode-cathode holders 11, connected to a switching device 28 of a single electrical circuit 27. A single electrical circuit 27 of the electric furnace in order to save energy can be removed Abzhen converter 32 AC to DC.

В отличие от прототипа в предлагаемой камерной электропечи сопротивления обеспечивается возможность гибкого управления режимом работы электропечи с целью создания оптимальных условий для изготовления расположенной в рабочей камере 1 крупноразмерной конструкции, при которых гарантировано плавное изменение температуры синтезируемого ситалла с тем минимальным (в 1-2°С) по объему конструкции температурным градиентом, который исключает трещинообразование ситалла. Наличие двух отдельных токоподводов, основного 8 и дополнительного 12, обеспечивает раздельное и независимое нагревание (или охлаждение) стержневых нагревателей 6 (элементов косвенного нагрева электропечи) и вертикальных литьевых форм 9 (элементов косвенно-прямого нагрева ситаллового стекла). С одной стороны, это позволяет создать стабилизирующую, исключающую резкие перепады во времени температуру рабочей камеры 1 за счет наиболее экономичного косвенного нагрева электропечи основным токоподводом 8, с другой стороны, за счет дополнительного электронагрева самой вертикальной литьевой формы 9 дополнительным токоподводом 12 создаются условия для наиболее равномерного распределения температур по объему синтезируемого ситалла конструкции. В сочетании с работой вентиляционной камеры 14, обеспечивающей принудительное охлаждение рабочей камеры 1 электропечи и, как следствие, быстрое охлаждение вертикальных литьевых форм 9, появляется возможность изготовления высококачественных (т.е. прочных, непроницаемых, коррозионн-остойких, долговечных и т.п.) крупноразмерных сборных ситалловых конструкций в наиболее короткие сроки с максимально возможной производительностью электропечи.In contrast to the prototype, the proposed chamber electric resistance furnace provides the possibility of flexible control of the electric furnace operating mode in order to create optimal conditions for the manufacture of a large-sized structure located in the working chamber 1, under which a smooth change in the temperature of the synthesized glass is guaranteed with the minimum (1-2 ° C) the volume of the structure with a temperature gradient, which eliminates the cracking of the glass. The presence of two separate current leads, the main 8 and additional 12, provides separate and independent heating (or cooling) of the rod heaters 6 (elements of indirect heating of the electric furnace) and vertical injection molds 9 (elements of indirect direct heating of glass metal). On the one hand, this makes it possible to create a stabilizing temperature of the working chamber 1, which eliminates sudden changes in time, due to the most economical indirect heating of the electric furnace by the main current supply 8, and on the other hand, due to the additional electric heating of the most vertical injection mold 9 with the additional current supply 12, conditions are created for the most uniform temperature distribution over the volume of the synthesized structural metal. In combination with the operation of the ventilation chamber 14, which provides forced cooling of the working chamber 1 of the electric furnace and, as a result, the rapid cooling of vertical injection molds 9, it becomes possible to produce high-quality (i.e., strong, impermeable, corrosion-resistant, durable, etc. ) large-sized prefabricated ceramic structures in the shortest possible time with the highest possible productivity of the electric furnace.

Опасные температурные перепады при термообработке ситалловых конструкций, как известно, проявляются в виде:Dangerous temperature differences during heat treatment of ceramic structures, as you know, are manifested in the form:

- различной степени нагрева установленных в рабочей камере вертикальных литьевых форм;- varying degrees of heating installed in the working chamber of vertical injection molds;

- перепада температур от боковой поверхности вертикальной формы к ее вертикальной оси и, следовательно, по толщине стенки ситалловой конструкции;- the temperature difference from the side surface of a vertical shape to its vertical axis and, therefore, along the wall thickness of the ceramic structure;

- перепада температур по высоте вертикальной формы;- temperature difference along the height of the vertical form;

- слишком высокой скорости охлаждения или нагревания ситалловой конструкции.- too high cooling or heating rate of the ceramic structure.

Указанные перепады температуры устраняются за счет отличительных признаков изобретения, а именно за счет дополнительного нагрева ситалла пропусканием электрического тока через металлические вертикальные литьевые формы 9, а также за счет наличия в рабочей камере 1 центрального столба 13 с установленными на нем стержневыми нагревателями 6 косвенного действия.These temperature differences are eliminated due to the distinguishing features of the invention, namely, due to additional heating of the metal by passing electric current through metal vertical injection molds 9, as well as due to the presence in the working chamber 1 of the central column 13 with indirect-mounted rod heaters 6 installed on it.

Наилучшие температурные условия для синтезируемого ситалла при косвенном нагреве электропечи стержневыми нагревателями 6 создаются при помещении вертикальной литьевой формы 9 в квадратную в плане электропечь, имеющую ширину, лишь ненамного превышающую ширину (или диаметр) формы. Однако такая печь малопроизводительна, если ширина ситаллового изделия небольшая.The best temperature conditions for the synthesized glass when indirectly heated by an electric furnace with rod heaters 6 are created by placing a vertical injection mold 9 in a square electric furnace with a width that is only slightly larger than the width (or diameter) of the mold. However, such a furnace is inefficient if the width of the glass product is small.

Хорошие температурные условия создаются при помещении вертикальных литьевых форм в прямоугольную в плане длинную печь (по форме, напоминающую траншею), имеющую ширину, несколько превышающую диаметр или ширину формы. В этих случаях мы наблюдаем нагрев различных форм практически до одинаковой заданной температуры.Good temperature conditions are created when vertical injection molds are placed in a rectangular long planar furnace (in shape resembling a trench) having a width slightly exceeding the diameter or width of the mold. In these cases, we observe the heating of various forms to almost the same given temperature.

При помещении же множества вертикальных литьевых форм в квадратную в плане электропечь, имеющую ширину, намного превышающую ширину отдельной формы, мы не наблюдаем нагрева вертикальных литьевых форм до одинаковой температуры, поскольку одни формы находятся на пути горячих потоков воздуха для других форм и тем самым загораживают их от теплового излучения нагревателей. По этой причине ширина электропечей такого типа обычно не делается более двух-трех метров, даже если изделия сравнительно небольшой ширины.When placing a plurality of vertical injection molds in a square electric furnace with a width much greater than the width of a single mold, we do not observe heating of vertical injection molds to the same temperature, since some molds are in the way of hot air flows for other molds and thereby block them from thermal radiation from heaters. For this reason, the width of electric furnaces of this type is usually not made more than two to three meters, even if the products are relatively small in width.

Благодаря устройству в рабочей камере 1 центрального столба 13 с установленными по его граням 21 стержневыми нагревателями 6 создаются температурные условия для помещенных в квадратную в плане широкую электропечь вертикальных литьевых форм 9 практически такие же, как и в случае прямоугольной в плане длинной электропечи, имеющей ширину, ненамного превышающую ширину отдельной формы (например, при ширине рабочей камеры 6·6 м и ширине столба около 2 м, площадь пола рабочей камеры составит более 32 кв.м, при этом ширина "траншеи" всего 2 м, а длина более 16 м).Thanks to the device in the working chamber 1 of the central column 13 with rod heaters 6 installed along its faces 21, temperature conditions are created for vertical injection molds 9 placed in a square plan wide electric furnace, which are almost the same as in the case of a rectangular long plane electric furnace with a width of slightly exceeding the width of a separate form (for example, with a working chamber width of 6 · 6 m and a column width of about 2 m, the floor area of the working chamber will be more than 32 square meters, while the width of the "trench" is only 2 m and the length is her 16 m).

Однако и этот благоприятный случай, реализованный в квадратной в плане электропечи за счет устройства центрального столба 13 с установленными по его граням стержневыми нагревателями 6, не избавляет нас от перепада температуры в самой вертикальной литьевой форме 9 по радиусу от ее внешней поверхности к вертикальной оси.However, this favorable case, realized in a square in terms of electric furnace due to the device of the central column 13 with rod heaters 6 installed along its faces, does not save us from the temperature drop in the most vertical injection mold 9 along the radius from its outer surface to the vertical axis.

Для устранения этого нежелательного перепада температур, как и перепада температур по высоте вертикальных литьевых форм, металлические вертикальные формы 9 подвергаются дополнительному нагреву (косвенно-прямому нагреву, поскольку жидкое ситалловое стекло 10 пока не отвердеет, проводит электрический ток, повышая при этом на некоторое время КПД электронагрева) за счет электроэнергии дополнительного токоподвода 12.To eliminate this undesirable temperature difference, as well as the temperature difference along the height of the vertical injection molds, the metal vertical molds 9 undergo additional heating (indirectly direct heating, since the liquid glass glass 10 does not yet harden, conducts electric current, while increasing the efficiency for a while electric heating) due to the electric power of an additional current lead 12.

Электронагрев самой вертикальной литьевой формы 9 был бы идеальным, если бы не требовал большого расхода электроэнергии по сравнению с косвенным нагревом ситалла специальными стержневыми нагревателями 6 и если бы не требовал защиты от внештатной ситуации, когда уменьшение или увеличение подаваемой на металлическую форму 9 электроэнергии происходит по команде человека с недопустимо большой скоростью. Необходимо либо эту скорость жестко регламентировать, так как в противном случае нарушение режима термообработки ситалла неизбежно приведет к трещинообразованию ситалла (что при крупногабаритных конструкциях связано с большими денежными потерями), либо предусмотреть конструктивно-технологическую защиту, гарантирующую от возникновения опасной ситуации. Такой конструктивно-технологической защитой, т.е. буфером, обеспечивающим необходимую температурную инерционность рабочей камеры 1, служит косвенный нагрев стержневыми нагревателями 6 помещенных в рабочую камеру вертикальных литьевых форм 9. При этом косвенный нагрев электропечи занимает в энергетическом балансе процесса нагрева ситалла ведущее место. Так, если принять количество электроэнергии, необходимое для термообрабоки ситалла, за 100%, то количество электроэнергии, необходимое при этом для нагрева электропроводных металлических литьевых форм 9 за счет дополнительного токоподвода 12, составит всего 30-40%. И только в случае изготовления широкой коробчатой конструкции, поперечный размер которой сопоставим с шириной рабочей камеры, количество электроэнергии, подаваемой на металлическую литьевую форму 9 дополнительным токоподводом 12, может возрасти до 50-60%. В этом случае остальные 40-50% электроэнергии распределяются на стержневые нагреватели 6, расположенные как по граням 2 рабочей камеры 1, так и по граням 21 вертикального столба 13, подогревающего широкую вертикальную форму 9 изнутри, что существенно снижает неравномерность температурного поля.Electric heating of the most vertical injection mold 9 would be ideal if it did not require a large energy consumption compared to indirect heating of the glass with special rod heaters 6 and if it did not require protection from an emergency situation, when the decrease or increase in the energy supplied to the metal mold 9 occurs on command person with unacceptably high speed. Either it is necessary to strictly regulate this speed, since otherwise a violation of the heat treatment of the ceramic will inevitably lead to cracking of the ceramic (which is associated with large monetary losses with large structures), or provide structural and technological protection to ensure that a dangerous situation does not occur. Such structural and technological protection, i.e. The buffer providing the necessary temperature inertia of the working chamber 1 is indirect heating by rod heaters 6 of vertical injection molds placed in the working chamber 9. In this case, indirect heating of the electric furnace takes a leading place in the energy balance of the process of heating the metal. So, if we take the amount of electricity needed for heat treatment of the metal to be 100%, then the amount of electricity needed to heat the electrically conductive metal molds 9 due to the additional current supply 12 will be only 30-40%. And only in the case of manufacturing a wide box-shaped structure, the transverse size of which is comparable to the width of the working chamber, the amount of electricity supplied to the metal mold 9 with an additional current lead 12 can increase up to 50-60%. In this case, the remaining 40-50% of the electric power is distributed to the rod heaters 6 located both along the faces 2 of the working chamber 1 and along the faces 21 of the vertical column 13, which heats the wide vertical shape 9 from the inside, which significantly reduces the unevenness of the temperature field.

В процессе литьевого формообразования конструкций из ситаллового стекла (в процессе расплава насыпанного в форму гранулированного ситаллового стекла) количество электроэнергии, подаваемое дополнительным токоподводом 12 на электропроводные металлические литьевые формы 9 с целью ускорения технологического процесса, может быть доведено до 70-80%. При этом та небольшая часть электроэнергии, которая затрачивается на нагрев стержневых нагревателей 6, создает те благоприятные условия, при которых электропечь наиболее оптимальным образом выполняет роль термостата для сохранения тепла литьевых форм 9.In the process of injection molding of glass metal structures (during the melt of granular glass glass granulated in the form of molten glass), the amount of electricity supplied by an additional current lead 12 to electrically conductive metal injection molds 9 in order to accelerate the process can be brought up to 70-80%. At the same time, that small part of the electric energy that is spent on heating the rod heaters 6 creates those favorable conditions under which the electric furnace in the most optimal way acts as a thermostat for maintaining the heat of injection molds 9.

Размеры рабочей камеры 1 электропечи, к примеру и в частности, могут быть: сторона квадратной в плане камеры а=6 м, сторона квадратного в плане центрального столба b=1,75 м, высота камеры h=13 м (или h=7 м), ширина вентиляционной камеры 0,75-1 м.The dimensions of the working chamber 1 of the electric furnace, for example, and in particular, can be: the square side in the chamber plan a = 6 m, the square side in the plan of the central pillar b = 1.75 m, the chamber height h = 13 m (or h = 7 m ), the width of the ventilation chamber is 0.75-1 m.

Камерная электропечь сопротивления указанных размеров предназначена для одновременного изготовления восьми ситалловых труб диаметром от 1000 до 1600 мм или восьми ситалловых коробок шириной до 2 м, одной ситалловой коробки шириной от 3 до 5 м или четырех коробок шириной от 2 до 2,5 метров. При этом длина ситалловых конструкций может составлять 12 метров.An electric resistance chamber furnace of the indicated sizes is designed for the simultaneous manufacture of eight ceramic pipes with a diameter of 1000 to 1600 mm or eight ceramic boxes up to 2 m wide, one ceramic box from 3 to 5 m wide or four boxes from 2 to 2.5 meters wide. At the same time, the length of the glass structures can be 12 meters.

Следует отметить, что несмотря на универсальность предлагаемого технического решения, конкретная электропечь той или иной технологической линии ситаллургического завода будет специализирована под выпуск какой-то определенной продукции. Если, к примеру, в данной печи требуется выпускать ситалловые коробки длиной 12 метров и шириной 2-2,5 метра (а такие конструкции нужны для строительства мостов средних пролетов или городских канализационных тоннелей), то в этом случае центральный столб может быть выполнен в виде тонкостенной колонны крестообразного поперечного сечения. Дело в том, что в электропечи при наличии квадратного центрального столба 13 в рабочей камере 1, имеющей горизонтальную сторону в 6 м, можно изготовить всего лишь одну такую коробку. При установке же в рабочей камере центрального столба 13 крестообразного поперечного сечения в той же печи можно изготовить сразу четыре коробки, правда с более низким КПД расхода электоэнергии. При этом за счет преимущественного нагрева вертикальных литьевых форм 9 количество электроэнергии, подаваемое дополнительным токоподводом 12 на электропроводные формы 9, с целью исключения трещинообразования ситалла придется доводить до 70-80% от всей расходуемой печью электроэнергии. И все же решение с четырьмя формами окажется более выгодным.It should be noted that in spite of the universality of the proposed technical solution, a specific electric furnace of one or another technological line of the metallurgical plant will be specialized in the production of any particular product. If, for example, in this furnace it is required to produce ceramic boxes 12 meters long and 2-2.5 meters wide (and such structures are needed for the construction of mid-span bridges or city sewer tunnels), then in this case the central pillar can be made in the form thin-walled columns of a cross-shaped cross section. The fact is that in an electric furnace with a square central pillar 13 in the working chamber 1 having a horizontal side of 6 m, only one such box can be made. When installing in the working chamber of the central pillar 13 of a cross-shaped cross section in the same furnace, four boxes can be made at once, though with a lower efficiency of electricity consumption. At the same time, due to the predominant heating of vertical injection molds 9, the amount of electricity supplied by an additional current lead 12 to the conductive molds 9 will have to be brought up to 70-80% of the total energy consumed by the furnace in order to prevent cracking of the metal. Still, a four-form solution will prove more profitable.

Дополнительные кольцевые анодно-катодные держатели 11 должны быть выполнены из жаропрочного сплава, как и основные кольцевые анодно-катодные держатели 7, как и вертикальные трубчатые литьевые формы 9, как и стержневые нагреватели 6. Центральный же столб 13 может быть выполнен как из огнеупорных материалов с обрамлением по концам из жаропрочного сплава и с навеской стержневых нагревателей 6, так и только из жаропрочного токопроводного сплава, т.е. нагреваемого электроэнергией.Additional annular anode-cathode holders 11 must be made of heat-resistant alloy, as well as the main annular anode-cathode holders 7, as well as vertical tubular injection molds 9, as well as rod heaters 6. The central pillar 13 can be made of refractory materials with framing at the ends of a heat-resistant alloy and with a hinge of rod heaters 6, and only of a heat-resistant conductive alloy, i.e. heated by electricity.

Следует иметь в виду, что все эти "жаропрочные" элементы, такие как нагревательные стержни 6, вертикальные трубчатые литьевые формы 9, центральный столб 13 и даже основные 7 и дополнительные 11 кольцевые анодно-катодные держатели рано или поздно прогорают и их приходится менять. Поэтому все закрепления этих элементов должны быть простейшими, т.е. основанными на применении пазов, резьбы, винтов, зажимов и т.п., а не сварки, к примеру.It should be borne in mind that all these "heat-resistant" elements, such as heating rods 6, vertical tubular injection molds 9, the central pillar 13 and even the main 7 and additional 11 ring anode-cathode holders burn out sooner or later and have to be replaced. Therefore, all the fixations of these elements should be the simplest, i.e. based on the use of grooves, threads, screws, clamps, etc., and not welding, for example.

В одной и той же рабочей камере 1 электропечи в действительности могут изготавливаться самые различные ситалловые конструкции как по величине, так и по форме. Поэтому вертикальные трубчатые литьевые формы 9 возможно придется менять довольно часто. Более того, технологический процесс в отдельных случаях может потребовать легкой вибрации вертикальных трубчатых литьевых форм 9. В связи с этим дополнительные кольцевые анодно-катодные держатели 11 могут содержать специальные упругие элементы снизу и небольшие вибраторы сверху. В некоторых же случаях может быть сменен и центральный столб 13, принцип нагрева которого может быть различным.In the same working chamber 1 of the electric furnace, in reality, a wide variety of glass structures can be manufactured both in size and in shape. Therefore, vertical tubular injection molds 9 may need to be changed quite often. Moreover, the technological process in some cases may require slight vibration of the vertical tubular injection molds 9. In this regard, additional annular anode-cathode holders 11 may contain special elastic elements from below and small vibrators from above. In some cases, the central pillar 13 can be changed, the heating principle of which can be different.

Для изготовления небольших сборочных деталей (в общем случае мелких ситалловых изделий любого назначения) вертикальная трубчатая литьевая форма 9 может быть выполнена одностенчатой с размещением в ней соответствующих небольших (как правило, горизонтальных) литьевых форм, заполненных ситалловым стеклом 10. Это дает возможность быстро расплавить ситалловое стекло в небольших литьевых формах, довести его до определенной температуры и только затем приступить к многоступенчатой термообработке ситалла.For the manufacture of small assembly parts (in the general case, small ceramic products of any purpose), the vertical tubular injection mold 9 can be performed in a single stage with the placement of the corresponding small (usually horizontal) injection molds filled with ceramic glass 10. This makes it possible to quickly melt the ceramic glass in small injection molds, bring it to a certain temperature and only then proceed with the multi-stage heat treatment of glass.

В тех случаях, когда литьевое формование изделий из ситаллового стекла осуществляется в небольших жаропрочных формах, помещаемых в одностенчатые вертикальные формы 9, это выгодно в основном за счет быстрого электронагрева и охлаждения токопроводящих вертикальных форм 9. Но на этапе термообработки изделий из ситаллового стекла, установленных в рабочей камере 1, в небольших формах или без форм, количество электроэнергии, подаваемое на стержневые элементы косвенного нагрева электропечи, может быть доведено до 85-100%.In those cases when injection molding of glassware is carried out in small heat-resistant molds placed in single-stage vertical molds 9, this is advantageous mainly due to the fast electric heating and cooling of the conductive vertical molds 9. But at the stage of heat treatment of glassware made of glass, installed in the working chamber 1, in small forms or without forms, the amount of electricity supplied to the core elements of indirect heating of the electric furnace can be brought up to 85-100%.

Обратим внимание на то, что основной токоподвод 8, доставляющий электрический ток к стержневым нагревателям 6, расположенным вертикально по высоте вертикальных граней 2 рабочей камеры 1 и закрепленным в кольцевых анодно-катодных держателях 7, может быть выполнен стационарным как снизу электропечи, так и сверху.We draw attention to the fact that the main current supply 8, which delivers electric current to rod heaters 6 located vertically along the height of the vertical faces 2 of the working chamber 1 and fixed in the annular anode-cathode holders 7, can be made stationary both from the bottom of the electric furnace and from above.

Отметим также, что ситалловое стекло 10 заранее варится в стекловаренных печах по определенной технологии, гранулируется выливанием в холодную воду и лишь затем засыпается в жаропрочные формы.We also note that the glass 10 is pre-cooked in glass melting furnaces according to a certain technology, granulated by pouring into cold water, and only then it is poured into heat-resistant forms.

При изготовлении круглых труб трубчатые наружные стенки 18 вертикальной литьевой формы 9 имеют внутренний диаметр, равный наружному диаметру изготавливаемой ситалловой трубы. Внутренние же стенки 19 вертикальной литьевой формы 9 имеют наружный диаметр, равный внутреннему диаметру изготавливаемой ситалловой трубы.In the manufacture of round pipes, the tubular outer walls 18 of the vertical injection mold 9 have an inner diameter equal to the outer diameter of the manufactured ceramic pipe. The inner walls 19 of the vertical injection mold 9 have an outer diameter equal to the inner diameter of the manufactured ceramic pipe.

При этом каждая вертикальная литьевая форма 9 изготавливается с учетом конструкций замков сборных трубчатых секций.Moreover, each vertical injection mold 9 is made taking into account the design of the locks of prefabricated tubular sections.

Эта же электропечь используется для изготовления по определенной технологии конструкций замков сборных трубчатых или коробчатых секций.The same electric furnace is used for the manufacture of prefabricated tubular or box sections of locks according to a certain technology.

Рабочая камера 1 электропечи имеет вид высокой прямоугольной комнаты. Основной 8 или дополнительный 12 токоподвод содержит заключенный в охлаждаемую трубу силовой кабель (шину), подводящий напряжение к стержневым нагревателям 6 или к электропроводным вертикальным литьевым формам 9 электропечи. Стержневые нагреватели 6 в общем случае могут быть выполнены из графита или в виде нихромового стержня сплошного или трубчатого поперечного сечения. В последнем случае трубку 25 стержневого нагревателя 6 целесообразно заполнять спресованным порошком 26 графита.The working chamber 1 of the electric furnace has the form of a high rectangular room. The main 8 or additional 12 current lead contains a power cable (bus) enclosed in a cooled pipe supplying voltage to the rod heaters 6 or to the electric conductive vertical injection molds 9 of the electric furnace. Rod heaters 6 in the General case can be made of graphite or in the form of a nichrome rod solid or tubular cross-section. In the latter case, it is advisable to fill the tube 25 of the rod heater 6 with compressed powder of graphite 26.

Фундамент 4 электропечи может быть выполнен из огнеупорного бетона. Огнеупорная кладка 3 стены, расположенной между рабочей камерой 1 и вентиляционной камерой 14, может быть выполнена из шамотного кирпича, а стены, расположенные снаружи вентиляционной камеры 14, - из огнеупорного бетона, объединенного с огнеупорным бетоном фундамента.The foundation 4 of the electric furnace can be made of refractory concrete. The refractory masonry 3 of the wall located between the working chamber 1 and the ventilation chamber 14 can be made of fireclay bricks, and the walls located outside the ventilation chamber 14 can be made of refractory concrete combined with the base refractory concrete.

Входная дверь 16 в вентиляционную камеру 14 электропечи служит для осмотра вентиляционной камеры 14, а также для естественной вентиляции ее.The entrance door 16 to the ventilation chamber 14 of the electric furnace is used to inspect the ventilation chamber 14, as well as for its natural ventilation.

Съемная крышка 5 рабочей камеры 1 содержит верхний контактный основной токоподвод 8 и верхний контактный дополнительный токоподвод 12. Она может быть выполнена из огнеупорного железобетона, усиленного жаропрочной арматурой и стальными балками. При этом бетон необходимо облицевать подвешенными к нему снизу шамотными блоками.The removable cover 5 of the working chamber 1 contains an upper contact main current supply 8 and an upper contact additional current supply 12. It can be made of refractory reinforced concrete reinforced with heat-resistant reinforcement and steel beams. In this case, concrete must be faced with chamotte blocks suspended from below.

Включение в единую электрическую цепь 27 электропечи преобразователя 32 переменного тока в постоянный (т.е. выпрямителя тока) может обеспечить экономию потребляемой электроэнергии при нагревании стержневых нагревателей 6 и особенно при нагревании металлоемких вертикальных литьевых форм 9, разумеется в тех случаях, когда высоковольтная ЛЭП 31 является линией переменного тока, что общепринято.The inclusion in a single electric circuit 27 of an electric furnace of an AC / DC converter 32 (i.e., a rectifier) can save energy when heating rod heaters 6 and especially when heating metal-intensive vertical injection molds 9, of course, in cases where a high-voltage power line 31 is an AC line, which is generally accepted.

ОБОЗНАЧЕНИЯ:NOTATION

1 - рабочая камера1 - working chamber

2 - вертикальные грани2 - vertical faces

3 - огнеупорная кладка рабочей камеры3 - refractory masonry of the working chamber

4 - фундамент4 - foundation

5 - съемная крышка5 - removable cover

6 - стержневые нагреватели6 - rod heaters

7 - кольцевые анодно-катодные держатели7 - ring anode-cathode holders

8 - основной токоподвод8 - main current supply

9 - вертикальные трубчатые литьевые формы9 - vertical tubular injection molds

10 - ситалловое стекло10 - glass glass

11 - дополнительные кольцевые анодно-катодные держатели11 - additional annular anode-cathode holders

12 - дополнительный токоподвод12 - additional current supply

13 - центральный столб13 - the central pillar

14 - вентиляционная камера14 - ventilation chamber

15 - вентиляторы15 - fans

16 - входная дверь16 - front door

17 - вентиляционные каналы17 - ventilation ducts

18 - наружная стенка полости18 - the outer wall of the cavity

19 - внутренняя стенка полости19 - the inner wall of the cavity

20 - полость трубчатого поперечного сечения20 - the cavity of the tubular cross section

21 - вертикальные грани центрального столба21 - vertical faces of the central pillar

22 - наружная стенка полости22 - the outer wall of the cavity

23 - внутренняя стенка полости23 - the inner wall of the cavity

24 - полость трубчатого поперечного сечения24 - the cavity of the tubular cross section

25 - трубка25 - tube

26 - порошок графита26 - graphite powder

27 - единая электрическая цепь27 - a single electrical circuit

28 - коммутирующее устройство28 - switching device

29 - пульт управления29 - control panel

30 - трансформаторная подстанция30 - transformer substation

31 - высоковольтная линия электропередач31 - high voltage power line

32 - преобразователь переменного тока в постоянный32 - AC to DC converter

Claims

1. Chamber electric resistance furnace for the manufacture of ceramic products, containing a working chamber with vertical faces formed by the refractory masonry of the working chamber, bounded from below and above by a base and a removable cover made of refractory materials, rod heaters made of heat-resistant material, located vertically along the vertical edges of the working chamber and fixed in annular anode-cathode holders made of a heat-resistant alloy in contact with the main current lead, and One or many vertical injection molds, each of which is located in the working chamber, is made of heat-resistant alloy and filled with glass glass, characterized in that it is equipped with additional annular anode-cathode holders, in which electrically conductive and tubular holders located along the height of the working chamber are fixed vertical injection molds, and an additional current lead in contact with additional annular anode-cathode holders, while the vertical axis of the working of the chamber, a central pole is installed, made using heat-conducting conductive materials and fixed in annular anode-cathode holders that are in contact with the main current supply, in addition, the refractory masonry of the working chamber contains an annular ventilation chamber located in it, which serves to cool the working chamber and equipped with external fans installed on the outside of the electric furnace and an entrance door and ventilation ducts located in the refractory masonry of the ventilation chamber.

2. The chamber electric furnace according to claim 1, characterized in that the main current supply delivering electric current to the rod heaters and the additional current supply delivering electric current to the vertical tubular injection molds are stationary from the bottom of the furnace and contact from above.

3. Chamber electric furnace according to claim 1, characterized in that in the manufacture of ceramic pipes or box-shaped structures, it has many vertical injection molds, each of which contains external and internal walls forming a cavity of tubular cross section filled with glass glass.

4. Chamber electric furnace according to claim 1, characterized in that along the vertical faces of the central pillar are installed rod heaters of heat-resistant material, mounted in annular anode-cathode holders.

5. Chamber electric furnace according to claim 1 or 4, characterized in that in the manufacture of a ceramic glass tube or box construction of large transverse size, in which a single vertical injection mold fits in the working chamber, which contains the outer and inner walls forming the cavity of the tubular cross section, filled with glass glass and installed in the working chamber so that the central pillar is located inside the vertical injection mold.

6. Chamber electric furnace according to claim 1, characterized in that the rod heaters are made in the form of tubes made of heat-resistant alloy filled with compressed graphite powder.