RU2786560C1 - Heated gutter for transportation of molten metals - Google Patents
Heated gutter for transportation of molten metals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2786560C1 RU2786560C1 RU2022121698A RU2022121698A RU2786560C1 RU 2786560 C1 RU2786560 C1 RU 2786560C1 RU 2022121698 A RU2022121698 A RU 2022121698A RU 2022121698 A RU2022121698 A RU 2022121698A RU 2786560 C1 RU2786560 C1 RU 2786560C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating element
- refractory
- metal
- side wall
- channel
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 161
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 161
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 220
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 110
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims abstract description 89
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 25
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 19
- 239000000789 fastener Substances 0.000 claims description 14
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 12
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 69
- 239000000463 material Substances 0.000 description 24
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 22
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 7
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N N#B Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000001603 reducing Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N Calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102220375185 PSMD13 C21D Human genes 0.000 description 1
- 235000008753 Papaver somniferum Nutrition 0.000 description 1
- 240000001090 Papaver somniferum Species 0.000 description 1
- 210000000614 Ribs Anatomy 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N Silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 1
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged Effects 0.000 description 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к устройствам для транспортировки расплавленных металлов в литейном производстве, в частности расплавленного алюминия и его сплавов, и может быть использовано для металлотрактов, камер дегазации, камер фильтрации и в конструкциях литейных машин, которые включают в себя как прямолинейные, так и такие участки, как повороты, тройники, короткие линии и другие участки.The invention relates to non-ferrous metallurgy, namely to devices for transporting molten metals in the foundry, in particular molten aluminum and its alloys, and can be used for metal paths, degassing chambers, filtration chambers and in the construction of foundry machines, which include both straight , as well as sections such as turns, tees, short lines and other sections.
Известен сосуд для размещения расплавленного металла, выполненный в форме металлоразливочного желоба для передачи расплавленного металла с входа на одном торце на выход на другом торце (RU, патент №2549801, B22D 41/00, F27D 1/18, Опубл. 27.04.2015, Бюл. №12). Сосуд содержит разливочный желоб для металла, имеющий канал, создающий внутренний объем для содержания и передачи расплавленного металла с одного конца конструкции на другой. Желоб может быть составлен из одной или более желобчатых секций, соединенных торцами. Он изготавливается из подходящего огнеупорного материала, устойчивого к воздействию расплавленного металла. Функционально такая конструкция с одного конца присоединяется к источнику расплавленного металла, например, к литейному лотку металлоплавильной печи, а с другой стороны - к удаленному месту приемки расплавленного металла, например, к литейному столу или к литейной форме. Конструкция может быть сделана любой длины, в зависимости от расстояния, которое требуется покрыть. Желоб находится внутри металлического кожуха, называемого корпусом, и обычно для снижения теплоотдачи желоба и остужения кожуха между ними прокладывается изолирующий огнеупорный материал. Металлический кожух может удерживаться в П-образных металлических ребрах или ложементах, расположенных на некотором расстоянии по длине и поднимающих кожух над полом или другой опорой. Канал по всей своей длине имеет открытый верх, который закрывается подвижной крышкой, которая имеет наружный металлический остов и внутренний слой изоляционного материала. Крышка имеет выступающую вверх наружную ручку, образующую ручной захват крышки вблизи одного ее края или другие захваты для открывания крышки. Крышка имеет днище, которое при закрытой крышке обращено непосредственно к содержимому желоба и, соответственно, может нагреваться до повышенной температуры за счет близости расплавленного металла, содержащегося в желобе. Днище оснащается нагревателем или нагревателями желоба и нагреваться дополнительно работой такого нагревателя или таких нагревателей. Нагреватель содержит многочисленные удлиненные теплоэлектронагреватели для прямого излучения тепла в канал конструкции. Нагреватели могут быть электрическими или же работать на сжигаемом газообразном или жидком топливе. Крышка шарнирно прикреплена системой четырех удлиненных рычагов к прямостоящей боковине металлического кожуха, которая противоположна лицевой стороне конструкции, перед которой стоит оператор, открывающий или закрывающий крышку.Known vessel for accommodating molten metal, made in the form of a pouring trough for transferring molten metal from the inlet at one end to the outlet at the other end (RU, patent No. 2549801, B22D 41/00,
Недостатком данного устройства является то, что конструкция крышки с нагревателем или нагревателями, содержащими многочисленные удлиненные теплоэлектронагреватели для прямого излучения тепла в канал конструкции, имеет прямоугольную форму и может быть установлена только на прямых участках желобов. Это приводит к конструктивной невозможности установки крышки на таких участках желоба, как повороты, тройники, короткие линии и другие участки желоба, а значит к невозможности обеспечения обогрева канала на этих участках.The disadvantage of this device is that the design of the lid with a heater or heaters containing multiple elongated heat and electric heaters for direct heat radiation into the structure channel has a rectangular shape and can only be installed on straight sections of the gutters. This leads to the structural impossibility of installing a cover on such sections of the gutter as turns, tees, short lines and other sections of the gutter, and therefore to the impossibility of providing channel heating in these sections.
Кроме того, недостатком данного устройства является хрупкость и ненадежность многочисленных удлиненных теплоэлектронагревателей для прямого излучения тепла в канал конструкции, в частности из-за попадания на них расплавленного металла.In addition, the disadvantage of this device is the fragility and unreliability of numerous elongated heat electric heaters for direct heat radiation into the structure channel, in particular due to the ingress of molten metal on them.
К недостаткам следует также отнести снижение эффективности нагрева за счет теплового воздействия нагревателей друг на друга.The disadvantages should also include a decrease in the heating efficiency due to the thermal effect of the heaters on each other.
Известен нагреваемый желоб для расплавленного алюминия, содержащий наружный корпус, образованный днищем и двумя боковыми стенками, изолирующий слой, заполняющий наружный корпус вдоль днища и боковых стенок, огнеупорный канал для транспортировки расплавленного металла, расположенный внутри изоляционного слоя, и электрические нагревательные элементы, расположенные в выполненных в боковых стенках огнеупорного канала вертикальных, размещенных на расстоянии друг от друга отверстиях, причем электрические нагревательные элементы расположены в огнеупорных трубках, установленных в указанные вертикальные отверстия (US, патент №6444165, С21В 7/14, Опубл. 03.09.2002 г.).A heated chute for molten aluminum is known, containing an outer housing formed by a bottom and two side walls, an insulating layer filling the outer housing along the bottom and side walls, a refractory channel for transporting molten metal located inside the insulating layer, and electric heating elements located in made in the side walls of the refractory channel there are vertical holes located at a distance from each other, and the electric heating elements are located in refractory tubes installed in the indicated vertical holes (US patent No.
Недостатком данного нагреваемого желоба для расплавленного алюминия является то, что электрические нагревательные элементы располагаются непосредственно внутри конструкции огнеупорного канала для транспортировки расплавленного металла. Поскольку электрические нагревательные элементы расположены на расстоянии друг от друга, то неизбежна неравномерность нагрева огнеупорной части по объему. Неодинаковый нагрев приводит к возникновению участков локального теплового расширения, что способствует разрушению материала огнеупорного канала и снижает срок его службы. Так, при возникновении трещин в боковых стенках огнеупорного канала, расплавленный металл имеет возможность взаимодействовать с электрическими нагревательными элементами и выводить их из строя. Также предложенная конструкция установки нагревателей увеличивает толщину стенок огнеупорного канала, усложняет его конструкцию, что повышает трудоемкость и снижает технологичность его изготовления. Вследствие увеличения объема огнеупорного канала повышается его теплоемкость и тепловая инерция, что приводит к необходимости использования избыточных мощностей, закладываемых на нагрев. Увеличение толщины стенок огнеупорного канала из-за установки в них электрических нагревательных элементов приводит к увеличению габаритов участков желоба с использованием электрических нагревательных элементов по сравнению с другими его участками. Также такая конструкция нагреваемого желоба для расплавленного алюминия с вертикально установленными в боковых стенках огнеупорного канала электрическими нагревательными элементами предполагает возможность использования такого желоба только на прямых участках, что приводит к конструктивной невозможности использования таких желобов на таких участках, как повороты, тройники, короткие линии и другие участки, а значит к невозможности обеспечения обогрева огнеупорного канала на этих участках.A disadvantage of this heated molten aluminum trough is that the electrical heating elements are located directly within the structure of the refractory molten metal transport channel. Since the electric heating elements are located at a distance from each other, the uneven heating of the refractory part in terms of volume is inevitable. Unequal heating leads to the appearance of areas of local thermal expansion, which contributes to the destruction of the material of the refractory channel and reduces its service life. So, when cracks appear in the side walls of the refractory channel, the molten metal has the ability to interact with electric heating elements and disable them. Also, the proposed design of the installation of heaters increases the thickness of the walls of the refractory channel, complicates its design, which increases the complexity and reduces the manufacturability of its manufacture. Due to the increase in the volume of the refractory channel, its heat capacity and thermal inertia increase, which leads to the need to use excess power for heating. The increase in the thickness of the walls of the refractory channel due to the installation of electric heating elements in them leads to an increase in the dimensions of the sections of the chute using electric heating elements compared to other sections. Also, such a design of a heated trough for molten aluminum with electric heating elements vertically installed in the side walls of the refractory channel suggests the possibility of using such a trough only in straight sections, which leads to the structural impossibility of using such troughs in such areas as turns, tees, short lines and others. areas, and hence the impossibility of providing heating of the refractory channel in these areas.
Известно устройство для транспортировки расплавленного металла, содержащее наружный корпус, образованный днищем и двумя боковыми стенками, изолирующий слой, частично заполняющий наружный корпус, огнеупорный канал для транспортировки расплавленного металла, расположенный внутри изоляционного слоя и нагревательные элементы, расположенные внутри изолирующего слоя по обеим сторонам внешних боковых стенок огнеупорного канала и контактирующие с ним (US, патент №9095896, B22D 41/01, B22D 41/02, Опубл. 04.08.2015 г.). Нагревательные элементы выполнены в виде жестких пластин прямоугольной формы. Для защиты нагревательных элементов от расплавленного металла в случае его возможного проникновения по внешней поверхности боковых стенок и днища огнеупорного канала может быть выполнено ограждение, состоящее из неокисляющегося металлического листа, композитной керамики или стеклоткани, поры которой загерметизированы керамической суспензией, или такое ограждение может быть отлито непосредственно в теле огнеупорного канала внутри его боковых стенок и днища. Внешняя поверхность боковых стенок огнеупорного канала, контактирующая с нагревательными элементами, может быть выполнена волнистой с чередованием волнистых и плоских поверхностей, что максимально увеличивает площадь поверхности, подвергаемой воздействию нагревательных элементов, что предполагает повышение эффективности теплопередачи от нагревательных элементов к огнеупорному каналу, не ослабляя при этом его стороны, а также обеспечивая стабильную поверхность для панелей нагревательных элементов, на которую они могут опираться, не вызывая повреждений.A device for transporting molten metal is known, comprising an outer housing formed by a bottom and two side walls, an insulating layer partially filling the outer housing, a refractory channel for transporting molten metal located inside the insulating layer and heating elements located inside the insulating layer on both sides of the outer side walls. walls of the refractory channel and those in contact with it (US patent No. 9095896, B22D 41/01, B22D 41/02, Published 08/04/2015). The heating elements are made in the form of rigid rectangular plates. To protect the heating elements from molten metal in the event of its possible penetration along the outer surface of the side walls and bottom of the refractory channel, a barrier can be made consisting of a non-oxidizing metal sheet, composite ceramic or glass fabric, the pores of which are sealed with a ceramic suspension, or such a barrier can be cast directly in the body of the refractory channel inside its side walls and bottom. The outer surface of the side walls of the refractory channel in contact with the heating elements can be made wavy with alternating wavy and flat surfaces, which maximizes the surface area exposed to the heating elements, which implies an increase in the efficiency of heat transfer from the heating elements to the refractory channel, without weakening side of it, as well as providing a stable surface for the heating element panels to rest on without causing damage.
Недостатком данного устройства для транспортировки расплавленного металла является то, что нагревательный элемент непосредственно контактирует с телом огнеупорного канала, что приводит к неодинаковому нагреву конструкции и к возникновению участков локального теплового расширения, что способствует разрушению материала огнеупорного канала и снижает срок его службы. Особенно явно данный недостаток выражается в случае исполнения поверхности боковых стенок огнеупорного канала с чередованием волнистых и плоских поверхностей, что подразумевает непосредственный нагрев огнеупорного канала в углублениях, образованных волнистыми поверхностями. Расположение зон нагрева на расстоянии друг от друга и наличие плоских участков поверхности между волнистыми участками приводит к неизбежной неравномерности нагрева огнеупорной части по объему. При использовании же ограждения, выполненного по внешней поверхности боковых стенок и днища огнеупорного канала, жесткость нагревательных элементов не позволяет достигнуть качественного теплового контакта по плоскости нагрева внешней боковой стенки огнеупорного канала, вследствие погрешности прилегания по геометрии поверхности контакта, которая к тому же увеличивается при изменении геометрии элементов конструкции вследствие тепловых деформаций, возникающих при нагреве. Некачественный тепловой контакт снижает эффективность нагрева, что приводит к необходимости использования избыточных мощностей.The disadvantage of this device for transporting molten metal is that the heating element is in direct contact with the body of the refractory channel, which leads to unequal heating of the structure and to the occurrence of local thermal expansion areas, which contributes to the destruction of the material of the refractory channel and reduces its service life. This disadvantage is especially pronounced in the case of the execution of the surface of the side walls of the refractory channel with alternating wavy and flat surfaces, which implies direct heating of the refractory channel in the recesses formed by the wavy surfaces. The location of the heating zones at a distance from each other and the presence of flat surface areas between the wavy areas leads to the inevitable uneven heating of the refractory part by volume. When using a fence made along the outer surface of the side walls and the bottom of the refractory channel, the rigidity of the heating elements does not allow achieving high-quality thermal contact along the heating plane of the outer side wall of the refractory channel, due to an error in the fit along the geometry of the contact surface, which also increases with a change in geometry structural elements due to thermal deformations that occur during heating. Poor thermal contact reduces the heating efficiency, which leads to the need to use excess capacity.
При возникновении трещин в боковых стенках огнеупорного канала, расплавленный металл имеет возможность взаимодействия с нагревательными элементами, что может привести к выходу их из строя, а, следовательно, к необходимости их полной замены. При использовании же ограждения, выполненного по внешней поверхности боковых стенок и днища огнеупорного канала, или ограждения, отлитого непосредственно в теле огнеупорного канала внутри его боковых стенок и днища, в случае возникновения трещин в боковых стенках огнеупорного канала, расплавленный металл, взаимодействуя с материалом ограждения, может привести к его разрушению, что в свою очередь потребует последующей замены как ограждения, так и огнеупорного канала в целом.If cracks occur in the side walls of the refractory channel, the molten metal can interact with the heating elements, which can lead to their failure, and, consequently, to the need for their complete replacement. When using a fence made along the outer surface of the side walls and bottom of the refractory channel, or a fence cast directly in the body of the refractory channel inside its side walls and bottom, in the event of cracks in the side walls of the refractory channel, the molten metal, interacting with the material of the fence, can lead to its destruction, which in turn will require the subsequent replacement of both the fence and the refractory channel as a whole.
К недостаткам также следует отнести то, что прямоугольная форма нагревательных элементов подразумевает возможность их установки только на прямых участках желобов, что приводит к конструктивной невозможности их установки на таких участках, как повороты, тройники, короткие линии и другие участки, а значит к невозможности обеспечения обогрева огнеупорного канала на этих участках.The disadvantages also include the fact that the rectangular shape of the heating elements implies the possibility of their installation only on straight sections of the gutters, which leads to the structural impossibility of their installation in such areas as turns, tees, short lines and other sections, which means it is impossible to provide heating refractory channel in these areas.
Известна система нагрева устройства для обработки расплавленного металла, состоящая из наружного корпуса, образованного нижней стенкой и двумя боковыми стенками, внутри которого располагается огнеупорный канал для транспортировки расплавленного металла, таким образом, что содержащиеся в конструкции нагревательные элементы и изолирующие слои расположены между огнеупорным каналом и стенками наружного корпуса (US, патент №9781776, B22D 35/04, C21D 1/10, Н05В 6/18, Н05В 6/20, Н05В 6/36, Опубл. 03.10.2017 г.). Каждый нагревательный элемент выполнен в виде жесткой пластины прямоугольной формы и состоит из корпуса с расположенными поперек и на расстоянии друг от друга выемками, в которых установлены нагревательные спирали, при этом с внешней стороны спиралей корпус нагревательного элемента закрыт защитной оболочкой. Нагревательные элементы располагаются по обеим сторонам от огнеупорного канала, таким образом, что защитные оболочки, закрывающие спирали нагревательного элемента, контактируют с внешними боковыми стенками огнеупорного канала.A heating system for a device for processing molten metal is known, consisting of an outer casing formed by a bottom wall and two side walls, inside which a refractory channel for transporting molten metal is located, so that the heating elements and insulating layers contained in the structure are located between the refractory channel and the walls. outer casing (US patent No. 9781776, B22D 35/04,
Недостатком данной системы нагрева устройства для обработки расплавленного металла является то, что конструкция нагревательных элементов является жесткой и не позволяет достигнуть качественного теплового контакта по плоскости нагрева внешней боковой стенки огнеупорного канала, вследствие погрешности прилегания по геометрии поверхности контакта, которая к тому же увеличивается при изменении геометрии элементов конструкции вследствие тепловых деформаций, возникающих при нагреве. Неравномерность прилегания нагревательного элемента с телом канала приводит к неодинаковому нагреву конструкции и к возникновению участков локального теплового расширения, что способствует разрушению материала огнеупорного канала и снижает срок его службы. Также, конструкция нагревательного элемента является конструктивно сложной, состоящий из множества элементов, что приводит к ее низкой эксплуатационной надежности, вследствие разной величины коэффициентов теплового расширения материала нагревательной спирали, корпуса и защитной оболочки. Прямоугольная форма нагревательных элементов подразумевает возможность их установки только на прямых участках желобов, что приводит к конструктивной невозможности их установки на таких участках, как повороты, тройники, короткие линии и другие участки, а значит к невозможности обеспечения обогрева огнеупорного канала на этих участках.The disadvantage of this heating system of a device for processing molten metal is that the design of the heating elements is rigid and does not allow to achieve high-quality thermal contact along the heating plane of the outer side wall of the refractory channel, due to an error in the fit along the geometry of the contact surface, which also increases with a change in geometry. structural elements due to thermal deformations that occur during heating. The uneven fit of the heating element with the channel body leads to uneven heating of the structure and to the appearance of local thermal expansion areas, which contributes to the destruction of the material of the refractory channel and reduces its service life. Also, the design of the heating element is structurally complex, consisting of many elements, which leads to its low operational reliability, due to different values of the coefficients of thermal expansion of the material of the heating coil, housing and protective shell. The rectangular shape of the heating elements implies the possibility of their installation only on straight sections of the gutters, which leads to the structural impossibility of their installation in such sections as turns, tees, short lines and other sections, and therefore to the impossibility of providing heating of the refractory channel in these sections.
Наиболее близким к заявленному является желоб для транспортировки расплавленного металла, содержащий наружный корпус, образованный нижней стенкой и двумя боковыми стенками, изолирующий слой, заполняющий наружный корпус, проводящее огнеупорное тело желоба для транспортировки расплавленного металла, вставленное в изолирующий слой, и нагревательные элементы, расположенные в изолирующем слое вдоль боковых сторон огнеупорного тела желоба рядом с ним, но на некотором расстоянии от него, так, что между каждым из нагревательных элементов и телом желоба имеется воздушный зазор (RU, патент №2358831, B22D 35/04, Опубл. 20.06.2009, Бюл. №17). Ширина воздушного зазора составляет по меньшей мере 0,5 см, предпочтительно по меньшей мере 1,0 см. Благодаря воздушному зазору осуществляется радиационный теплообмен между нагревательными элементами и телом желоба. Нагревательные элементы представляют собой обычные радиационные нагревательные элементы, производимые, например, фирмой Watlow. Желоб может дополнительно содержать защитное средство (барьер) от проникновения металла, который может быть изготовлен из металлического сплава или неметалла, или металла и установлен на наружной поверхности тела желоба рядом с нагревательным элементом на расстоянии, равном ширине воздушного зазора. Барьер от проникновения металла должен быть термостабильным, не смачиваемым алюминием и должен быть эффективным для прохождения тепловой радиации и не приводить к потерям тепла. Для этой цели эффективной является сетка с размерами пор 0,5 мм на 0,5 мм. Наружный корпус может быть изготовлен из стали или другого подходящего материала. Тело желоба может быть изготовлено из плотного огнеупора, например, из карбида кремния или графита. Изоляционный слой может состоять из одного типа изоляции или состав изоляции может постепенно изменяться от внутренней к внешней поверхности и состоять из нескольких типов подслоев. Изоляционный слой как правило изготовлен из алюмосиликатного волокнистого или литого огнеупорного материала. Тело желоба удерживается внутри изоляционного слоя с помощью опор, изготовленных из огнеупорного материала, например, из силиката кальция. Для обеспечения доступа к нагревательным элементам, расположенным по боковым сторонам огнеупорного тела желоба, могут быть использованы покрывающие панели из огнеупорного материала. Эти панели могут быть удалены, чтобы можно было демонтировать нагревательный элемент для обслуживания или замены без демонтажа всего желоба.Closest to the claimed one is a molten metal transport trough, comprising an outer casing formed by a bottom wall and two side walls, an insulating layer filling the outer casing, a conductive refractory body of the molten metal transport trough inserted into the insulating layer, and heating elements located in an insulating layer along the sides of the refractory body of the gutter next to it, but at some distance from it, so that there is an air gap between each of the heating elements and the body of the gutter (RU, patent No. 2358831, B22D 35/04, Publ. , Bull. No. 17). The width of the air gap is at least 0.5 cm, preferably at least 1.0 cm. Due to the air gap, radiative heat exchange between the heating elements and the trough body is carried out. The heating elements are conventional radiant heating elements manufactured by Watlow, for example. The chute may additionally contain a protective means (barrier) against metal penetration, which can be made of a metal alloy or non-metal, or metal and installed on the outer surface of the chute body next to the heating element at a distance equal to the width of the air gap. The metal penetration barrier must be thermally stable, not wetted by aluminum, and must be effective for the passage of thermal radiation and not lead to heat loss. For this purpose, a mesh with a pore size of 0.5 mm by 0.5 mm is effective. The outer casing may be made of steel or other suitable material. The body of the trough can be made from a dense refractory material such as silicon carbide or graphite. The insulation layer may consist of one type of insulation, or the composition of the insulation may gradually change from the inner to the outer surface and consist of several types of sublayers. The insulating layer is usually made of aluminosilicate fibrous or cast refractory material. The gutter body is held within the insulating layer by supports made of a refractory material such as calcium silicate. Covering panels of refractory material may be used to provide access to the heating elements located on the sides of the refractory body of the chute. These panels can be removed to allow the heating element to be removed for service or replacement without dismantling the entire chute.
Прежде всего, недостатком данного желоба для транспортировки расплавленного металла является низкая эффективность нагрева из-за большой толщины огнеупорного слоя и высокие тепловые потери при радиационном нагреве боковых стенок огнеупорного тела желоба. Наличие воздушного зазора между расположенными в изолирующем слое вдоль боковых сторон огнеупорного тела желоба нагревательными элементами и огнеупорным телом желоба снижает эффективность нагрева, так как энергия от каждого нагревательного элемента к огнеупорному телу желоба передается путем излучения, что приводит к необходимости использования избыточных мощностей, закладываемых на нагрев. Такой желоб для транспортировки расплавленного металла характеризуется недостаточной надежностью из-за низкой надежности нагревательных элементов, поскольку в нем использован вышеуказанный способ нагрева расплавленного металла. Так как температура нагревательного элемента должна быть больше, чем температура жидкого металла в желобе, то при длительной работе нагревательный элемент зачастую перегревается и выходит из строя.First of all, the disadvantage of this chute for transporting molten metal is the low heating efficiency due to the large thickness of the refractory layer and high heat losses during radiation heating of the side walls of the refractory body of the chute. The presence of an air gap between the heating elements located in the insulating layer along the sides of the refractory body of the chute and the refractory body of the chute reduces the heating efficiency, since the energy from each heating element to the refractory body of the chute is transmitted by radiation, which leads to the need to use excess power laid down for heating . Such a molten metal conveying chute is not sufficiently reliable due to the poor reliability of the heating elements, since it uses the above method of heating molten metal. Since the temperature of the heating element must be greater than the temperature of the liquid metal in the chute, during prolonged operation the heating element often overheats and fails.
Желоб может дополнительно содержать защитное средство (барьер) от проникновения металла, который может быть изготовлен из металлического сплава или неметалла, или металла и установлен на наружной поверхности тела желоба рядом с нагревательным элементом на расстоянии, равном ширине воздушного зазора. Недостатком использования такого защитного средства (барьера) от проникновения металла является то, что защитный барьер установлен на наружной поверхности тела желоба рядом с нагревательным элементом и предотвращает проникновение расплавленного металла только на поверхность нагревательного элемента, обращенную к наружной поверхности тела желоба, при этом не предотвращая возможность взаимодействия расплавленного металла с другими поверхностями нагревательного элемента, что может привести к его преждевременному выходу из строя, а значит снижает надежность конструкции нагревательного элемента желоба.The chute may additionally contain a protective means (barrier) against metal penetration, which can be made of a metal alloy or non-metal, or metal and installed on the outer surface of the chute body next to the heating element at a distance equal to the width of the air gap. The disadvantage of using such a protective means (barrier) against metal penetration is that the protective barrier is installed on the outer surface of the trough body next to the heating element and prevents the penetration of molten metal only on the surface of the heating element facing the outer surface of the trough body, while not preventing the possibility interaction of molten metal with other surfaces of the heating element, which can lead to its premature failure, and therefore reduces the reliability of the design of the heating element of the chute.
Недостатком данного желоба также является то, что конструкция такого желоба предполагает использование жестких, имеющих прямоугольную форму нагревательных элементов, представляющих собой обычные радиационные нагревательные элементы и расположенных в изолирующем слое вдоль боковых сторон огнеупорного тела желоба рядом с ним, но на некотором расстоянии от него, так, что между каждым из нагревательных элементов и телом желоба имеется воздушный зазор. Использование и расположение таких нагревательных элементов представляется возможным только на прямых участках, что приводит к конструктивной невозможности их установки на таких участках, как повороты, тройники, короткие линии и другие участки, а значит к невозможности обеспечения обогрева огнеупорного канала на этих участках.The disadvantage of this gutter is that the design of such a gutter involves the use of rigid, rectangular-shaped heating elements, which are conventional radiant heating elements and located in an insulating layer along the sides of the refractory body of the gutter next to it, but at some distance from it, so that there is an air gap between each of the heating elements and the gutter body. The use and location of such heating elements seems to be possible only in straight sections, which leads to the structural impossibility of their installation in such sections as turns, tees, short lines and other sections, and therefore to the impossibility of providing heating of the refractory channel in these sections.
Кроме того, несмотря на наличие покрывающих панелей, расположенных по боковым сторонам огнеупорного тела желоба для доступа к боковым нагревательным элементам, к недостаткам следует отнести низкую ремонтопригодность данного желоба для транспортировки расплавленного металла при выходе нагревательных элементов из строя.In addition, despite the presence of cover panels located on the sides of the refractory body of the chute for access to the side heating elements, the disadvantages include the low maintainability of this chute for transporting molten metal when the heating elements fail.
В основу изобретения положена техническая проблема, заключающаяся в создании нагреваемого желоба для транспортировки расплавленных металлов, характеризующегося гибкостью используемых нагревательных элементов, простотой монтажа нагревательных элементов и простотой замены вышедших из строя нагревательных элементов, в том числе без прерывания транспортировки расплавленных металлов, их защищенностью от расплавленных металлов в случае возникновения трещин в огнеупорном канале желоба при обеспечении равномерности распределения и передачи тепла от гибких нагревательных элементов к внешним стенкам огнеупорного канала желоба.The invention is based on a technical problem, which consists in creating a heated trough for transporting molten metals, characterized by the flexibility of the heating elements used, the ease of installation of the heating elements and the ease of replacing failed heating elements, including without interrupting the transport of molten metals, their protection from molten metals in the event of cracks in the refractory channel of the chute, while ensuring uniform distribution and transfer of heat from the flexible heating elements to the outer walls of the refractory channel of the chute.
При этом техническим результатом является обеспечение возможности нагрева канала для транспортировки расплавленных металлов как на прямолинейных, так и на таких участках металлотракта, как повороты, тройники, короткие линии и другие его участки, а также обеспечение надежности и ремонтопригодности желоба.At the same time, the technical result is to provide the possibility of heating the channel for transporting molten metals both in straight lines and in such sections of the metal path as turns, tees, short lines and other sections, as well as ensuring the reliability and maintainability of the chute.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в нагреваемом желобе для транспортировки расплавленных металлов, включающем наружный корпус, образованный нижней стенкой и двумя боковыми стенками, огнеупорный канал для транспортировки расплавленного металла, изолирующий слой, размещенный между огнеупорным каналом и нижней стенкой и между огнеупорным каналом и двумя боковыми стенками наружного корпуса, нагревательные элементы, расположенные вдоль боковых сторон огнеупорного канала, и металлический защитный барьер, каждый нагревательный элемент выполнен в виде по меньшей мере одного плоского гибкого электронагревательного элемента, металлической прижимной пластины и изолирующего слоя соответствующей боковой стороны, размещенного между плоским гибким электронагревательным элементом и металлической прижимной пластиной, при этом защитный барьер размещен между каждым нагревательным элементом и соответствующей внешней боковой стенкой огнеупорного канала с возможностью непосредственного взаимодействия с внешней поверхностью боковой стенки огнеупорного канала, причем каждый нагревательный элемент установлен с возможностью его прижима и прижима защитного барьера к внешней боковой стенке огнеупорного канала посредством по меньшей мере одного прижимного элемента.The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in a heated chute for transporting molten metals, including an outer casing formed by a bottom wall and two side walls, a refractory channel for transporting molten metal, an insulating layer placed between the refractory channel and the bottom wall and between the refractory channel and two side walls of the outer casing, heating elements located along the sides of the refractory channel, and a metal protective barrier, each heating element is made in the form of at least one flat flexible electric heating element, a metal pressure plate and an insulating layer of the corresponding side, placed between the flat flexible electric heating element and a metal pressure plate, while the protective barrier is placed between each heating element and the corresponding outer side wall of the refractory channel with the possibility direct interaction with the outer surface of the side wall of the refractory channel, and each heating element is installed with the possibility of pressing it and pressing the protective barrier to the outer side wall of the refractory channel by means of at least one clamping element.
Плоский гибкий электронагревательный элемент может быть выполнен из отдельных керамических элементов, механически связанных между собой посредством электрического проводника, размещенного в выполненных в керамических элементах отверстиях и подключаемого к источнику электрического тока.A flat flexible electric heating element can be made of individual ceramic elements mechanically interconnected by means of an electrical conductor placed in holes made in the ceramic elements and connected to an electric current source.
При этом керамические элементы плоского гибкого электронагревательного элемента могут быть расположены в шахматном порядке.In this case, the ceramic elements of the flat flexible electric heating element can be staggered.
Изолирующий слой нагревательного элемента может быть выполнен в виде двух слоев теплоизоляционных материалов, отличающихся друг от друга по теплопроводности, при этом теплоизоляционный материал слоя, прилегающего к плоскому гибкому электронагревательному элементу, имеет более высокую теплопроводность.The insulating layer of the heating element can be made in the form of two layers of heat-insulating materials differing from each other in thermal conductivity, while the heat-insulating material of the layer adjacent to the flat flexible electric heating element has a higher thermal conductivity.
Плоский гибкий электронагревательный элемент, металлическая прижимная пластина и изолирующий слой нагревательного элемента могут быть соединены между собой посредством крепежных элементов с образованием единого модуля.The flat flexible electric heating element, the metal pressure plate and the insulating layer of the heating element can be interconnected by means of fasteners to form a single module.
Защитный барьер может быть выполнен в виде защитного профиля, одна из стенок которого закрывает нагревательный элемент со стороны его электронагревательного элемента, а другие его стенки закрывают нижнюю и боковые грани нагревательного элемента, причем его стенки, закрывающие нижнюю и боковые грани нагревательного элемента, выполнены с компенсаторами.The protective barrier can be made in the form of a protective profile, one of the walls of which covers the heating element from the side of its electric heating element, and its other walls cover the lower and side faces of the heating element, and its walls, covering the lower and side faces of the heating element, are made with compensators .
При этом защитный барьер, выполненный в виде защитного профиля, может быть прикреплен к боковой стенке наружного корпуса посредством разъемных соединений.In this case, the protective barrier, made in the form of a protective profile, can be attached to the side wall of the outer casing by means of detachable connections.
При этом между защитным барьером, выполненным в виде защитного профиля, и боковой стенкой наружного корпуса в местах их контактирования может быть размещена герметизирующая огнеупорная теплоизоляционная прокладка.At the same time, a sealing refractory heat-insulating gasket can be placed between the protective barrier made in the form of a protective profile and the side wall of the outer casing at the points of their contact.
На поверхность защитного барьера, контактирующую с боковой поверхностью огнеупорного канала, может быть нанесено защитное покрытие.A protective coating may be applied to the surface of the protective barrier in contact with the side surface of the refractory channel.
Прижимной элемент может быть выполнен в виде силового винта, установленного в выполненное в боковой стенке наружного корпуса резьбовое отверстие с возможностью взаимодействия с металлической прижимной пластиной нагревательного элемента.The clamping element can be made in the form of a power screw installed in a threaded hole made in the side wall of the outer housing with the possibility of interacting with the metal clamping plate of the heating element.
В каждом нагревательном элементе может быть установлено по меньшей мере одно средство контроля температуры электронагревательного элемента.Each heating element may be provided with at least one electric heating element temperature control means.
Каждый нагревательный элемент сверху может быть закрыт металлической плитой, соединенной с соответствующей боковой стенкой наружного корпуса посредством разъемных соединений, при этом между металлической плитой и верхней гранью нагревательного элемента размещен слой теплоизоляционного материала.Each heating element can be closed from above with a metal plate connected to the corresponding side wall of the outer casing by means of detachable connections, while a layer of heat-insulating material is placed between the metal plate and the upper face of the heating element.
Благодаря выполнению каждого нагревательного элемента в виде по меньшей мере одного плоского гибкого электронагревательного элемента, металлической прижимной пластины и изолирующего слоя соответствующей боковой стороны, размещенного между плоским гибким электронагревательным элементом и металлической прижимной пластиной, размещению защитного барьера между каждым нагревательным элементом и соответствующей внешней боковой стенкой огнеупорного канала с возможностью непосредственного взаимодействия с внешней поверхностью боковой стенки огнеупорного канала, установке каждого нагревательного элемента с возможностью его прижима и прижима защитного барьера к внешней боковой стенке огнеупорного канала посредством по меньшей мере одного прижимного элемента обеспечивается гибкость используемых нагревательных элементов, простота монтажа нагревательных элементов и простота замены вышедших из строя нагревательных элементов, в том числе без прерывания транспортировки расплавленных металлов, их защищенность от расплавленных металлов в случае возникновения трещин в огнеупорном канале желоба при равномерности распределения и передачи тепла от гибких нагревательных элементов к внешним стенкам огнеупорного канала желоба. Это позволяет обеспечить возможность нагрева канала для транспортировки расплавленных металлов как на прямолинейных, так и на таких участках металлотракта, как повороты, тройники, короткие линии и другие его участки, а также обеспечить надежность и ремонтопригодность желоба.Due to the execution of each heating element in the form of at least one flat flexible electric heating element, a metal pressure plate and an insulating layer of the corresponding side, placed between the flat flexible electric heating element and the metal pressure plate, the placement of a protective barrier between each heating element and the corresponding outer side wall of the refractory channel with the possibility of direct interaction with the outer surface of the side wall of the refractory channel, the installation of each heating element with the possibility of pressing it and pressing the protective barrier to the outer side wall of the refractory channel by means of at least one clamping element ensures the flexibility of the heating elements used, ease of installation of heating elements and simplicity replacement of failed heating elements, including without interrupting the transport of molten metals, their protection from molten metals in the event of cracks in the refractory channel of the chute with uniform distribution and transfer of heat from flexible heating elements to the outer walls of the refractory channel of the chute. This makes it possible to heat the channel for transporting molten metals both in straight lines and in such sections of the metal path as turns, tees, short lines and other sections, as well as to ensure the reliability and maintainability of the chute.
Использование нагревательных элементов, каждый из которых выполнен в виде по меньшей мере одного плоского гибкого электронагревательного элемента, металлической прижимной пластины и изолирующего слоя соответствующей боковой стороны, размещенного между плоским гибким электронагревательным элементом и металлической прижимной пластиной, установка этих нагревательных элементов с возможностью их прижима и прижима защитного барьера, размещенного между соответствующим нагревательным элементом и соответствующей внешней боковой стенкой огнеупорного канала с возможностью непосредственного взаимодействия с внешней поверхностью боковой стенки огнеупорного канала, посредством по меньшей мере одного прижимного элемента к внешней боковой стенке огнеупорного канала, обеспечивает возможность нагрева огнеупорного канала для транспортировки расплавленных металлов как на прямолинейных, так и на таких участках металлотракта, как повороты, тройники, короткие линии и другие его участки, создавая при этом максимальный тепловой контакт и равномерное распределение тепловой энергии на указанных участках. Использование нагревательных элементов, каждый из которых выполнен в виде по меньшей мере одного плоского гибкого электронагревательного элемента, дает возможность изменять свою форму и повторять необходимую форму внешней боковой стенке огнеупорного канала. Достижение плотного контакта между нагревательной и нагреваемой поверхностями обеспечивает эффективную теплопередачу теплопроводностью, что позволяет уменьшить нагрузку на нагревательный элемент и увеличить надежность и межремонтный интервал, а также увеличить энергоэффективность системы и потери при литье. Использование одного или нескольких прижимных элементов, взаимодействующих с металлической прижимной пластиной нагревательного элемента при его прижиме и прижиме защитного барьера к внешней боковой стенке огнеупорного канала, обеспечивает равномерность прижима. Благодаря равномерности прижима обеспечивается высокая эффективность работы нагревательного элемента, так как нагрев передается путем теплопроводности. Равномерность нагрева предотвращает возникновение участков локального теплового расширения, а это способствует устранению разрушения материала огнеупорного канала желоба, обеспечивая его надежность и необходимый срок его службы.The use of heating elements, each of which is made in the form of at least one flat flexible electric heating element, a metal pressure plate and an insulating layer of the corresponding side, located between the flat flexible electric heating element and the metal pressure plate, installing these heating elements with the possibility of pressing and pressing a protective barrier placed between the corresponding heating element and the corresponding outer side wall of the refractory channel with the possibility of direct interaction with the outer surface of the side wall of the refractory channel, by means of at least one clamping element to the outer side wall of the refractory channel, provides the possibility of heating the refractory channel for transporting molten metals both on straight lines and on such sections of the metal path as turns, tees, short lines and its other sections, while creating a poppy maximum thermal contact and uniform distribution of thermal energy in the indicated areas. The use of heating elements, each of which is made in the form of at least one flat flexible electric heating element, makes it possible to change its shape and repeat the required shape of the outer side wall of the refractory channel. Achieving close contact between the heating and heated surfaces ensures efficient heat transfer by thermal conduction, which reduces the load on the heating element and increases reliability and overhaul interval, as well as increases the energy efficiency of the system and casting losses. The use of one or more pressure elements interacting with the metal pressure plate of the heating element when it is pressed and the protective barrier is pressed against the outer side wall of the refractory channel ensures uniform pressure. Due to the uniformity of the pressure, the high efficiency of the heating element is ensured, since the heat is transferred by heat conduction. The uniformity of heating prevents the occurrence of areas of local thermal expansion, and this helps to eliminate the destruction of the material of the refractory channel of the gutter, ensuring its reliability and the necessary service life.
Использование нагревательных элементов, каждый из которых выполнен в виде по меньшей мере одного плоского гибкого электронагревательного элемента, металлической прижимной пластины и изолирующего слоя соответствующей боковой стороны, размещенного между плоским гибким электронагревательным элементом и металлической прижимной пластиной, установка этих нагревательных элементов с возможностью их прижима и прижима защитного барьера, размещенного между соответствующим нагревательным элементом и соответствующей внешней боковой стенкой огнеупорного канала с возможностью непосредственного взаимодействия с внешней поверхностью боковой стенки огнеупорного канала, посредством по меньшей мере одного прижимного элемента к внешней боковой стенке огнеупорного канала, обеспечивает простоту монтажа нагревательных элементов и простоту замены вышедших из строя нагревательных элементов, в том числе без прерывания транспортировки расплавленных металлов, что в свою очередь обеспечивает ремонтопригодность желоба. При замене вышедших из строя нагревательных элементов достаточно только ослабить прижимные элементы и извлечь из пространства, образованного боковой стенкой наружного корпуса и защитным барьером, вышедшие из строя элементы нагревательного элемента, а в случае необходимости и сам защитный барьер.The use of heating elements, each of which is made in the form of at least one flat flexible electric heating element, a metal pressure plate and an insulating layer of the corresponding side, located between the flat flexible electric heating element and the metal pressure plate, installing these heating elements with the possibility of pressing and pressing a protective barrier placed between the corresponding heating element and the corresponding outer side wall of the refractory channel with the possibility of direct interaction with the outer surface of the side wall of the refractory channel, by means of at least one clamping element to the outer side wall of the refractory channel, provides ease of installation of heating elements and ease of replacement of the outgoing failure of heating elements, including without interrupting the transportation of molten metals, which in turn ensures the maintainability of the jelly ba. When replacing failed heating elements, it is enough to loosen the clamping elements and remove from the space formed by the side wall of the outer casing and the protective barrier, the failed elements of the heating element, and, if necessary, the protective barrier itself.
Выполнение плоского гибкого электронагревательного элемента из отдельных керамических элементов, механически связанных между собой посредством электрического проводника, размещенного в выполненных в керамических элементах отверстиях и подключаемого к источнику электрического тока, во-первых, позволяет повысить эффективность нагрева огнеупорного канала желоба за счет уменьшения тепловых потерь в самом таком электронагревательном элементе. Во-вторых, однотипность керамических элементов, формирующих плоский гибкий электронагревательный элемент, обеспечивает его высокую ремонтопригодность, а также универсальность в виду возможности формирования любых размеров и мощности плоского гибкого электронагревательного элемента, используя разное количество керамических элементов. В-третьих, при использовании электрического проводника, размещенного в выполненных в керамических элементах отверстиях, для механического связывания керамических элементов между собой, благодаря возможности его изгиба в промежутках между керамическими элементами и изменению положения керамических элементов относительно друг друга, обеспечивается гибкость такого электронагревательного элемента, необходимая для его плотного прилегания к защитному барьеру, находящемуся в плотном непосредственном контакте с внешней поверхностью боковой стенки огнеупорного канала, и для возможности нагрева огнеупорного канала для транспортировки расплавленных металлов как на прямолинейных, так и на таких участках металлотракта, как повороты, тройники, короткие линии и другие его участки.The execution of a flat flexible electric heating element from separate ceramic elements mechanically connected to each other by means of an electrical conductor placed in holes made in the ceramic elements and connected to an electric current source, firstly, makes it possible to increase the heating efficiency of the refractory channel of the gutter by reducing heat losses in the such an electric heating element. Secondly, the uniformity of ceramic elements that form a flat flexible electric heating element ensures its high maintainability, as well as versatility in view of the possibility of forming any size and power of a flat flexible electric heating element using a different number of ceramic elements. Thirdly, when using an electrical conductor placed in the holes made in the ceramic elements for mechanically connecting the ceramic elements to each other, due to the possibility of bending it in the gaps between the ceramic elements and changing the position of the ceramic elements relative to each other, the flexibility of such an electric heating element is provided, which is necessary for its tight fit to the protective barrier, which is in close direct contact with the outer surface of the side wall of the refractory channel, and for the possibility of heating the refractory channel for transporting molten metals both in straight lines and in such sections of the metal path as turns, tees, short lines and its other parts.
При этом расположение в шахматном порядке керамических элементов плоского гибкого электронагревательного элемента обеспечивает фиксирование взаимного расположения механически связанных между собой посредством электрического проводника отдельных керамических элементов плоского гибкого электронагревательного элемента с обеспечением его заданной формы и размера без использования дополнительных крепежных элементов.At the same time, the arrangement of the ceramic elements of the flat flexible electric heating element in a checkerboard pattern ensures the fixation of the relative position of the individual ceramic elements of the flat flexible electric heating element mechanically interconnected by means of an electrical conductor, ensuring its specified shape and size without the use of additional fasteners.
Благодаря выполнению изолирующего слоя нагревательного элемента в виде двух слоев теплоизоляционных материалов, отличающихся друг от друга по теплопроводности, причем теплоизоляционный материал слоя, прилегающего к плоскому гибкому электронагревательному элементу, имеет более высокую теплопроводность, обеспечивается сокращение тепловых потерь при сохранении требуемых условий эксплуатации и срока службы изолирующего слоя. Использование изолирующего слоя, выполненного в виде одного слоя теплоизоляционного материала, имеющего низкую теплопроводность, позволяет максимально сократить толщину изолирующего слоя и тепловые потери. Однако такой теплоизоляционный материал, имеющего низкую теплопроводность, быстро теряет свои эксплуатационные свойства при высоких температурах. Наличие же второго, прилегающего к плоскому гибкому электронагревательному элементу, слоя теплоизоляционного материала, имеющего более высокую теплопроводность, обеспечить работу слоя теплоизоляционного материала, имеющего низкую теплопроводность, поскольку обладает более высокой теплостойкостью.Due to the implementation of the insulating layer of the heating element in the form of two layers of heat-insulating materials that differ from each other in thermal conductivity, and the heat-insulating material of the layer adjacent to the flat flexible electric heating element has a higher thermal conductivity, heat losses are reduced while maintaining the required operating conditions and service life of the insulating layer. The use of an insulating layer made in the form of a single layer of heat-insulating material having low thermal conductivity makes it possible to minimize the thickness of the insulating layer and heat losses. However, such a heat-insulating material having low thermal conductivity quickly loses its performance properties at high temperatures. The presence of the second layer of heat-insulating material adjacent to the flat flexible electric heating element, having a higher thermal conductivity, ensures the operation of the layer of heat-insulating material having low thermal conductivity, since it has a higher heat resistance.
Соединение плоского гибкого электронагревательного элемента, металлической прижимной пластины и изолирующего слоя нагревательного элемента между собой посредством крепежных элементов с образованием единого модуля способствует, во-первых, сохранению взаимного расположения элементов нагревательного элемента между собой при осуществлении прижима нагревательного элемента и прижима защитного барьера к внешней боковой стенке огнеупорного канала под действием усилия со стороны одного или нескольких прижимных элементов. Во-вторых, такая модульная конструкция нагревательного элемента, объединяющая в одну конструкцию плоский гибкий электронагревательный элемент, металлическую прижимную пластину и изолирующий слой нагревательного элемента, способствует простоте замены и монтажа вышедших из строя нагревательных элементов. В случае выхода из строя нагревательного элемента плоский гибкий электронагревательный элемент отключается от источника электрического тока и такая модульная конструкция, включающая в себя плоский гибкий электронагревательный элемент, металлическую прижимную пластину и изолирующий слой нагревательного элемента, извлекается из пространства, образованного боковой стенкой наружного корпуса и защитным барьером, непосредственно взаимодействующим с внешней поверхностью боковой стенки огнеупорного канала, и на ее место устанавливается новая модульная конструкция с последующим подключением плоского гибкого электронагревательного элемента к источнику электрического тока. При этом такая замена вышедшего из строя нагревательного элемента возможна без прерывания транспортировки расплавленных металлов.The connection of a flat flexible electric heating element, a metal pressure plate and an insulating layer of the heating element to each other by means of fasteners with the formation of a single module contributes, firstly, to maintaining the relative position of the elements of the heating element between themselves when pressing the heating element and pressing the protective barrier to the outer side wall refractory channel under the action of force from one or more clamping elements. Secondly, such a modular design of the heating element, combining a flat flexible electric heating element, a metal pressure plate and an insulating layer of the heating element into one structure, contributes to the ease of replacement and installation of failed heating elements. In the event of failure of the heating element, the flat flexible electric heating element is disconnected from the electric current source and such a modular structure, including a flat flexible electric heating element, a metal pressure plate and an insulating layer of the heating element, is removed from the space formed by the side wall of the outer casing and the protective barrier. , directly interacting with the outer surface of the side wall of the refractory channel, and a new modular design is installed in its place, followed by connecting a flat flexible electric heating element to an electric current source. At the same time, such a replacement of a failed heating element is possible without interrupting the transport of molten metals.
Выполнение защитного барьера в виде защитного профиля, одна из стенок которого закрывает нагревательный элемент со стороны его электронагревательного элемента, а другие его стенки закрывают нижнюю и боковые грани нагревательного элемента, и при этом выполнение его стенок, закрывающих нижнюю и боковые грани нагревательного элемента, с компенсаторами минимизирует взаимодействие плоского гибкого электронагревательного элемента с расплавленным металлом при высоких температурах в случае возникновения трещин в стенках огнеупорного канала и протечки расплавленного металла, способствуя тем самым защите плоского гибкого электронагревательного элемента от расплавленного металла, повышая надежность желоба.Implementation of a protective barrier in the form of a protective profile, one of the walls of which covers the heating element from the side of its electric heating element, and its other walls cover the lower and side faces of the heating element, and at the same time, the execution of its walls covering the lower and side faces of the heating element, with compensators minimizes the interaction of the flat flexible electric heating element with molten metal at high temperatures in case of cracking in the walls of the refractory channel and leakage of molten metal, thereby contributing to the protection of the flat flexible electric heating element from molten metal, increasing the reliability of the chute.
При этом благодаря наличию компенсаторов, во-первых, обеспечивается возможность деформирования защитного профиля в сторону огнеупорного канала для обеспечения возможности плотного прижима защитного барьера к внешней поверхности соответствующей боковой стенки огнеупорного канала, а, во-вторых, наличие компенсаторов способствует снижению термической деформации защитного профиля.At the same time, due to the presence of compensators, firstly, it is possible to deform the protective profile towards the refractory channel to enable the protective barrier to be tightly pressed against the outer surface of the corresponding side wall of the refractory channel, and, secondly, the presence of compensators helps to reduce the thermal deformation of the protective profile.
При этом крепление защитного барьера, выполненного в виде защитного профиля, к боковой стенке наружного корпуса посредством разъемных соединений, во-первых, способствует простоте замены и монтажа нагревательных элементов в пространство, образованное боковой стенкой наружного корпуса и выполненным в виде защитного профиля защитным барьером, сохраняя взаимное расположение элементов нагревательного элемента между собой при осуществлении прижима нагревательного элемента и прижима защитного барьера к внешней боковой стенке огнеупорного канала под действием усилия со стороны одного или нескольких прижимных элементов. Во-вторых, крепление защитного барьера, выполненного в виде защитного профиля, к боковой стенке наружного корпуса минимизирует взаимодействие плоского гибкого электронагревательного элемента с расплавленным металлом при высоких температурах в случае возникновения трещин в стенках огнеупорного канала и протечки расплавленного металла, способствуя тем самым защите плоского гибкого электронагревательного элемента от расплавленного металла, повышая надежность желоба. При этом использование разъемных соединений обеспечивает простоту монтажа защитного барьера, выполненного в виде защитного профиля, к боковой стенке наружного корпуса, а в случае необходимости его замену.At the same time, the fastening of the protective barrier, made in the form of a protective profile, to the side wall of the outer casing by means of detachable connections, firstly, contributes to the ease of replacement and installation of heating elements in the space formed by the side wall of the outer casing and the protective barrier made in the form of a protective profile, while maintaining mutual arrangement of the elements of the heating element between themselves when pressing the heating element and pressing the protective barrier to the outer side wall of the refractory channel under the action of a force from one or more clamping elements. Secondly, fastening the protective barrier, made in the form of a protective profile, to the side wall of the outer casing minimizes the interaction of the flat flexible electric heating element with molten metal at high temperatures in the event of cracks in the walls of the refractory channel and leakage of molten metal, thereby contributing to the protection of the flat flexible electric heating element. electric heating element from molten metal, increasing the reliability of the chute. At the same time, the use of detachable connections makes it easy to mount the protective barrier, made in the form of a protective profile, to the side wall of the outer casing, and, if necessary, to replace it.
При этом размещение между защитным барьером, выполненным в виде защитного профиля, и боковой стенкой наружного корпуса в местах их контактирования герметизирующей огнеупорной теплоизоляционной прокладки, во-первых, исключает проникновение расплавленного металла в местах контакта защитного барьера, выполненного в виде защитного профиля, и боковой стенки наружного корпуса, в случае возникновения трещин в стенках огнеупорного канала и протечки расплавленного металла, способствуя тем самым защите плоского гибкого электронагревательного элемента от расплавленного металла, а, во-вторых, при использовании такой огнеупорной теплоизоляционной прокладки снижаются тепловые потери от нагревательного элемента через защитный барьер.At the same time, the placement between the protective barrier made in the form of a protective profile and the side wall of the outer casing at the points of their contact with a sealing refractory heat-insulating gasket, firstly, excludes the penetration of molten metal at the points of contact between the protective barrier made in the form of a protective profile and the side wall of the outer case, in case of cracks in the walls of the refractory channel and leakage of molten metal, thereby contributing to the protection of the flat flexible electric heating element from molten metal, and, secondly, when using such a refractory heat-insulating gasket, heat losses from the heating element through the protective barrier are reduced.
Нанесение на поверхность защитного барьера, контактирующую с боковой поверхностью огнеупорного канала, защитного покрытия обеспечивает защиту защитного барьера от расплавленного металла в случае возникновения трещин в боковых стенках огнеупорного канала.Application of a protective coating to the surface of the protective barrier in contact with the side surface of the refractory channel provides protection of the protective barrier from molten metal in the event of cracks in the side walls of the refractory channel.
Использование прижимного элемента в виде силового винта, установленного в выполненное в боковой стенке наружного корпуса резьбовое отверстие с возможностью взаимодействия с металлической прижимной пластиной нагревательного элемента характеризуется простотой получения медленного поступательного движения и возможностью осуществления перемещений с необходимой точностью при обеспечении заданных усилий прижима нагревательного элемента и прижима защитного барьера к внешней боковой стенке огнеупорного канала. Также следует отметить простоту такой конструкции; ее изготовления и эксплуатации.The use of a clamping element in the form of a power screw installed in a threaded hole made in the side wall of the outer casing with the possibility of interacting with the metal clamping plate of the heating element is characterized by the simplicity of obtaining a slow translational movement and the possibility of moving with the necessary accuracy while providing the specified clamping forces of the heating element and clamping the protective barrier to the outer side wall of the refractory channel. It should also be noted the simplicity of this design; its manufacture and operation.
Благодаря наличию в каждом нагревательном элементе по меньшей мере одного средства контроля температуры электронагревательного элемента обеспечивается возможность поддержания заданного значения температуры огнеупорного канала, а также возможность ограничения производственной мощности электронагревательного элемента, что в свою очередь продлевает срок его эксплуатации.Due to the presence in each heating element of at least one means of controlling the temperature of the electric heating element, it is possible to maintain the set temperature of the refractory channel, as well as the possibility of limiting the production capacity of the electric heating element, which in turn extends its service life.
Наличие металлической плиты, закрывающей сверху каждый нагревательный элемент и соединенной с соответствующей боковой стенкой наружного корпуса посредством разъемных соединений, обеспечивает защиту плоских гибких электронагревательных элементов, как от возможных механических повреждений, так и от возможного попадание на них расплавленного металла. Использование разъемных соединений для соединения металлической плиты с соответствующей боковой стенкой наружного корпуса способствует простоте монтажа нагревательных элементов и простоте замены вышедших из строя нагревательных элементов, в том числе без прерывания транспортировки расплавленных металлов.The presence of a metal plate that covers each heating element from above and is connected to the corresponding side wall of the outer casing by means of detachable connections provides protection for flat flexible electric heating elements, both from possible mechanical damage and from possible ingress of molten metal onto them. The use of detachable connections for connecting a metal plate with a corresponding side wall of the outer casing contributes to the ease of installation of heating elements and the ease of replacing failed heating elements, including without interrupting the transport of molten metals.
При этом размещение между металлической плитой и верхней гранью нагревательного элемента слоя теплоизоляционного материала способствует уменьшению тепловых потерь через верх нагревательного элемента.At the same time, the placement of a layer of heat-insulating material between the metal plate and the upper face of the heating element helps to reduce heat losses through the top of the heating element.
Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.The essence of the invention is illustrated by the following drawings.
На фиг. 1 изображен нагреваемый желоб для транспортировки расплавленных металлов, поперечный разрез; на фиг. 2 - нагреваемый желоб для транспортировки расплавленных металлов, общий вид; на фиг. 3 - нагреваемый желоб для транспортировки расплавленных металлов с условно разнесенными элементами конструкции, общий вид; на фиг. 4 - нагреваемый желоб для транспортировки расплавленных металлов в положении для извлечения или установки огнеупорного канала, общий вид; на фиг. 5 - плоский гибкий электронагревательный элемент нагревательного элемента, общий вид; на фиг. 6 - плоский гибкий электронагревательный элемент нагревательного элемента, продольный разрез; на фиг. 7 - нагревательный элемент, общий вид; на фиг. 8 - защитный барьер, выполненный в виде защитного профиля с компенсаторами П-образного типа, общий вид; на фиг. 9 - крепление защитного барьера к боковой стенке наружного корпуса желоба; на фиг. 10 - защитный барьер, прикрепленный к боковой стенке наружного корпуса желоба, общий вид.In FIG. 1 shows a heated trough for transporting molten metals, cross section; in fig. 2 - heated chute for transporting molten metals, general view; in fig. 3 - heated chute for transporting molten metals with conventionally spaced structural elements, general view; in fig. 4 - heated chute for transporting molten metals in position for extracting or installing a refractory channel, general view; in fig. 5 - flat flexible electric heating element of the heating element, general view; in fig. 6 - flat flexible electric heating element of the heating element, longitudinal section; in fig. 7 - heating element, general view; in fig. 8 - protective barrier, made in the form of a protective profile with U-type compensators, general view; in fig. 9 - fastening of the protective barrier to the side wall of the outer casing of the gutter; in fig. 10 - protective barrier attached to the side wall of the outer casing of the chute, general view.
Нагреваемый желоб для транспортировки расплавленных металлов включает наружный корпус 1, образованный нижней стенкой и двумя боковыми стенками, огнеупорный канал 2 для транспортировки расплавленного металла, изолирующий слой 3, размещенный между огнеупорным каналом 2 и нижней стенкой и между огнеупорным каналом 2 и двумя боковыми стенками наружного корпуса 1, нагревательные элементы, расположенные вдоль боковых сторон огнеупорного канала 2, и металлический защитный барьер 4.The heated chute for transporting molten metals includes an
Огнеупорный канал 2 выполнен литым и изготовлен из материала, имеющего низкий коэффициент теплопроводности, хорошие механические свойства и стойкость к воздействию расплавленного металла, например, Contour 140 или 180.The
В качестве материала изолирующего слоя 3, размещенного между огнеупорным каналом 2 и нижней стенкой наружного корпуса 1, используется материал в виде плиты, имеющей низкий коэффициент теплопроводности, например, микропористая теплоизоляция марки Promalight или марки Kaowool. Возможно применение комбинации плит из разных материалов, например, для первого слоя, прилегающего к огнеупорному каналу, возможно использование плиты марки Kaowool, поскольку такие плиты имеет возможность выдерживать высокие температуры, а для второго слоя возможно использование плиты марки Promalight, имеющую очень низкую теплопроводность, при суммарной толщине слоев теплоизоляции от 40 мм до 100 мм.As the material of the insulating
Каждый нагревательный элемент выполнен в виде по меньшей мере одного плоского гибкого электронагревательного элемента 5, металлической прижимной пластины 6 и изолирующего слоя 3 соответствующей боковой стороны, размещенного между плоским гибким электронагревательным элементом 5 и металлической прижимной пластиной 6.Each heating element is made in the form of at least one flat flexible
В качестве материала изолирующего слоя 3 соответствующей боковой стороны, размещенного между плоским гибким электронагревательным элементом 5 и металлической прижимной пластиной 6, используется материал в виде плиты, имеющий низкий коэффициент теплопроводности, например, плиты марки Promalight или плиты марки Kaowool. Возможно применение комбинации плит из разных материалов, например, для первого слоя, прилегающий к плоскому гибкому электронагревательному элементу, возможно использование плиты марки Kaowool, поскольку он имеет возможность эксплуатироваться при высоких температурах без потери свойств и однородной структуры, а для второго слоя возможно использование плиты марки Promalight, имеющей очень низкую теплопроводность. При этом толщина первого слоя составляет 20-25 мм, а толщина второго слоя - 15-50 мм.As the material of the corresponding side-side
Защитный барьер 4 размещен между каждым нагревательным элементом и соответствующей внешней боковой стенки огнеупорного канала 2 с возможностью непосредственного взаимодействия с внешней поверхностью боковой стенки огнеупорного канала 2. В качестве материала защитного барьера 4 возможно использование жаропрочной нержавеющей стали, например, марки ХН78Т(ЭИ435), толщиной от 0,1 мм до 0,8 мм.A
Каждый нагревательный элемент установлен с возможностью его прижима и прижима защитного барьера 4 к внешней боковой стенке огнеупорного канала 2 посредством одного или нескольких прижимных элементов 7.Each heating element is installed with the possibility of pressing it and pressing the
Прижимной элемент 7 выполнен в виде силового винта, установленного в выполненное в боковой стенке наружного корпуса 1 резьбовое отверстие с возможностью взаимодействия с металлической прижимной пластиной 6 нагревательного элемента.The clamping
Каждый плоский гибкий электронагревательный элемент 5 выполнен из отдельных керамических элементов 8, механически связанных между собой посредством электрического проводника 9, размещенного в выполненных в керамических элементах отверстиях и подключаемого к источнику электрического тока.Each flat flexible
В каждом нагревательном элементе установлено по меньшей мере одно средство контроля температуры электронагревательного элемента, например, термопара 10.Each heating element has at least one means of controlling the temperature of the electric heating element, for example, a
Керамические элементы 8 плоского гибкого электронагревательного элемента 5 могут быть расположены как в шахматном порядке, так и в несколько параллельных друг другу рядов.
Плоский гибкий электронагревательный элемент 5, металлическая прижимная пластина 6 и изолирующий слой 3 нагревательного элемента соединены между собой посредством крепежных элементов 11 с образованием единого модуля. В качестве таких крепежных элементов 11 используются, например, жаропрочные штифты с полоской головкой, проходящие через плоский гибкий электронагревательный элемент 5, изолирующий слой 3 нагревательного элемента и установленные в выполненные в металлической прижимной пластине 5 отверстия с последующим их соединением с ней посредством сварки с обратной стороны после их установки.A flat flexible
Защитный барьер 4 выполнен в виде защитного профиля, одна из стенок которого закрывает нагревательный элемент со стороны его электронагревательного элемента 5, а другие его стенки закрывают нижнюю и боковые грани нагревательного элемента, причем его стенки, закрывающие нижнюю и боковые грани нагревательного элемента, выполнены с компенсаторами 12, например, П-образного типа.The
Защитный барьер 4, выполненный в виде защитного профиля, прикреплен к боковой стенке наружного корпуса посредством разъемных соединений, например, посредством использования резьбовых соединений при помощи стандартных крепежных резьбовых изделий 13 с использованием прижимных пластин 14.The
Между защитным барьером 4, выполненным в виде защитного профиля, и боковой стенкой наружного корпуса 1 в местах их контактирования размещена герметизирующая огнеупорная теплоизоляционная прокладка 15. В качестве такой герметизирующей огнеупорной теплоизоляционной прокладки 15 может быть использована керамическая бумага, например, бумага огнеупорная теплоизоляционная марки Avantexpaper, толщиной 3-6 мм.Between the
На поверхность защитного барьера 4, контактирующую с боковой поверхностью огнеупорного канала 2, нанесено защитное покрытие. В качестве материала такого защитного покрытия может быть использован, например, нитрид бора. Толщина такого защитного покрытия может составлять от 0,1 мм до 0,5 мм.A protective coating is applied to the surface of the
Каждый нагревательный элемент сверху закрыт металлической плитой 16, соединенной с соответствующей боковой стенкой наружного корпуса 1 посредством разъемных соединений (не показаны), при этом между металлической плитой 16 и верхней гранью нагревательного элемента размещен слой теплоизоляционного материала 17. В качестве таких разъемных соединений могут быть использованы, например, резьбовые соединения при помощи стандартных крепежных резьбовых изделий. В качестве слоя теплоизоляционного материала 17 могут быть использованы, например, волокнистые маты двух типов Cerablaket 1260 и Ecowool 2s, толщина слоев 10-20 мм.Each heating element is closed from above by a
Нагреваемый желоб для транспортировки расплавленных металлов работает следующим образом.Heated chute for transporting molten metals works as follows.
Нагреваемый желоб для транспортировки расплавленных металлов используется в литейном производстве, в частности расплавленного алюминия и его сплавов, для металлотрактов, камер дегазации, камер фильтрации и в конструкциях литейных машин, которые включают в себя как прямолинейные, так и такие участки, как повороты, тройники, короткие линии и другие участки.A heated chute for transporting molten metals is used in foundries, in particular molten aluminum and its alloys, for metal paths, degassing chambers, filtration chambers and in the construction of foundry machines, which include both straight lines and sections such as turns, tees, short lines and other sections.
Благодаря предложенной конструкции нагреваемого желоба для транспортировки расплавленных металлов обеспечивается снижение тепловых потерь при транспортировке расплавленных металлов и стабильные параметры литья. Кроме того, такая конструкция желоба с предложенной системой нагрева исключает попадание в расплав различных включений (керамика, окалина и прочие). Это преимущество допускает применение предложенной системы нагрева на ответственных участках, например, после систем дегазации, фильтрации или на литейной оснастке, где внесение включений не допустимо.Thanks to the proposed design of a heated chute for transporting molten metals, a reduction in heat losses during the transport of molten metals and stable casting parameters are ensured. In addition, such a design of the chute with the proposed heating system eliminates the ingress of various inclusions (ceramics, scale, etc.) into the melt. This advantage allows the proposed heating system to be used in critical areas, for example, after degassing, filtration systems or on casting equipment, where inclusions are not allowed.
Монтаж нагреваемого желоба для транспортировки, например, расплавленного алюминия из миксера в литейную машину или кристаллизатор, начинается с установки наружного корпуса 1, образованного нижней стенкой и двумя боковыми стенками и позиционированного таким образом, чтобы обеспечить необходимую траекторию движения расплавленного металла в металлотракте. Затем на нижнюю стенку наружного корпуса 1 устанавливается нижний изолирующий слой 3. В качестве материала такого изолирующего слоя 3 используется материал в виде плиты, имеющей низкий коэффициент теплопроводности, например, микропористая теплоизоляция марки Promalight или марки Kaowool. Возможно применение комбинации плит из разных материалов, например, для первого слоя, прилегающего к огнеупорному каналу, возможно использование плиты марки Kaowool, поскольку такие плиты имеет возможность выдерживать высокие температуры, а для второго слоя возможно использование плиты марки Promalight, имеющую очень низкую теплопроводность, при суммарной толщине слоев теплоизоляции от 40 мм до 100 мм. После этого с каждой боковой стороны наружного корпуса 1 на нижний изолирующий слой 3 устанавливается защитный барьер 4. Защитный барьер 4 может быть выполнен в виде защитного профиля, одна из стенок которого закрывает нагревательный элемент со стороны его электронагревательного элемента 5, а другие его стенки закрывают нижнюю и боковые грани нагревательного элемента, причем его стенки, закрывающие нижнюю и боковые грани нагревательного элемента.The installation of a heated chute for transporting, for example, molten aluminum from a mixer to a casting machine or a mold begins with the installation of an
Защитный барьер 4 выполнен в виде защитного профиля, одна из стенок которого закрывает нагревательный элемент со стороны его электронагревательного элемента 5, а другие его стенки закрывают нижнюю и боковые грани нагревательного элемента. При этом защитный барьер 4 выполняется с П-образными компенсаторами 12. Такой защитный барьер 4 крепится к боковой стенке наружного корпуса 1 посредством разъемных соединений, например, посредством использования резьбовых соединений при помощи стандартных крепежных резьбовых изделий 13 с использованием прижимных пластин 14. Прижимные пластины 14 крепятся к боковой стенке наружного корпуса 1 стандартными крепежными резьбовыми изделиями 13 в нескольких местах, что позволяет равномерно и плотно прижать стенки защитного барьера 4 к боковым стенкам наружного корпуса 1. В качестве материала защитного барьера 4 используется, например, жаропрочная нержавеющая сталь, например, марки ХН78Т(ЭИ435), толщиной от 0,1 мм до 0,8 мм. Между таким защитным барьером 4 и боковой стенкой наружного корпуса 1 в местах их контактирования размещается герметизирующая огнеупорная теплоизоляционная прокладка 15. В качестве такой герметизирующей огнеупорной теплоизоляционной прокладки 15 используется керамическая бумага, например, бумага огнеупорная теплоизоляционная марки Avantexpaper, толщиной 3-6 мм. Для защиты защитного барьера 4 от расплавленного металла в случае возникновения трещин в боковых стенках огнеупорного канала 2 на его поверхность, контактирующую с боковой поверхностью огнеупорного канала 2, наносится защитное покрытие. В качестве материала такого защитного покрытия может быть использован, например, нитрид бора. Толщина такого защитного покрытия может составлять от 0,1 мм до 0,5 мм.The
Огнеупорный канал 2 устанавливается в наружном корпусе 1 таким образом, что его нижняя стенка опирается на нижний изолирующий слой 3, а внешние боковые стенки огнеупорного канала 2 равноудалены от боковых стенок наружного корпуса 1.The
Нагревательные элементы устанавливаются в каждой боковой стороны в пространства (полости), образованные боковой стенкой наружного корпуса 1 и защитным барьером 4, таким образом, что нижняя часть электронагревательного элемента 5 находится на уровне дна полости для транспортировки расплавленного металла огнеупорного канала 2, а верхняя часть электронагревательного элемента 5 не доходит до верхней части огнеупорного канала 5 находится на расстоянии 1/5 от высоты полости для транспортировки расплавленного металла. Такое расположение способствует высокой эффективности работы электронагревательного элемента 5, так как нагрев направлен только на те части огнеупорного канала 2, через которые тепло передается стенкам внутренней полости огнеупорного канала 2, в которой протекает расплавленный металл.The heating elements are installed on each side in the spaces (cavities) formed by the side wall of the
При этом соединение электронагревательного элемента 5, металлической прижимной пластины 6 и изолирующего слоя 3 соответствующей боковой стороны между собой посредством крепежных элементов 11 с образованием единого модуля способствует простоте монтажа нагревательных элементов, поскольку в этом случае сохраняется взаимное расположения элементов нагревательного элемента между собой, как при их установки в пространства (полости), образованные боковой стенкой наружного корпуса 1 и защитным барьером 4, так и при осуществлении прижима нагревательного элемента и прижима защитного барьера 4 к внешней боковой стенке огнеупорного канала 2 под действием усилия со стороны одного или нескольких прижимных элементов 7.At the same time, the connection of the
В качестве таких крепежных элементов 11 используются жаропрочные штифты с полоской головкой, проходящие через плоский гибкий электронагревательный элемент 5, изолирующий слой 3 нагревательного элемента и установленные в выполненные в металлической прижимной пластине 6 отверстия с последующим их соединением с ней посредством сварки с обратной стороны после их установки.As
После установки нагревательных элементов с каждой боковой стороны в пространства (полости), образованные боковой стенкой наружного корпуса 1 и защитным барьером 4, производится их прижим и прижим защитного барьера 4 к внешней боковой стенке огнеупорного канала 2 посредством одного или нескольких прижимных элементов 7. В качестве прижимных элементов 7 используются силовые винты, установленные в выполненные в боковой стенке наружного корпуса 1 резьбовые отверстия и взаимодействующие с металлической прижимной пластиной 6 нагревательного элемента.After the heating elements are installed on each side in the spaces (cavities) formed by the side wall of the
Прижимные элементы 7 одновременно вкручиваются в резьбовые отверстия, выполненные в боковых стенках наружного корпуса 1, для прижима нагревательных элементов без смещения огнеупорного канала 2 под действием усилий от прижимных элементов 7. При этом прижимные элементы 7 создают усилие вдоль своей оси, которое передается на прижимные пластины 6 и толкает их в сторону боковых стенок огнеупорного канала 2. Такие прижимные элементы 7 обеспечивают получение медленного поступательного движения и возможность осуществления перемещений с необходимой точностью при обеспечении заданных усилий прижима нагревательного элемента и прижима защитного барьера 4 к внешней боковой стенке огнеупорного канала 2. При этом использование плоских гибких электронагревательных элементов 5 дает возможность, изменяя свою форму повторять необходимую форму внешней боковой стенке огнеупорного канала 2. Прижим нагревательных элементов и прижим защитного барьера 4 к внешней поверхности боковой стенки огнеупорного канала 2 посредством таких прижимных элементов 7 обеспечивает максимальный тепловой контакт и равномерное распределение тепловой энергии как на прямолинейных участках, так и на таких участках металлотракта, как повороты, тройники, короткие линии и другие его участки. В процессе прижима нагревательного элемента необходимая деформация защитного барьера 4, выполненного в виде защитного профиля, в сторону огнеупорного канала 2 обеспечивается благодаря наличию П-образных компенсаторов 12.The
Каждый нагревательный элемент сверху закрывается металлической плитой 16, соединенной с соответствующей боковой стенкой наружного корпуса 1 посредством разъемных соединений, при этом между металлической плитой 16 и верхней гранью нагревательного элемента размещается слой теплоизоляционного материала 17. В качестве таких разъемных соединений используются, например, резьбовые соединения при помощи стандартных крепежных резьбовых изделий. В качестве слоя теплоизоляционного материала 17 используются, например, волокнистые маты двух типов Cerablaket 1260 и Ecowool 2s, толщина слоев 10-20 мм. Наличие такой металлической плиты 16, закрывающей сверху каждый нагревательный элемент и соединенной с соответствующей боковой стенкой наружного корпуса 1 посредством разъемных соединений, обеспечивает защиту плоских гибких электронагревательных элементов 5, как от возможных механических повреждений, так и от возможного попадание на них расплавленного металла. Использование разъемных соединений для соединения металлической плиты 16 с соответствующей боковой стенкой наружного корпуса 1 способствует простоте монтажа нагревательных элементов. При этом размещение между металлической плитой 16 и верхней гранью нагревательного элемента слоя теплоизоляционного материала 17 способствует уменьшению тепловых потерь через верх нагревательного элемента. На этом монтаж нагреваемого желоба для транспортировки расплавленных металлов заканчивается.Each heating element is closed from above by a
Подача расплавленного металла производится во внутреннюю полость огнеупорного канала 2. Для поддержания требуемой температуры огнеупорного канала 2 плоский гибкий электронагревательный элемент 5 нагревательного элемента подключается к источнику электрического тока. В плоском гибком электронагревательном элементе 5 нагревательного элемента под действием электрического тока выделяется тепло, которое передается защитному барьеру 4, после чего рассеивается на внешних боковых стенках огнеупорного канала 2, с которыми контактирует защитный барьер 4. При этом благодаря плотному контакту между нагревательной и нагреваемой поверхностями обеспечивается эффективная теплопередача теплопроводностью. Это позволяет уменьшить нагрузку на нагревательный элемент и увеличить надежность и межремонтный интервал, а также увеличить энергоэффективность системы и потери при литье. Благодаря равномерности прижима обеспечивается высокая эффективность работы нагревательного элемента, так как нагрев передается путем теплопроводности. Равномерность нагрева предотвращает возникновение участков локального теплового расширения, а это способствует устранению разрушения материала огнеупорного канала желоба, обеспечивая его надежность и необходимый срок его службы.Molten metal is fed into the internal cavity of the
Поддержание заданного значения температуры огнеупорного канала 2 обеспечивается благодаря наличию в каждом нагревательном элементе одного или нескольких средств контроля температуры электронагревательного элемента 5. В качестве такого средства контроля температуры электронагревательного элемента 5 используется, например, термопара 10. Кроме того, использование средств контроля температуры электронагревательного элемента 5 обеспечивает возможность ограничения производственной мощности электронагревательного элемента 5, что в свою очередь продлевает срок его эксплуатации.Maintaining the set temperature value of the
В случае возникновения трещин в стенках огнеупорного канала 2 и протечки расплавленного металла использование защитного барьера 4 в виде защитного профиля, одна из стенок которого закрывает нагревательный элемент со стороны его электронагревательного элемента 5, а другие его стенки закрывают нижнюю и боковые грани нагревательного элемента, минимизирует взаимодействие плоского гибкого электронагревательного элемента 5 с расплавленным металлом при высоких температурах, способствуя тем самым защите плоского гибкого электронагревательного элемента 5 от расплавленного металла, повышая надежность желоба. При этом устранению взаимодействия электронагревательного элемента 5 с расплавленным металлом при высоких температурах в случае возникновения трещин в стенках огнеупорного канала и протечки расплавленного металла также способствует крепление защитного барьера 4, выполненного в виде защитного профиля, к боковой стенке наружного корпуса 1 посредством использования резьбовых соединений при помощи стандартных крепежных резьбовых изделий 13 с использованием прижимных пластин 14. В случае возникновения трещин в стенках огнеупорного канала 2 и протечки расплавленного металла проникновение расплавленного металла в местах контакта защитного барьера 4, выполненного в виде защитного профиля, и боковой стенки наружного корпуса 1, исключается благодаря размещению между защитным барьером 4, выполненным в виде защитного профиля, и боковой стенкой наружного корпуса 1 герметизирующей огнеупорной теплоизоляционной прокладки 15. В качестве такой герметизирующей огнеупорной теплоизоляционной прокладки 15 используется керамическая бумага, например, бумага огнеупорная теплоизоляционная марки Avantexpaper, толщиной 3-6 мм. В случае возникновения трещин в боковых стенках огнеупорного канала 2 защита защитного барьера 4 от расплавленного металла обеспечивается благодаря нанесению на поверхность защитного барьера 4, контактирующую с боковой поверхностью огнеупорного канала 2, защитного покрытия. В качестве материала такого защитного покрытия используется, например, нитрид бора. Толщина такого защитного покрытия составляет от 0,1 мм до 0,5 мм.In the event of cracks in the walls of the
В случае выхода из строя нагревательного элемента, например, электронагревательного элемента 5, он отключается от источника электрического тока, металлическая плита 16, закрывающая сверху нагревательный элемент, отсоединяется от соответствующей боковой стенкой наружного корпуса 1, затем удаляется слой теплоизоляционного материала 17, прижимные элементы 7, выполненные в виде силовых винтов, выкручиваются из выполненных в боковой стенке наружного корпуса 1 резьбовых отверстий, ослабляя прижим нагревательного элемента, и вышедший из строя нагревательный элемент удаляется из пространства (полости), образованного боковой стенкой наружного корпуса 1 и защитным барьером 4. Использование модульной конструкции нагревательного элемента, объединяющейся в одну конструкцию плоский гибкий электронагревательный элемент 5, металлическую прижимную пластину 6 и изолирующий слой 3 нагревательного элемента, способствует простоте замены и монтажа вышедших из строя нагревательных элементов. После извлечения вышедшего из строя нагревательного элемента на его место устанавливается новый нагревательный элемент с последующим подключением плоского гибкого электронагревательного элемента 5 к источнику электрического тока. При этом такая замена вышедшего из строя нагревательного элемента возможна без прерывания транспортировки расплавленных металлов.In case of failure of the heating element, for example,
Таким образом, предложенная конструкция нагреваемого желоба для транспортировки расплавленных металлов обеспечивает возможность нагрева канала для транспортировки расплавленных металлов, как на прямолинейных, так и на таких участках металлотракта, как повороты, тройники, короткие линии и другие его участки, а также обеспечивает надежность и ремонтопригодность желоба.Thus, the proposed design of a heated chute for transporting molten metals provides the possibility of heating the channel for transporting molten metals, both in straight lines and in such sections of the metal path as turns, tees, short lines and other sections, and also ensures the reliability and maintainability of the chute. .
Claims (12)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2786560C1 true RU2786560C1 (en) | 2022-12-22 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2107237C1 (en) * | 1993-02-08 | 1998-03-20 | Сева | Method of manufacture of heating appliance for conveyance of molten metal and heating appliance for conveyance of molten metal manufactured by this method |
US6444165B1 (en) * | 1999-01-12 | 2002-09-03 | C. Edward Eckert | Heated trough for molten aluminum |
RU2358831C2 (en) * | 2003-12-11 | 2009-06-20 | Новелис Инк. | Heated flute for molten metal |
CN102497680A (en) * | 2011-11-28 | 2012-06-13 | 武汉船用机械有限责任公司 | Heating device of lining |
US9781776B2 (en) * | 2015-06-15 | 2017-10-03 | Pyrotek, Incorporated | Molten metal handling device heating system |
RU2691827C1 (en) * | 2018-01-16 | 2019-06-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Резонанс" | Chute with radiation heating for transporting molten metals |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2107237C1 (en) * | 1993-02-08 | 1998-03-20 | Сева | Method of manufacture of heating appliance for conveyance of molten metal and heating appliance for conveyance of molten metal manufactured by this method |
US6444165B1 (en) * | 1999-01-12 | 2002-09-03 | C. Edward Eckert | Heated trough for molten aluminum |
RU2358831C2 (en) * | 2003-12-11 | 2009-06-20 | Новелис Инк. | Heated flute for molten metal |
CN102497680A (en) * | 2011-11-28 | 2012-06-13 | 武汉船用机械有限责任公司 | Heating device of lining |
US9781776B2 (en) * | 2015-06-15 | 2017-10-03 | Pyrotek, Incorporated | Molten metal handling device heating system |
RU2691827C1 (en) * | 2018-01-16 | 2019-06-18 | Общество с ограниченной ответственностью "Резонанс" | Chute with radiation heating for transporting molten metals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2778433C (en) | Molten metal containment structure having flow through ventilation | |
EP1836015B1 (en) | Launder for casting molten melts | |
EP2670545B1 (en) | Metal transfer device | |
US10099285B2 (en) | Metal transfer device | |
RU2358831C2 (en) | Heated flute for molten metal | |
EP2560776B1 (en) | Molten metal leakage confinement in vessels used for containing molten metals | |
RU2786560C1 (en) | Heated gutter for transportation of molten metals | |
EP0775679A2 (en) | Apparatus and method for the lenghtwise graphitization of carbon electrode bodies | |
US4340412A (en) | Float glass forming chamber with externally supported roof | |
US4319908A (en) | Float glass forming chamber with a flat slab roof | |
US4322236A (en) | Float glass forming chamber having low profile roof | |
RU2691827C1 (en) | Chute with radiation heating for transporting molten metals | |
RU2802700C1 (en) | Tundish cover | |
RU2791751C1 (en) | Transport chute for liquid metal with electric heating | |
RU211577U1 (en) | FURNACE FOR MAGNEUM THERMAL PRODUCTION OF SPONGE TITANIUM | |
US4340410A (en) | Float glass forming chamber with isolated heating means | |
US20020130450A1 (en) | Pressurized molten metal holder furnace | |
US6516868B2 (en) | Molten metal holder furnace and casting system incorporating the molten metal holder furnace | |
KR101389548B1 (en) | Preheating device for ladles | |
JPS5989979A (en) | Furnace device | |
WO2002058864A1 (en) | Molten metal holder furnace and casting system incorporating the molten metal holder furnace | |
SU551385A1 (en) | Hearth beam | |
NO153908B (en) | MELTING AND CASTING DEVICE. |