RU2788574C1 - Multilayer thermal screen-vacuum protection of high-temperature vacuum elevator, shaft and bell furnaces - Google Patents
Multilayer thermal screen-vacuum protection of high-temperature vacuum elevator, shaft and bell furnaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788574C1 RU2788574C1 RU2022106023A RU2022106023A RU2788574C1 RU 2788574 C1 RU2788574 C1 RU 2788574C1 RU 2022106023 A RU2022106023 A RU 2022106023A RU 2022106023 A RU2022106023 A RU 2022106023A RU 2788574 C1 RU2788574 C1 RU 2788574C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- studs
- thermal
- screens
- plates
- thermal block
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для использования в высокотемпературных вакуумных электропечах.The invention relates to the field of thermal power engineering and is intended for use in high-temperature vacuum electric furnaces.
Из документа RU 103900 U1, опубл. 27.04.2011 теплоизоляционный экран, выполненный в виде многослойной системы, включающей последовательно установленные монолитные слои из углеродсодержащего материала, при этом слой, располагаемый со стороны высокотемпературной поверхности, выполнен из термостойкого композиционного углеродного материала, контактирующий с ним слой выполнен из низкоплотного пористого углеродного материала, а внешний слой выполнен из углеткани.From document RU 103900 U1, publ. 04/27/2011 a heat-insulating screen made in the form of a multilayer system, including sequentially installed monolithic layers of carbon-containing material, while the layer located on the side of the high-temperature surface is made of heat-resistant composite carbon material, the layer in contact with it is made of low-density porous carbon material, and the outer layer is made of carbon fiber.
Также из уровня техники известен тепловой экран, который содержит внутреннюю обечайку (1) в виде сборного каркаса, фасонные детали (2) которого состоят из дощечек (4), соединенных между собой крепежными кольцами 5 и шпильками 6 с образованием цилиндрической стенки (7) с замкнутой поверхностью (3) из четырех слоев композиционного углеродного материала, и характеризуется термостойкостью в инертной среде 2500-3000°C. Каждый последующий слой внутренней обечайки (1) выполнен плотно прилегающим к предыдущему с возможностью создания жесткой конструкции. Первый внутренний слой (8) выполнен термостойким из композиционного углерод-углеродного материала с плотностью 1,8-1,9 г/см3. Второй слой (9) выполнен защитно-предохранительным из терморасширенного графита. Третий слой (10) выполнен теплоизоляционным из нетканого высокопористого углеродного войлока с поверхностной плотностью 80-120 г/м. Четвертый слой (11) выполнен конструкционным из графитированной углеродной ткани с поверхностной плотностью 1000-1200 г/м (см. ЕА 30577 В1, опубл. 31.08.2018).Also known from the prior art is a heat shield that contains an inner shell (1) in the form of a prefabricated frame, the shaped parts (2) of which consist of planks (4) interconnected by fastening
Из документа SU 1515022 A1, опубл. 15.10.1989 известна футеровка, выполненная из отдельных трехслойных блоков, имеющих теплоизоляционный наружный, рабочий и промежуточный слои, причем рабочий и наружный слои жестко связаны друг с другом посредством промежуточного слоя. Слои теплоизоляционный и рабочий выполнены в виде плит и смещены по отношению друг к другу, а промежуточный слой по размерам в плане равен размеру соединяемых поверхностей теплоизоляционного и рабочего слоев Трехслойные блоки связаны между собой по торцам и свободным от промежуточного слоя плоскостям рабочего и промежуточного слоев посредством клеевой высокотемпературной композицией.From the document SU 1515022 A1, publ. 10/15/1989 known lining, made of separate three-layer blocks with heat-insulating outer, working and intermediate layers, and the working and outer layers are rigidly connected to each other by means of an intermediate layer. The heat-insulating and working layers are made in the form of plates and are offset relative to each other, and the intermediate layer is equal in size to the size of the connected surfaces of the heat-insulating and working layers. high temperature composition.
Технический результат заключается в повышении эксплуатационной стойкости теплоизоляции высокотемпературных вакуумных элеваторных, шахтных и колпаковых печей.The technical result consists in increasing the operational stability of the thermal insulation of high-temperature vacuum elevator, shaft and bell furnaces.
Технический результат достигается при использовании многослойной тепловой экранно-вакуумной защиты высокотемпературных вакуумных элеваторных, шахтных и колпаковых печей состоящей из:The technical result is achieved using multilayer thermal screen-vacuum protection of high-temperature vacuum elevator, shaft and bell furnaces consisting of:
- нагревательного блока с ленточными нагревателями, корпус которого через кронштейны с регулировочными винтами крепиться к вакуумному корпусу печи, при этом ленточные нагреватели висят на подвесках, установленных на металлических шпильках через изолятор, с зазором;- a heating unit with tape heaters, the body of which is attached to the vacuum casing of the furnace through brackets with adjusting screws, while the tape heaters hang on hangers mounted on metal studs through an insulator with a gap;
- теплового блока, состоящего из корпуса и многослойной защиты, содержащей экраны, выполненные в виде пластин, которые накладываются внахлест и подвешиваются на шпильки к корпусу теплового блока, расстояние между пластинами фиксируется чашками, надетыми на шпильки и, дополнительно, скобами в виде швеллеров между шпильками, при этом через корпус теплового блока и экраны в рабочий объем вводятся токовводы и подовые опоры через отверстия, выполненные в корпусе теплового блока и экранах,- a thermal block consisting of a body and a multilayer protection containing screens made in the form of plates that are overlapped and hung on studs to the body of the thermal block, the distance between the plates is fixed by cups put on the studs and, additionally, brackets in the form of channels between the studs , at the same time, current leads and hearth supports are introduced into the working volume through the body of the thermal block and screens through holes made in the body of the thermal block and screens,
и подовой и сводовой экранно-вакуумной защиты, выполненной из пластин круглой формы закрепленных на шпильках, причем часть экранов, обращенных к рабочему объему, имеют диаметр меньший диаметра внутреннего теплового блока для вхождения в тепловой блок, обеспечивая тепловой замок, расстояние между слоями пластин фиксируется чашками, надетыми на шпильки и, дополнительно, скобами в виде швеллеров между шпильками.and bottom and arched screen-vacuum protection, made of round-shaped plates fixed on studs, and part of the screens facing the working volume have a diameter smaller than the diameter of the internal thermal block to enter the thermal block, providing a thermal lock, the distance between the layers of the plates is fixed by cups , put on the studs and, additionally, brackets in the form of channels between the studs.
На фиг. 1 - вид в перспективе многослойная тепловой экранно-вакуумной защиты высокотемпературных вакуумных элеваторных, шахтных и колпаковых печей, на фиг. 2 - сегмент вида сверху печи в разрезе; на фиг. 3 - кронштейн для крепления нагревательного блока; на фиг. 4 - схема крепления теплового блока, вид сверху; на фиг.5 - вид сбоку в разрезе; на фиг.6 - вид подовой опоры в разрезе; на фиг.7 - токовод с изолятором; на фиг. 8 – подовая и сводовая экранно-вакуумной защита в разрезе.In FIG. 1 is a perspective view of the multilayer thermal screen-vacuum protection of high-temperature vacuum elevator, shaft and bell furnaces, in FIG. 2 - segment of the top view of the furnace in section; in fig. 3 - bracket for fixing the heating block; in fig. 4 - diagram of fastening of the thermal block, top view; figure 5 is a side view in section; figure 6 is a view of the hearth support in section; figure 7 - current lead with an insulator; in fig. 8 - bottom and arched screen-vacuum protection in section.
На фигурах позициями 1-8 обозначены:In the figures, positions 1-8 indicate:
1 – Фланец вакуумного корпуса нагревательного блока1 - Flange of the vacuum body of the heating unit
2 – Вакуумный корпус печи2 - Vacuum body of the furnace
3 – Токоввод3 - current lead
4 – Крепление в виде шпильки многослойной защиты4 - Fastening in the form of a hairpin of multilayer protection
5 – Ленточный нагреватель5 - Tape heater
6 – Подовый стол печи6 - Hearth table of the furnace
7 – Корпус теплового блока7 - Thermal block housing
8 – Втулка8 - Sleeve
9 – Шпилька9 - Hairpin
10 – Скобы в виде швеллеров10 - Staples in the form of channels
11 – Пазы11 - Grooves
12 – Многослойная защита12 - Multi-layered protection
13 – Чашки13 – Cups
14 – Подвеска14 - Suspension
15 – Подовая опора15 - Hearth support
16 – Отверстие в корпусе теплового корпуса16 - Hole in the body of the thermal body
17 – Шайба17 - Washer
18 – Изолятор18 - Insulator
19 - Пластины подовой и сводовой экранно-вакуумной защиты19 - Plates of bottom and arched screen-vacuum protection
Нагревательный блок выполнен с ленточными нагревателями 5. Материал нагревателей зависит от рабочей температуры печи. Для температур до 1100 оС они выполняются из высокотемпературного нихрома, для температур до 1700 оС – из лантанированного молибдена или ниобия, а для температур до 2500 оС - из вольфрама. Нагреватели висят на подвесках 14, установленных на металлических шпильках 9 через изолятор 18, с зазором, компенсирующим термическое расширение нагревателей.The heating block is made with
Корпус нагревательного блока установлен на кронштейны (фиг.3) через регулировочные винты. Кронштейны закрепляются к вакуумному корпусу 2 печи через пазы 11 нагревательного блока с ленточными нагревателями 5, корпус которого устанавливается через пазы 11 на регулировочные винты в кронштейнах вакуумного корпуса, что в процессе сборки позволяет совместить нижнюю точку оси теплового блока с осью камеры.The body of the heating block is mounted on brackets (figure 3) through the adjusting screws. The brackets are fixed to the
Тепловой блок состоит из корпуса 7 и многослойных экранов, выполненных в виде наложенных внахлест пластин 12. При установке теплового блока регулировочные винты позволяют совместить верхнюю точку оси теплового блока с осью камеры печи. Тепловой блок устанавливается на регулировочные болты через пазы 11 (фиг. 4). За счет пазов 11 совмещается нижняя точка оси теплового блока с осью камеры. Затем с помощью регулировочных винтов совмещается точка оси теплового блока с осью камеры.The thermal block consists of a
Таким образом, в процессе термических деформаций тепловой корпус свободно расширяется и сужается по диаметру, а его ось относительно корпуса установки остается на месте.Thus, in the process of thermal deformations, the thermal body freely expands and narrows in diameter, and its axis relative to the installation body remains in place.
Верх теплового блока никак не крепится, что позволяет ему свободно расширяться в этом направлении.The top of the thermal block is not attached in any way, which allows it to expand freely in this direction.
Материал экранов и их количество зависят от рабочей температуры печи. Экраны выполнены в виде отдельных пластин, которые подвешиваются только на две шпильки 4, установленных в корпусе теплового блока. Отверстия в пластинах имеют форму паза, их оси ориентированы перпендикулярно оси установки.The material of the screens and their number depend on the operating temperature of the oven. The screens are made in the form of separate plates, which are suspended only on two
Расстояние между слоями пластин фиксируется чашками 13, надетыми на шпильки 9 и, дополнительно, скобами в виде швеллеров 10 в середине пластин. Такая конструкция позволяет пластинам свободно расширяться и сужаться во всех направлениях, но при этом, сохранять свое пространственное положение, что увеличивает ресурс работы экранов в несколько раз.The distance between the layers of plates is fixed by
Шпильки 9 крепятся в корпус секции теплового блока во втулках 8. Контактное тепловое сопротивление такого соединения уменьшает тепловые потери через шпильки 9 в несколько раз по сравнению с вариантом соединения сваркой.
Через корпус теплового блока и экраны в рабочий объем вводятся токовводы 3 и подовые опоры 15. Для этого в корпусе теплового блока и экранах выполнены отверстия 16 гораздо больших размеров чем размеры тоководов и опор.
Получившийся зазор позволяет облегчить сборку и компенсирует неточности изготовления деталей, а также учитывает термические деформации корпуса теплового блока и экранов в процессе работы. Для исключения тепловых потерь через образовавшийся зазор на опоре устанавливаются шайбы 17. Шайбы 17 устанавливаются на подовые опоры 15 с минимальным зазором и располагаются между экранами, таким образом они не препятствуют перемещению корпуса теплового блока и экранов относительно опор 15 при термических деформациях, но полностью перекрывают тепловые потери излучением через зазор.The resulting gap makes it easier to assemble and compensates for inaccuracies in the manufacture of parts, and also takes into account thermal deformations of the thermal block body and screens during operation.
Токовводы 3 вводятся в рабочий объем через изоляторы 18, исключающие их электрический контакт с корпусом теплового блока и экранами. На токовводах 3 шайбы 17 устанавливаются аналогично подовым опорам 15, только не на токовод 3, а на изолятор 18.
Подовая и сводовая экранно-вакуумная защита, включает подовые и сводовые экраны 19, которые выполнены в виде пластин круглой формы. Данные пластины закреплены на нескольких шпильках 9, аналогично экранам теплового блока. На центральную шпильку 9 экраны надеваются без зазора, так как она фиксирует их ось, а на периферийные шпильки 9 через пазы 11, выполненные в радиальном направлении и позволяющие свободно расширяться/сужаться подовым и сводовым экранам во время термических деформаций, при этом их ось остается на месте.Hearth and dome screen-vacuum protection, includes hearth and
Часть подовых и сводовых экранов 19, обращенных к рабочему объему, имеют диаметр меньший внутреннего диаметра теплового блока. Диаметр остальных подовых и сводовых экранов больше. При сборке пластины с меньшим диаметром входят во внутренний диаметр теплового блока, таким образом обеспечивая тепловой замок, препятствующий тепловым потерям. Расстояние между слоями подовых и сводовых экранов фиксируется специальными чашками 13, надетыми на шпильки 9 и, дополнительно, скобами 10 в виде швеллеров между шпильками 9. Такая конструкция позволяет подовым и сводовым экранам свободно расширяться и сужаться во всех направлениях, но при этом, сохранять свое пространственное положение, что увеличивает ресурс работы экранов в несколько раз. Шпильки 9 крепятся в корпус секции во втулках 8.Part of the hearth and
Контактное тепловое сопротивление такого соединения уменьшает тепловые потери через шпильки 9 в несколько раз по сравнению с вариантом соединения сваркой.The contact thermal resistance of such a connection reduces heat losses through the
Таким образом, заявленное решение обеспечивает повышение эксплуатационной стойкости теплоизоляции высокотемпературных вакуумных элеваторных, шахтных и колпаковых печей.Thus, the claimed solution provides an increase in the operational stability of the thermal insulation of high-temperature vacuum elevator, shaft and bell furnaces.
Claims (4)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2788574C1 true RU2788574C1 (en) | 2023-01-23 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1515022A1 (en) * | 1988-03-29 | 1989-10-15 | Предприятие П/Я М-5409 | High-temperature furnace lining |
SU1555594A1 (en) * | 1987-06-29 | 1990-04-07 | Предприятие П/Я А-7731 | Heat insulation |
WO2007108417A1 (en) * | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Heat treating furnace |
RU103900U1 (en) * | 2010-11-09 | 2011-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | HEAT INSULATION SCREEN |
RU2630728C2 (en) * | 2012-12-20 | 2017-09-12 | Планзее ЗЕ | Thermal screening system |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1555594A1 (en) * | 1987-06-29 | 1990-04-07 | Предприятие П/Я А-7731 | Heat insulation |
SU1515022A1 (en) * | 1988-03-29 | 1989-10-15 | Предприятие П/Я М-5409 | High-temperature furnace lining |
WO2007108417A1 (en) * | 2006-03-23 | 2007-09-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Heat treating furnace |
RU103900U1 (en) * | 2010-11-09 | 2011-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | HEAT INSULATION SCREEN |
RU2630728C2 (en) * | 2012-12-20 | 2017-09-12 | Планзее ЗЕ | Thermal screening system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4088825A (en) | Electric furnace wall construction | |
JP4279667B2 (en) | Turbomachine stator housing | |
RU2788574C1 (en) | Multilayer thermal screen-vacuum protection of high-temperature vacuum elevator, shaft and bell furnaces | |
BRPI0501993B1 (en) | INDUSTRIAL OVEN | |
CN112503763A (en) | Small-flow air ultrahigh-temperature electric heating device | |
US5497394A (en) | Electric heater element support | |
US3952777A (en) | Hollow body for heated gases | |
US3987237A (en) | Electric furnace wall construction | |
KR20070037175A (en) | Electric range having good insulation function | |
US3285593A (en) | Furnace heat shield | |
JP2001304464A (en) | Duct for high temperature gas | |
CN218561603U (en) | Tubular heating furnace body and PECVD equipment | |
CN114807566B (en) | Multifunctional well type Ma Fure-free treatment atmosphere furnace | |
JP3116647U (en) | Heat insulation body for rotary heating furnace and heat insulation body installation structure | |
SU926497A1 (en) | Resistance electric furnace | |
JPH02233908A (en) | Combustion chamber and its cooling method | |
JP7081030B1 (en) | Electrode device for ultra-high temperature heating furnace | |
JPH09196569A (en) | Side wall structure of roller hearth kiln | |
JP2006028986A (en) | Fire resistant-thermal insulation protective box of cable in tunnel | |
JP6794979B2 (en) | How to fix the furnace lid of the coke oven carbonization chamber and its drying hole lid | |
CN216523084U (en) | Communicating flame path and roasting furnace | |
JPS5827360Y2 (en) | Insulating studs for supporting heating wires in electric furnaces | |
CN211233939U (en) | Refractory brick for electric heating furnace | |
JP3994524B2 (en) | Fireproof damping wall | |
SU1733878A1 (en) | Electric furnace of gas pressure control device |