SU734497A1 - Высокотемпературна электропечь сопротивлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области электротермии и может быть использовано дл  термообработки .изделий из тугоплавких материалов . Известны высокотемпературные электропечи дл  термообработки изделий из тугоплавких материалов, содержаплие теплоизолированный корпус, в котором установлен резистивный нагреватель трубчатой формы из тугоплавких электропроводных окислов 1. При работе такой электропечи изделие вводитс  при помощи специального держател  во внутоеннее пространство резистивного нагревател  через отверстие, выполненное в корпусе электропечи, после чего включаетс  нагреватель предварительного нагрева и зате.м - резистивный нагреватель. После проведени  термообработки резистивный нагреватель отключаетс , электропечь охлаждаетс  и готовое изделие извлекаетс  из нее. Существенным недостатком известной электропечи  вл етс  низка  производительность , обусловленна  необходимостью плавного нагрева, и охлаждение электропечи с изделием во избежание термоудара и разрушени  последнего. Другим недостатком известной электропечи  вл етс  низкий срок службы резистивного нагревател , характеризующегос  низкой термостойкостью, особенно , в интервале температур 20-1300 С. При циклических нагревах и охлаждени х центральна  часть резистивного нагревател  нагреваетс  быстрее и охлаждаетс  медленнее торцовых частей. Это приводит к возникновению высоких температурных градиентов и термомеханических напр жений в нагревателе, вследствие чего в торцов 1х его част х по вл ютс  трещины. Цель изобретени  заключаетс  в повышении производительности электропечи и повышении срока службы резистивного нагревател . Цель достигаетс  тем, что высокотемпературна  электропечь сопротивлени , содержаща  теплоизолирующий корпус с выполненным из тугоплавких электропроводных окислов резистивным нагревателем трубчатой фор.мы, снабжена форкамерой с нагревател ми , соединенной с внутренним пространство .м резистивного нагревате,1  каналом , продольна  ось которого совмещена с продольной осью резистивного нагревател . Кроме того, резистивный нагреватель снабжен дополнительными кольцевыми электронагревател ми , установленными вокруг его торцовых участков. Предлагаема  электропечь дает возможность производить предварительный нагрев и окончательное охлаждение изделий в интервале температур 20-1300°С в форкамере, а во внутреннем пространстве резистивного нагревател  осуществл ть только нагрев и охлаждение издели  в интервале температур 1300-2000°С. Из-за сравнительно низких температур н-агрева в форкамере обеспечиваетс  возможность использовани  в ней термостойких электронагревателей, например металлических или карбидокремниевых , которые позвол ют вести нагрев и охлаждение издели  с высокой скоростью, превышающей скорость, допускаемую резистивным нагревателем в указанном интервале температур при эксплуатации электропечи без форкамеры. Другое преимущество электропечи состоит в том, что при нагреве и охлаждении резистивного нагревател  в интервале температур 1300-2000°С, а также в период его пускового предварительного нагрева и окончательного охлаждени  при выключении электропечи, дополнительные кольцевые электронагреватели обеспечивают равномерное температурное поле, что устран ет возникновение бо;П)Ших температурных градиентов, и, как следствие, термомеханических напр жений в материале резистивного нагревател . Благодар  этому в предлагаемой электропечи обеспечиваетс  возможность проведени  нескольких дес тков циклов термообработки издели  без смолы резистивного нагревате.-| . Изобрегепие по сн етс  чертежом, где изображена предложенна  электропечь, вертикальный разрез. Электропечь содержит составной резистивный нагреватель 1 из стабилизированной двуокиси циркони , имеющий трубчатую форму. К платинирс).м торцовым част м нагревател  1 прижаты платино-родиевые токо подвод щие электроды 2 и 3 с проволочными гибкими отводами 4 и 5. Электроды 2 и 3 имеют форму шайб площадью, равной пло1цади торцовой поверхности резистивного нагревател . Прижатие электродов к нагревателю 1 осуществл етс  через торцы водоохлаждаемых холодильников. Нижний холодильник 6 укреплен в днище корпуса 7 и представл ет собой полый цилиндр из нержавсмощей стали с патрубками 8 дл  подачи и отвода воды. Верхний холодильник совме.цен с нрижи.мным устройством, образу  единый зел, состо щий из кронштейна 9 дл  KpeiLieiiiiH прижимного устройства , направл ющей втулки 10 с фланцем . 11 дл  креплени  ее на кронштейне 9, насадочных головок 12 и 13, выполненных в виде фигурных колец с резьбой и калиброванными отверсти .ми дл  направлени  щтока-холодильника 14, пружины 15 дл  регулировани  давлени  щтока-холодильника 14 на верхний электрод 2, стопорного кольца 16 дл  регулировани  сжати  пружины 15. Водоохлаждаемый щток-холодильник 14 оканчиваетс  в нижней части щаровой п той 17, а в верхней части - патрубками 18 и 19 дл  подачи и отвода воды. Шарова  п та 17 опираетс  на щтамп 20 со сферическим.углублением. Шток-холодильник 14 обеспечивает плотное равномерное прижатие нлатинородиевых электродов 2 и 3 к поверхност м торцовых частей нагревател  1. Между нижним холодильником 6 и нижним платинородиевым электродо.м 3, а также между верхним платинородиевым электродом 2 и щтампом 20 установлены электроизол ционные прокладки 21 и 22 из корундовой керамики дл  электрической изол ции и см гчени  режи.ма охлаждени  электродов . Вокруг верхней и нижней торцовых частей резистивного нагревател  1 установлены два дополнительных кольцевых электронагревател  23 и 24. Эти электронагреватели выполнены в виде проволочных платинородиевых спиралей, закрепленных на цилиндрических каркасах 25 и 26 из окиси алюмини , закрытых снаружи керамическими корпусами 27 и 28 из окиси алюмини , которые выполнены в виде колец с фланцами . Вокруг резистивного нагревател  коаксиально расположены три теплоизол ционных экрана 29, 30 и 31 в виде полых круглых цилиндров, центрированных с помощью расиорщлх фигурных колец 32 и 33. Два ближайших к нагревателю 1 экрана 29 и 30 и распорные кольца 32 и 33 изготовлены из керамики на основе двуокиси циркони , а экран 31 - из окиси алюмини . Вокруг экрана .3 расположен электронагреватель 34 дл  предварительного нагрева , выполненный в виде спирали из тугоплавкого сплава, укрепленной на алундовом цилиндрическом каркасе 35. Металлический корпус 7 футерован изнутри корундовым легковесом 36. Корпус 7 имеет вод ную рубащку 37 дл  охлажде1 и  и патрубки 38 и 39 дл  подачи и отвода воды. В днище электропечи имеютс  отверсти , в которые вставлены электроизол ционные втулки 40 дл  вывода гибких отводов от нижнего электрода 3, электронагревател  34 предварительного нагрева и дополнительного кольцевого электронагревател  24. С наружной стороны на корпусе 7 закреплены

клеммные колодки 41 и 42 дл  присоединени  выводов из печи и токоподвод щих проводов силового питани  и управлени  режимом работы печи.

Корпус 7 установлен на опорной плате 43, котора  закреплена на кронштейне 44. К этой опорной плате снизу прикреплен корпус 45 форкамеры 46, спиральный электронагреватель 47 из жаропрочного сплава, закрепленный на цилиндрическом каркасе 48 из высокоглиноземистого материала и окруженный футеровкой 49 из корундового легковеса .

Форкамера 46 соединенас внутренним пространством резистивного нагревател  1 сквозным трубчатым каналом, продольна  ось которого совпадает с продольной осью нагревател  1. Этот канал образован корундовой трубой 50, котора  центрируетс  буртиком 51, а также отверсти ми в электроизол ционной прокладке 22 и в электроде 3.

Дл  подачи издели  52 в электропечь предназначено лифтовое устройство, состо щее из полого штока 53 с надставкой 54 к штоку, втулки 55 дл  креплени  штока 53, консоли 56, на которой закреплена втулка 55 и лифтового механизма 57, перемещаемого руко ткой 58 по вертикальной опоре 59, закрепленной на массивном основании 60. Надставка 54 к штоку выполнена с двум  отверсти ми 61 и 62, которые расположены на дне надставки и в ее боковой стенке - соответственно и предназначены дл  подачи газа во внутреннее пространство резистивного нагревател . Шток 53 и надставка 54 имеют общий канал. 63 дл  подачи газа через штуцер 64 и визуального наблюдени  за нижней поверхностью издели  через застекленное с газоплотным соединением окно 65.

Работа электропечи осуществл етс  следующим образом.

Изделие устанавливают на надставку 54 штока и вращением руко тки 58 с помощью лифтового механизма 57 по сквозному трубчатому каналу ввод т его во внутреннее пространство резистивного нагревател  1, а затем пускают воду по водоохлаждающей системе печи через патрубки 8, 18, 19, 38, 39. После этого включают электронагреватель 34 предварительного нагрева и дополнительные кольцевьге электронагреватели 23 и 24 дл  регулировани  температурного режима на приэлектродных участках резистивного нагревател  1. Когда резистивный нагреватель 1 нагреетс  до 1200°С и станет достаточно электропроводным, на электроды 2 и 3 подают питающее напр жение.

После включени  резистивного нагревател  1 электронагреватель 34 предварительного нагрева отключают, при этом дополнительные кольцевые электронагреватели 23 и 24 продолжают работать, -поддержива 

необходимую температуру на торцовых част х резистивного нагревател  1. Температуру резистивного нагревател  1 поднимают до заданного значени , например до 2000°С.

После выдержки издели  при заданной температуре его охлаждают в.месте с резистивным нагревателем I до 1300°С, и зате .м с помощью лифтового механизма 57 перемещают в форкамеру 46, предварительно нагретую до температуры 1300°С с помощью электронагревател  47. Затем форкамеру 46 охлаждают по заданному режиму вместе с изделием 52 до комнатной температуры , которое затем извлекают из форкамеры . Следующее изделие подвергают тем же операци м в обратном пор дке.

Установленное на надставку 54 штока изделие ввод т в форкамеру 46, которую нагревают по задан юму режиму электронагревателем 47 до 130б°С. Затем изделие

0 перемещают с помощью лифтового механизма 57 во внутреннее пространство резистивного нагревател  1, который до этого оставалс  при посто нной температуре 1300°С на период окончательного охлаждени  и предварительного нагрева издели 

в форка.мере 46, после чего поднимают температуру резистивного нагревател  до заданного значени .

При необходимости создать в электроQ печи газовую атмосферу заданного состава во внутреннее пространство резистивного нагревател  подают газ через штуцер 64. канал 63 и отверстие 62.

Перед окончательным выключением резистивного нагревател , после снижени  температуры -на не.м до 1300°С снова включают электронагреватель 34 предварительного нагрева, после чего снижение температуры резистивного нагревател  до комнатной осуществл ют с помощью электронагревател  34 и дополнительных кольцевых электронагревателей 23 и 24.

Claims (2)

1.Высокотемпературна  электропечь сопротивлени , содержаща  теплоизолирующий корпус с выполненным из тугоплавких электропроводных окислов резистивным нагревателем трубчатой формы, отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности , она снабжена форкамерой с нагревател ми, соединенной с внутренним пространством резистивного нагревател  каналом , продольна  ось которого совмещена

J с продольной осью резистивного нагревател .

2.Высокотемпературна  электропечь по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью повышени  срока службы/резистивного нагревател , он снабжен дополнительными кольцевыми электронагревател ми, установленными вокруг его торцовых участков.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании № 1278657, кл. Н 5 Н, опублик. 1972 (прототип).