SU913012A1 - Электропечь 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к термохимическому оборудованию химической и силикатной промышленности и касается, главным образом, электропечей для производства окислов элементов ЗЮ^, А?2°Э, МдО, ΤϊΟιχ и других соединений, получаемых термохимическим разложением гидроокисей или солей соответствующих элементов и играющих важную роль в электронной, Оптической и других отраслях новой техники.

Кроме процесса разложения часто проводят термообработку с целью получения требуемых структурных модификаций, а также легирования различными элементами.

Указанные соединения и материалы получают в печах при температурах, достигающих 1300°- 1500°С и более, главным образом в мелкодисперсном состоянии.

В настоящее время такие процессы осуществляют в камерных, муфельных и, реже, туннельных электропечах при помощи контейнеров (или тиглей) , которые заполняют исходным соединением и.загружают в печь, а по окончании процесса выгружают и опорожняют.

2

Контейнеры, изготовляемые из окиси алюминия, магния и других окислов или из кварцевого стекла, выходят из строя (трескаются) после несколь5 ких операций даже при медленном нагреве и охлаждении. В отдельных случаях при получении особо чистых веществ прибегают к применению платиновых тиглей.

’θ Для непрерывной термообработки сыпучих материалов применяют барабанные электропечи с механическим · перемещением сыпучего вещества непосредственно -'в рабочем пространст15 ве печи.

Известна электропечь, в которой электронагреватели в виде обмотки из сплава, сопротивления размещены

20 во внутренней футеровке металлического горизонтального барабана. Нагреватель находится между теплоизоляционной внутренней футеровкой стального барабана и футеровкой из

25 колец в замок. Для возможности питания нагревателя током применяется гибкий кабель, а барабан совершает

•реверсивное вращение на 360° 11].

При таком устройстве температура

30 металлической оболочки барабана сни-^:

3

913012

4

жается, однако за этот счет существенного увеличения температуры внутри барабана достичь нельзя по той причине, что рабочая температура современных технических сплавов сопротивления практически составляет 1000 - 1100°С, а конструкция печи исключает применение других нагревателей, дающих большую температуру. Ненадежным является непрерывное перегибание питающего кабеля, особенно при значительной мощности.

Наиболее близкой к предлагаемой язляется печь с горизонтальным вращающимся металлическим барабаном, который помещен внутри печной камеры с установленными в ней электронагревателями. Максимальная рабочая температура этих печей составляет 980°С, что ограничивается теплостойкостью существующих жаропрочных металлов и сплавов. Исходное сыпучее вещество поступает в торцовую часть вращающегося барабана, перемещается вдоль барабана, а готовый продукт выходит со стороны второго торца.

При необходимости защиты барабана изнутри футеровкой, исключающей контакт обрабатываемого вещества с металлом, как это необходимо, например, при получении веществ высокой степени чистоты, рабочая температура в печи еще более снижается, так как тепловой поток направлен из печной камеры через стенку внутрь барабана [2].

В этом устройстве невозможно достижение высокой температуры (порядка в 1200 - 1300°С), которая необходима для получения, например, окиси алюминия или двуокиси кремния - крист'обалита.

Цель изобретения - повышение производительности .

Указанная цель достигается тем, что электропечь, содержащая вращающийся барабан с устройствами для загрузки и выгрузки и электронагреватели, снабжена установленным у выходного торца с кольцевым промежутком для выхода готового, вещества горном-рефлектором в виде чаши с · размещенными в его полости электронагревателями. При этом с целью уменьшения теплопотерь торцы барабана и горна-рефлектора выполнены с ломанным профилем.

С целью регулирования кольцевого промежутка и облегчения ремонтных работ горн-рефлектор выполнен с возможностью горизонтального перемещения на подвижных опорах.

При таком устройстве печи максимальная температура в ней определяется уже не теплостойкостью металла, а теплостойкостью футеровки, которая значительно выше чем у жаропрочных металлов, применяемых в печах. Поэтому используя эффективные излучатели тепла рабочая температура может быть доведена до 1400, 1500 и более°С. Значительное увеличение рабочей температуры позволяет существенно сократить время пребывания в печи обрабатываемого дисперсного вещества и, таким образом, повысить производительность печи.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая печь, вертикальный К осевой разрез, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - фрагмент печи с разрезом Б-Б на фиг. 1.

Рабочая камера печи в виде барабана 1 установлена на опорах вращения, например катках 2, посредством бандажей 3, Барабан снабжен зубчатым венцом 4' и шестерней 5 или иным пере даточным устройством и приводом (не показан) для вращения барабана вокруг его оси.

Йа одном торце барабана имеется стенка с центральным отверстием, в которое пропущено загрузочное устройство 6. Загрузочное устройство закреплено в дверке 7,примыкающей с небольшим зазором к торцовой стенке барабана и закрепленной на неподвижной опоре. Второй торец барабана полностью открыт. У этого торца на направляющих балках 8 установлен горн-рефлектор 9, имеющий форму чаши кромка которой обращена к барабану 1 и образует с его торцовой кромкой промежуток 10. В горне установлены электрические теплоиэлучатели·11. Горн-рефлектор снабжен катками 12, опирающимися на балки 8. Кольцевой промежуток 10 выполнен с ломанным профилем. К горну-рефлектору 9 жестко прикреплен разгрузочный бункер 13, несущий на себе элементы 14 и 15.(показаны схематично), уплотняющие зазор между вращающимся барабаном 1 и бункером 13. На балках 8 закреплена упорная траверса 16, а к горну-рефлектору прикрепляют винтовой упор 17, 18. Между упором и траверсой помещена пружина 19. В ниж ней части горна имеется лючок 20. Печь внутри офутерована теплоизоляционными 21, защитными 22 и переме- щивающими 23 изделиями. В отдельных местах, в частности на разгрузочной камере, может быть выполнена дополнительная наружная теплоизоляция (не показана).

Во время работы барабан вращается от привода с небольшой (до + 5 об/мин) скоростью.При силитовых излучателях максимальная температура в горне-рефлекторе достигает 1400°С,а в примыкающем к нему участке барабана длиной равной его диаметру температура достигает 1300 1350°С. В начальной от загрузки эо5

913012'

6

не температура в зависимости от длины барабана и теплового баланса будет на некоторую величину ниже.

Исходное вещество подается в печь в виде пасты или геля под давлением через охлаждаемую водяной рубашкой трубку загрузочного устройства 6, ’

имеющего на конце перфорированную решетку, или в сухом виде шнеком или течкой. В начальной зоне вещество обезвоживается и далее, перемещаясь и перемешиваясь, подвергается термической обработке, завершающейся в зоне максимальной температуры. Готовый сыпучий продукт просыпается через промежуток 10 в разгрузочный бункер 13, где охлаждается и затем выгружа- 15 ется·.

Пары и газообразные продукты процесса выходят из печи через канал 24 в дверке и удаляются местной вытяжной вентиляцией, оборудованной при веоб- 20 ходимости пылеулавлйвающими устройртвами.

I

При необходимости выполнения в печи футеровочных или иных работ тра- 25 версу 16 отсоединяют, отодвигают ее по балкам 8 и откатывают горн-рефлектор 9 вместе с разгрузочным бункером 13 на требуемое расстояние от барабана. Подвижное опирание гор- __ на-рефлектора дает возможность также регулировать ширину промежутка 10, выбирая ее минимально необходимой. Пружина 19 обеспечивает в небольших печах постоянное примыкание уплотнительных элементов 14 и 15, в печах же больших·размеров устанавливают уплотнители с компенсаторами известных конструкций. Лючок 20 служит для периодической очистки излучателей при помощи пылесосного 40 устройства. Длину барабана-по отношению к диаметру выбирают в зависимости от назначения - характера технологических процессов и рабочей температуры. При необходимости достижения наиболее высокой температуры, в твердых (сухих) исходных веществах длина рабочей части составляет около полутора внутренних диаметров печи.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения определяется тем, что возможность повышения рабочей температуры и применения тепло- и химически защитной футеровки в печи непрерывного дейстствия дает возможность повысить более чем на 50 % производительность труда. Это позволит увеличить выпуск и снизить стоимость продуктов и материалов для указанных отраслей новой техники, которые испытывают в них острою потребность для получения новых высокоэффективных приборов и организации новых процессов .

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Электропечь для термообработки дисперсного вещества, содержащая вращающийся барабан с устройствами для загрузки и выгрузки и электронагреватели, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности печи, она снабжена установленным у выходного торца с кольцевым промежутком для выхода готового вещества горном-рефлектором в виде чаши с размещенными в его полости электронагревателями.
2. 2. Электропечь по π. 1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения теплопотерь, торцы барабана и горна-рефлектора выполнены

   с ломанным профилем.
3. 3. Электропечь по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью регулирования кольцевого промежутка и облегчения ремонтных работ, горн-рефлектор выполнен с возможностью горизонтального перемещения на подвижных опорах.