Резистивный электронагреватель для печей

3/2 Х фмйй А 11 ЖЬ РЕТЕНИЯ и тель по п, 1, с я тем, что шими частями и родным порошком Эле онагреваю ш и й отлич зазор меж ГРЕ 48 выступаюнен угл ладок э 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57)РЕЗИСТИВНЫИ ЭЛЕКТРОНАВАТЕЛЬ ДЛЯ 1 ЕЧЕЙ по авт. св. В 6 о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения срока службы нагревателя и стабилизации его электрических параметров, токопроводяцие прокладки по меньшей мере в нижней части нагревателя выполнены выступающими в канал нагревателя на величину, составляюшую 0,5-5,0 от толщины прокладки.104697Изобретение относится к высокотемпературной технике, касается конструкции электрического нагревателя для печей сопротивления и может быть использовано в электроугольной промышленности для обжига и графитации углеродных материалов.По основному авт. св. У 684788 известен резистивный электронагреватель для печей, содержащий углерод ный, например графитовый, резистивный элемент, снабженный токоподводами, контактирующими с ним через токо- проводящую прокладку из углеродного волокнистого материала, например тка ни, н котором резистивный элемент выполнен в виде последовательного набора резистивных пластин, разделенных указанными прокладками, а токоподводы установлены по торцам на гревателя 1 1),Электрическая печь с известным нагревателем имеет улучшенные характеристики - небольшую инерционность при разогреве, увеличенный в 2-5 раз ресурс нагревательного элемента, сниженные тепловые потери. Однако исполь.1зование известного резистивного электронагревателя показывает, что в ряде случаев наблюдается ухудшеЗО ние его характеристик при термообработке электропроводных прямоугольных или цилиндрических заготовок при их перемещении через внутренний рабочий канал. Перемещающиеся заготовки шунтируют волокнистые прокладки и перемыкают графитовые пластины . Ввиду снижения сопротивления нагревателя на таких участках возрастают рабочие токи или снижается его тем б пература, при этом обрабатываемые заготовки могут за счет прохождения через них электрического тока нагреться до более высокой температуры, чем температура нагревателя. Кроме того, из-за неплотного контакта заготовок с графитовыми пластинами в местах их соприкосновения наблюдается образование электрической дуги, приводящей к порче заготовок и нагревателя, При перемещении по нагревателю обрабатываемых электрощеточных заготовок, особенно на сажевой основе, из-за трения быстро изнашиваются графитовые пластины, 55 что приводит к изменению формы рабочего канала и изменению электрических и температурных параметров 6 2нагревателя, Поскольку набор графитовых пластин практически невозможно установить равномерно, внутри рабочего канала имеются пороги, которыепрепятствуют перемещению обрабатываемых заготовок, заклинивание заготовки может привести к разрушению нагревателя .Цель изобретения - повышениесрока службы резистивного электронагревателя с внутренним рабочимканалом и стабилизация его электрических параметров (предотвращениешунтирования нагревательного элемента) при перемещении в канале электропроводных заготовок .Поставленная цель достигается тем,что в резистивном электронагревателе для печей, содержащем углеродныйрезистивный элемент, снабженный токоподводами, контактирующими с нимчерез токопроводящую прокладку изуглеродного волокнистого материала,в котором резистивный элемент выполнен в виде последовательного наборарезистйвных пластин, разделенных указанными прокладами, а тоководводыустановлены по торцам нагревателя,токопроводящие прокладки по меньшеймере в нижней части нагревателя выполнены выступающими в канал нагревателя на величину, составляющую0,5-5,0 от толщины прокладки .Зазор между выступающими частямипрокладок заполнен углеродным порошком, например коксом, графитом .На фиг. 1 изображена высокотемпературная электрическая печь, вертикальный разрез (волокнистые прокладки выступают в канал в его нижнейчасти); на фиг. 2 - резистивный элемент, поперечный разрез, с размещенной в канале заготовкой обрабатываемого материала (волокнистые прокладки выступают в канал по всему егопериметру); на фиг. 3 - резистивныйнагреватель, вертикальный разрез(прокладки выступают в канал по всему его периметру, а пространство между волокнистыми прокладками в нижнейчасти канала заполнено углероднымпорошком),Электрическая печь содержит резистивный нагреватель, составленный из графитовых пластин 1 и углеродных волокнистых прокладок 2, зажатых токоподводами 3. Внутри нагревателя выполнен продольный рабочий канал 4,3 1 О 4 Внутреннее пространство корпуса 5 заполнено теплоизоляцией 6, В одном из вариантов печи (фиг . 3) пространство между выступающими внутрь канала 4 нижними участками 7 волокнистых прокладок 2 заполнено углеродным порошком 8. Обрабатываемые заготовки 9 опираются на выступающие в рабочий канал части 7 волокнистых прокладок 2 (фиг. 1) или же контактируют с ними со всех сторон (фиг. 2) .Электрическая печь и резистивный нагреватель работают следующим образом.После подключения к токоподводам 3 токоподводящих шин (не показаны) и подачи напряжения на нагреватель первоначально разогреваются высокоомные волокнистые прокладки 2, от которых затем нагреваются графитовые пластины 1. Через отверстие в одном из токоподводов 3 в рабочий канал 4 проталкивают заготовки 9 обрабатываемого материала. Темп переталкивания заготовок выбирают таким образом, чтобы обеспечивалась требуемая скорость нагрева и охлаждения . Обрабатываемые заготовки 9 выгружаются иэ печи через другой токоподвод 3,. в котором попутно охлаждаются. В процессе перемещения через канал 4 заготовки опираются на выступающие в рабочий канал части 7 волокнистых прокладок 2. В случае заполнения пространстйа между выступающими частями 7 волокнистых прокладок 2 углеродным порошком 8 порошок разогревается за счет теплопередачи от графитовых пластин 1 резистивного элемента. В качестве порошка могут быть использованы кокс, графит и т.п. материа- ЛЫ в При таком выполнении резистивного нагревателя исключается контакт перемещаемых электропроводных заготовок с графитовыми пластинами, шунтирование нагревателя и процессы дугообраэования. Известная износоустойчивость торцовой части углеродного волокна приводит к увеличению ресурса работы нагревателя. Резкое уменьшение поверхности трения снижает усилие, необходимое для перемещения заготовок вдоль нагревателя, Эластичность выступающих углеродных волокон исключает зацепление заготовок в канале. Образование зазора между обрабатываемыми заготовками и нижней 6976частью рабочего канала, образуемогографитовыми пластинами, поэволяетулучшить равномерность нагрева заготовок и гаэообмен, Для обеспечениянормальной эксплуатации нагревателя достаточно, нтобы волокнистые прокладки выступали в рабочий каналтолько снизу . Однако полная центровка заготовок обрабатываемого материа ла в рабочем канале достигается втом случае, если волокнистые прокладки выступают в рабочий канал со всехсторон заготовки. При выдвижении волокнистой прокладки в рабочий канална величину менее 0,5 ее толщинысопротивление цепи волокнистая прокладка - обрабатываемое иэделие - волокнистая прокладка сравнимо с сопротивлением участка нагревателя, перекрываемого изделием, общее сопротивление нагревателя при этом уменьшается, что приводит к резкому изменению его электрических и температурных параметров. Выдвижение на величину более 5 толщин приводит к повышенному изгибу волокон и экранированиюизлучающих тепло графитовых пластин,кроме того, к повышенному износу волокон по их боковой поверхности.30В таблице приведены показатели известного и предлагаемого нагревателей.Преимуществом предлагаемого резистивного нагревателя является практически полное исключение потерь тепла излучением вдоль рабочего канала,так как выступающие участки волокнистых прокладок выполняют роль множества тепловых экранов . Ероме того, вэтом случае достигается воэможностьселективного отбора летучих продук тов термообработки и исключение ихмиграции вдоль рабочего канала. Последнее является особенно важнымпри термообработке заготовок, содержащих большое количество зольных 45 примесей.,Пля увеличения жесткостиволокнистых прокладок и уменьшенияих изгиба под весом перемещаемыхзаготовок пространство между волокнистыми прокладами в нижней части 50 рабочего канала может быть полностьюили частично заполнено углероднымпорошком, например коксом, графитом.11 спользование изобретения позволяет повысить срок службэлементов 55 резистивного нагревателя и стабилизировать его электрические характеристики при термообработке электропроводных заготовок.046976 Предлагаемый Показатели Нагревательизвестный прокладками прокладками 2400-2500 2400-2500 2400-2500 Температура нагревателя, ОС 2500-2600 2500-2600 2600-2800900-1000 900-950 800-900 2300-2650.900-300 Рабочий ток, А Потребляемая мощность, кВт 24 20 9 23 Ресурс .работынагревателя, ч 00 135 140 110 ВНИИП Заказ 7756/5 ираж 845 Подписно лиал ППЛ "Патент", г.