Устройство для нагрева расплава

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА РАСПЛАВА(57) Использование: изобретение относится к технике нагрева расплавленного металла, в первую очередь цветных металлов, при нанесении горячих металлических покрытий. Сущность изобретения: в устройстве для нагрева расплава элемент издиэлектрического материала выполнен в виде каналов в керамическом теле, причем каналы соединены с емкостью ванны. 2 э.п.ф-лы, 2 ил. значительной массы расплава, значительные энергозатраты и разрушение ванн в местах перегрева,Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является известное устройство для нагрева и перемешивания расплава, содержащее ванну и размещенный в ней электрод, устройство снабжено трубой из диэлектрического металла, установленной в ванне под углом к ееоснованию, а электрод размещен в трубе, При этом труба установлена к основанию ванны под углом 10 - 45 и в трубе размещены два электрода.Это устройство. взятое в качестве прототипа, обеспечивает эффективный нагрев и направленное перемещение нагретого расплава металла внутри диэлектрической трубы к зеркалу ванны под действием гидростатического давления, возникающего за счет перепада температур в 5 50 С т и стройств следует мерного нагрева Г)СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)( 1) 4881021/26 (12) 11;11.90 (16) 30.01.93. Бюл. Ф 4 (71) УральСкий научно-исследовательский и ститут трубной промышленности ( 2) Ю,И,Блинов, Я.И,Белокопытов, Я.Н,Липкин и Ю.А.Милюков (7 З) Центр непрерывного образования "Всес юэный заочный университет по теории и и актике защиты от коррозии"( 6) Рафалович И,М, Теплопередача в.печах и аппаратах, работающих на расплавленн х средах. М,: Металлургия, 1972, с.11 - 12,Авторское свидетельство СССР598962, кл. С 23 С 2/00, 1975. Изобретение относится к технике наева расплавленного металла, в первую ередь цветных металлов, при нанесении рячих металлических покрытий,Известны нагревательные устройства я ванн цинкования и. алюминирования уб, выполненные в виде газовых горелок и электрических нагревателей и размеенные между ванной и теплоизоляционй футеровкой, В этих случаях нагрев оизводитчя,.через стену корпуса стальй или чугунной ванны, Цри таком нагреве нны разрушаются из-эа коррозии под наяжением; При авариях ванн теряется етной металл, имеют место длительные тановки на ремонт и замену ванн,Известны устройства для нагрева расавов металлов и солей, содержащие ван-и размещенные в них один или несколько ектродов,К недостаткам этих у нести трудность равно 1792449 АЗ10 15 20 25 30 35 40 50 55 между расплавом в ванне и внутри диэлектрической трубы,Недостатками прототипа являются: - сложность изготовления и эксплуатации трубы из диэлектрического материала;- утечки тока, которые имеют место изза неплотностей электроизоляций электродов в трубе из диэлектрического материала и из-за частичных потерь диэлектрических свойств материала трубы при рабочих температурах расплава металла 450 С и выше,Эти недостатки не позволяют эффективно использОвать известное устройство.Целью предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и снижение утечек тока при нагреве,Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для нагрева расплава, содержащем ванну с футеровкой, средство подводатока и электроды,расположенные в элементе из диэлектрического материала, согласно предлагаемому техническому решению элемент из диэлектрического материала выполнен в виде каналов, а каналы расположены с возможностью сообщения с ванной. Предлагается каналы выполнить в виде зигзага; а электроды выполнить с возможностью регулирования их погружения в канале,Предлагаемое устройство для нагрева расплава представлено на фиг. 1, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид сбоку,Устройство содержит стальную ванну 1с керамической футеровкой 2, например,муллитокорундовой набивной массы (муллитокорунда), в которой в одной из стенок установлено массивное керамйческое тело 3 из той же керамики, в массивном теле 3 имеются вертикальные каналы 4, наклонные каналы 5 и горизонтальные каналы -отверстия 6, металлические (например, из титанового сплава ВТ - 1) электроды 7 и электрическая схема с трансформатором 8переменного тока. Система отверстий 4;5 и 6 образует контур канала из расплава (абвгдежз),Устройство работает следующим образом. В ванне 1 расплав. металла из твердого состояния (в виде чушек, лома) или жидкий расплав металла, заливаемый в ванну 1 из плавильного устройства, нагревают до рабочей температуры с помощью временно работающего нагревательного устройства (газовой горелки сверху, электроспирали в футеровке ванны, индукционного нагревателя погружного типа или охватывающего ванну). Временно работающее нагревательное устройство на фиг. 1 не показана. Временно работающее нагревательное устройство может обслуживать несколько ванн 1 и имеет более низкий КПД, чем обеспечивающийся и редлагаемым устройством,После того как расплавленный металл заполнит каналы массивного керамического тела, включается ток устройства и замыкается электрическая цепь "источник тока 8 - . левый электрод 7 - расплав металла в участке канала вгд - правый электрод 7 - источник тока 8". При этом происходит разогрев расплава металла выше рабочей температуры в участке канала вгд и начинается циркуляция расплава из ванны 1 через канал зжедгвба. В канал при циркуляции вовлека- ются новые массы расплава металла и таким образом осуществляется нагрев и перемещение расплава,Предлагаемое устройство может быть использовано для нагрева металла, подлежащего покрытию свинцом, цинком или алюминий - цинковыми сплавами до рабочей температуры и для поддержания рабочей температуры расплава путем компенсации потерь тепла в окружающую среду,Изобретение иллюстрируется следующими примерами выполнения предлагаемого устройства для реализации нагрева покрываемого металла (труб, листов) на 100 ф (например, от 3500 С до 450 С) массой 20 тонн в час,П р и м е р 1. Трубчатый канал Д 12 мм имеет общую длину зигзага 6 м с размерами участков бв=1,5 м, вд=3 м, дж=1,5 м.П р и м е р 2, Трубчатый канал Д 13 мм имеет общую длину зигзага 2 м с размерами участков бв - 0,5 м, вд - 1,0 м, дж = 0,5 м,В обоих примерах подводится мощность 525 кВт. Напряжение и сила тока по примеру 1 соответственно 24 В, 24000 А, по примеру 2 - 12 В, 48000 А.Каналы могут быть выполнены в виде трубок, заформированных в основной массе. Могут быть использованы фарфоровые трубки (если исключаются резкие перепады температуры) или коррозионно-стойкие металлургические трубки, Применение электропроводных металлических трубок позволяет интенсифицировать разогрев. Изготовление устройства в виде массивного керамического тела с каналами существенно проще. чем изготовление из трубок по прототипу, т.к. не требуется сочленения трубок и их герметизация и исключаются стационарные электроды. При этом из-за большой массы керамического тела (обычно имеющего порйстость) увеличивается электрическое сопротивление вне каналов по сравнению с прототипом.Располагаясь около одной из стенок ванны или являясь частью футеровки ванны, ма сивное керамическое тело устройства не ме ает обработке металла в расплаве. Возмо ность легкой замены электродов без остановки ванны и регулирования глубины их погружения существенно упрощает конструкцию устройства.Таким образом, предлагаемым устройством достигается цель изобретения: упроконструкцйи и снижение утечки токаПредлагаемое изобретение может быть ре лизовано в лийиях металлических покр тий труб, что обеспечит экономический эф ект более 300 тыс,руб на одной линии пр изводительностью 60-70 тыс.т покрываем х труб в год за счет. исключения аварийно ти нефутерованных стальных ванн с вн шним нагревом через стенки ванн из-за ко розии под напряжением стальных стено. формула изобретения 1. Устройство для нагрева расплава, содержащее ванну с футеровкой, средство подвода тока и электроды, расположенные в элементе из диэлектрического материала, 5 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения конструкции и снижения утечки тока при нагреве, элемент из диэлектрического материала выполнен в виде каналов в керамическом теле, а каналы расположены 10 с воэможностью сообщения с емкостью ванны.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каналы выполнены в виде зиг зага.3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что электроды выполнены с возможностью регулирования их погружения в 20 канале,оставитель Л.Иновехред М.Моргентал ко ектор дакто роизводственно-иэда)ечьский комбинат "Патент", г, Ужгт род, ул.Га Заказ 171 ТиражВНИИПИ Государственного комитет113035, Москва,Подписноео изобретениям и открытим5, Раушская наб., 4/5