Погружной электронагреватель

ав делен изобретения н втхрытвй. 663 (088. 8) Б.Х.Хан, Б.А.Кириевский, Н,И.Назаренко, К 1 П.Булатов,В. И, Галь, В . В Лайоров и Л.П,Миронов.- .3сИнститут проблем литья АН Украинской ССР(71) Заявитель 154) ПОГРУЖНОИ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ Изобретение относится к электротермии жидких металлических и соле - вых расплавов и может быть использовано в металлургии, химии, машиностроении при нагреве агрессивных металлических расплавовнапример, цинка, алюминия или расплавов хлористых солей.Известны погружные нагреватели для разогрева высокотемпературных и агрессивных сред, в которых использован токопровод иэ пиролитического графита с кристаллической осью, перпендикулярной оси нагревателя, электроды покрыты .токопроводящим защитным материаломт нагревательный элемент расположен в нижней части оболочки из очищенного графита 11.Однако невысокий предел температур эксплуатации, связаннхтй с применением графитовых защитных оболочек, которые окисляются при температуре выше 500 С, снижает надеженость их работы. Наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому является погружной электронагревательдля агрессивных сред, содержащийоболочку, выполненную иэ двух герметично соединенных элементов,один из которых выполнен иэ высокотеплопроводного материала, а второйиз теплоиэолируюшего термостойкогоматериала, например, литого калиевого фторфлогопита, установленныйвнутри оболочки нагревательный элемент и токоподводы 23.Недостатком известного нагревателя является значительная трудоем 15кость изготовления нагревателя, связанная с выполнением сложной механической обработки деталей из графитаи плавленолитого материала на основе 20фторфлогопита с изготовлением специальногоо ток оподводящег о г ерметизирующего стакана, а также с необходимостью пропитки электродного графита металлофосфатом, преждевременное90787коррозионно-эрозиоиное разрушение оболочки нагревателя в зоне соедине" ния заглубленной и выступающей частей, что уменьшает долговечность работы нагревателя, а также наличие воздушных прослоек-зазоров между нагревателем, токоподводом и защитной оболочкой, снижающих интенсивность суммарной теплопередачи нагревателя. 10Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления электронагревателя, повышение эксплуатационной стойкости и эффективности его работы.Поставленная цель достигается 15 тем, что в известном нагревателе элементы оболочки расположены коаксиально по всей длине нагревателя, причем элемент оболочки, выполненный из высокотеплопроводного материала, 20 например, металла, охватывает второй, элемент оболочки, его толщина составляет 0,01-0,1 от толщины второго элемента, а один из токоподводов замоноличен во втором элементе обо лочки.На чертеже изображен погружной электронагреватель, разрез.Погружной электронагреватель состоит из элемента оболочки 1, нагре вательного элемента 2, верхнего токоподвода 3, нижнего токоподвода 4, контакта 5 и второго элемента оболочки 6.Элемент оболочки 1 отлит из слюдокристаллического материала. В качестве нагревательного элемента 2 служит карборундовый стержень. Верхний токоподвод 3 изготовлен из листовой нержавеющей стали 10 Х 18 Н 9 Т. 40 Нижний токоподвод изготовлен из проволоки укаэанной стали и залит в корпус нагревателя. Контакт 5 выполнен иэ меди или ее сплавов, Второй элемент оболочки 6 выполнен из метал ла.Погружной электронагреватель работает следующим образом.Нагреватель выводится на рабочий режим плавно в течение 3,5-5 ч. Вна 50 чаде на нагревательный элемент 2 от трансформатора через верхний токоподвод 3, нижний токоподвод 4 и контакт 5 подается минимальное напряжение, которое в процессе разогрева элемента оболочки 1 постоянно увеличивается, При достижении его температуры на 100-150 С ниже рабо -7чей температуры плавления устанавливается максимальное рабочее напряжение и нагреватель погружается врасплав. Уровень расплава долженбыть на 150-200 мм ниже уровня элемента оболочки из металла 6,Дальнейшее расплавление и поддержание рабочей температуры в процессеэксплуатации агрегата происходитза счет погружения нагревателей.Элемент оболочки 6 смягчает термоударпри погружении нагревателя в расплав, а также предохраняет наиболееопасное место - место контакта жидкого расплава - воздушная среда.Выполнение внутреннего элементаоболочки электронагревателя цельнымиз плавленолитого слюдокристаллического материала снижает трудоемкостьего изготовления поскольку отпадаетнеобходимость в механической обработке, в стыковке и подгонке двух половин корпуса и повышает эксплуатационную стойкость и надежность работы электронагревателя,Установлено, что стойкость литьевой поверхности слюдокристаллического материала формируется за счетконтакта с линейной формой в 2-3раза выше, чем механически обработанной поверхности того же самогоматериала. Таким образом, обеспечивается уменьшение трудоемкости изготовления электронагревателя и повышается долговечность его работыза счет устранения стыка опасногос точки зрения низкой коррозионнойстойкости и возможного проникновениярасплава. Выбор толщины элемента оболочки 6 обусловлен следующим. Увеличение толщины свыше 0,1 мм толщины стенки корпуса нагревателя нецелесообразно, так как защитное действие ее не улучшается, а технологический процесс нанесения существенно усложняется. Уменьшение толщины менее 0,0 мм не оказывает эффективного воздействия на уменьшение термического удара при погружении электронагревателя в расплав, к тому же при такой толщине оболочки технологически возможны оголенные участки,Конструкция нагревателя проста в изготовлении, так как отсутствует механическая обработка, обеспечивает надежность и долговечность работы нагревателя эа счет нанесе10 Формула изобретения Погружной электронагреватель для. агрессивных сред, содержащий оболочку, выполненную иэ двух герметично соединенных элементов, один из которых выполнен из высокотеплопроводного материала, а второй из теплоизолирующего термостойкого материала, например, литого калиевого фторфлогопита, установленный внутри оболочки нагревательный элемент и 15 5 9078 ния защитного слоя материала, поддерживаемого в процессе эксплуатации. Только за счет увеличения долговечности эксплуатации нагревателя с учетом стоимости его около 200 р экономический эффект по УТИК соста- вит более 17 тыс.руб. в год. 77 6токоподводы, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с цел ю повышения эксплуатационной стойкости, надежности иупрощения изготовления нагревателя,элементы оболочки расположены коаксиально по всей длине нагревателя,причем элемент оболочки, выполненный из высокотелопроводного материала, например, металла, охватываетвторой элемент оболочки, его толщинасоставляет 0,01-0,1 от толщины вто:рого элемента, а один из токоподводов замоноличен во втором элементеоболочки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3665155,кл. 219-335, 1972.2. Авторское свидетельство СССРВ 604197, кл. Н 05 В 3/78, 1976.