Печь для термообработки углеродистых материалов

. оборудооуганьных356-358.КИ УГЛЕРООСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт электроугольных изделий и Московский вечерний металлургическийинститут(56) Цыркин И.И, и др. Промышленныеиспытания печи для совмещенного обжига и графитизации. Цветные металлы 1977 У 15 с38-40,Чалых Е.Ф. Технология ивание электродных и электрпредприятий. М., 1972, с.(54) ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТДИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к печидля термообработки углеродистых мате риалов. Целью изобретения является повышение качества обработки, снижение расхода энергоресурсов и себестоимости процесса, Печь состоит из . камер 1 с муфельными каналами 3. Камеры отделены перегородками, в которых установлены вертикальные распре, делительные 6 и сборные 7 коллекторы по обе стороны межкамерных осевых каналов 8. В центре перегородки установлен электрод 10, соединенный с токоподводящей шиной. Печь снабжена также горелками. Поставленная цель достигается за счет снабжения печи токоподводящими линиями и электфф родами 10 Т-образного профиля, рас- Я положенными в перегородках и соединяющими последовательно расположенные камеры 1 с токоподводящими шина- Сф ми. Применение изобретения позволит решить задачу создания экономичной производительной печи совмещенного обжига-графитизации углеродистых материалов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил 3 табл. ЬИзобретение относится к металлообработке углеродистых материалови может быть.;использовано в металлургической и электротехнической про 5мьппленно с ти,Цель изобретения - повышение качества обработки, снижение расходаэнергоресурсов и себестоимости процесса. 10На фиг. 1 представлена печь, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А нафиг. 1Печь состоит из камер 1 с расположенными вдоль них и по обе стороны 15садки 2 углеродистых изделий с муфельными каналами 3, а также подподовых каналов 4, расположенных под каждой камерой 1. Последние отделеныодна от другой перегородками 5, в 20которых установлены вертикальныераспределительные 6 и сборные 7 коллекторы по обе стороны межкамерныхосевых каналов 8, выполненных в видепережима. 25Сборный коллектор 7 перегородки 5соединен с отводящим газовым каналом9, подключенным к борову печи, Вцентре перегородки 5. между расположенными по обе стороны распределительными 6 и сборными 7. коллекторами установлен электрод 10, два концакоторого соединены с садкой 2 распо.ложенных последовательно камер 1,а третий - с токоподводящей шиной 11Печь снабжена также горелками 12,установленными в сборных коллекторах7. Садка 2 пересыпана засыпкой 13.Площадь поперечного сечения муфельных каналов каждой камеры 1 складывается из площадей поперечных сечений всех принадлежащих ей муфельных каналов 3 и составляет величинуР. Площадь поперечного сечения сборных 7 и распределительных 6 коллекторов каждой перегородки 5 составляетсоответственно Р и Р , а площадьпоперечного сечения осевых каналов8 -Р 4Печь работает следующим образом.В каждую камеру 1 печи загружают50углеродистые изделия садкой 2 так,чтобы она соприкасалась с электродами 10, Затем садку .2 пересыпают засыпкой 13, например коксовой. При55первоначальном пуске печи вправойкамере 1 (фиг, 2) разжигают горелки12 и йроизводят ее.нагрев до 1000 -1300 С. При этом отходящие дымовые газы, проходя вдоль всех камер 1 печи (их направление показано на фиг. 1 и 2 стрелками), нагревают и последующие камеры 1, а затем сбрасываются через отводящий газовый, канал 9 в боров. Таким образом, в печи осуществляется отбор тепла отходящих дымовых газов.После нагрева камеры 1 до 1050 -о1300 С ее переводят на электронагрев путем подключения электродов 10 через токоподводящие шины 11 к электрической сети, Нагрев проводят доо2800-3000 С. При этом через горелки 12 подают только воздух для охлаждения муфельных каналов 3 первой камеры 1 до температуры, не превышающей 1600-1700 С (в зависимости от огнеупорных свойств материала каналов).Нагрев последующих камер 1 проводится уже нагретым воздухом, прошедшим через первую камеру 1, находящуюся на электронагреве. После окончания электронагрева первой камеры 1 она переводится на режим охлаждения, например естественного, а электронагрев проводится в последующей камере 1. При этом на нагрев отходящими газами подключается еще одна загруженная камера 1. После охлаждеония камеры 1 до 30-50 С ее разгружают, проводят профилактический ремонт, загружают и снова подключают на нагрев.В процессе эксплуатации печи возможны варианты, когда на электронагреве находятся сразу несколько камер 1 при разных температурах и, кроме того, работают в остальных последующих камерах 1 (температура ниже 1300 С) горелки. При этом возможно увеличение производительности печи в несколько раз. Для интенсификации охлаждения камер 1 можно осуществ- о лять охлаждение принудительно, например, обдувом вентилятором подподовых 4 и муфельных 3 каналов.Благодаря выполнению распределительных 6 и сборных 7 коллекторов в перегородке 5 и установке их вертикально по обе стороны межкамерных каналов 8 можно существенно снизить аэродинамическое сопротивление перегородок 5 за счет устранения большого числа местных сопротивлений (поворотов, сужений, расширений), а следовательно, снизить сопротивление и всей системы нагрева камер 1 печи.О 15 20 25 30 35 40 45 0 55 Это позволяет увеличить число работающих камер с 6-9 до 20, без увеличения разрежения на дымососе, аследовательно, и в самих камерах,без изменения качества термообра-ботки.Учитывая, что теплоусвоение камер1 практически не меняется в предлагаемой печи и составляет от 70 до250 С, в данной печи возможно достижение температур 2800-3000 С привведении токоподводящих электродов10 в перегородки 5,Наиболее эффективной является ус"тановка в перегородках Т-образноготокоподводящего сборного электрода,собранного из двух прямых электродов. При этом два конца электродасоединены с садками расположенныхпоследовательно камер 1, а третий -с токоподводящей шиной 1 1, Это позволяет упростить конструкцию электрода и токоподвода к садке, а такжеизбежать вредных утечек тока, которые неизбежны в случае, когда токоподвод для камер осуществляется раздельно от разных источников.Введение предлагаемого токопод-.водящего электрода в межкамерные перегородки и выполнение в них вертикальных распределительных и сборныхколлекторов по обе стороны межкамерных осевых каналов позволяет повыситькачество обработки за;счет устранения механических повреждений, возникающих на промежуточных операцияхВыгрузки-загрузки, имеющих место придвухстадийной термообработке обжигграфитация, а также снизить расходэнергоресурсов за счет более полного использования тепла отходящих газов. В результате повышения годногои снижения расхода энергоресурсовсущественно снижается и себестоимостьэтого технологического передела. Конструкция предлагаемой печи с отношениями площади поперечных сечений муфельных каналов 3 камер 1 Р, к площадям сборного 7 и распределительного 6 коллекторов Г и Г равными 0,24-0,3, и отношением площади поперечных сечений муфельных каналов 3 камер 1 Г, к площади межкамерных каналов 8 Рд, равным 0,4-0,7, позволяет дополнительно снизить аэродинамическое сопротивление печи, увеличить число работающих камер. Из табл. 1 и 2 следует, что минимальный коэффициент сопротивлениябудет при отношениях Г /Г и Р /Г- 0,3-0,24. При Р,/Г, и Р/Гэ0,3 1резко возрастает, ПриГ/Г и Р, /Г0; 24 практическинеменяется, однако размер коллектороввозрастает настолько, что их практически невозможно изготовить в перегородке ввиду конечных размеров, атакже необходимости установки токоподводящего электрода, что видноиз фиг. 1 и 2,Из табл. 3 следует, что при отношении Р, /Р+ = 0,3 при Ке = 2660,2,0, т.е. минимально, однако приК = 887= 8,9, т.е. возрастает,Поэтому, учитывая, что каждая камера в процессе термообработки работает при всех Ке = 600-10000, использовать это соотношение нельзя, таккак это приводит к увеличению гидравлического сопротивления печи,Кроме того, при этом соотношенииухудшаются условия выравнивания температуры дымовых газов в перегородках из-за увеличения размеров межкамерных осевых каналов, т.е. уменьшения размеров перевальной стенки вперегородке. РПри отношении= 0,8 коэффиР 4циент сопротивлениярезко возрастает как при К = 887, так и приК д 2660, Оптимальным отношениемРв данном случае будет= 0,4-0,7,при котором коэффициент сопротивления минимальный. Полученные коэффициенты сопротивлений на порядок меньше коэффициентов печей, следовательно, перепад .давлений на предлагаемойкамере печи также на порядок меньше.Поэтому и оказывается возможным сучетом теплоусвоения камер и введения токопроводящего электрода в перегородки камер совместить технологический передел обжиг-графитация1на предлагаемой многокамерной кольцевой печи,Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить выход годного, снизить расход энергоресурсов и себестоимость термообработки и решить задачу создания экономической, производительной печи совмещенного обжига-графитации.Т а блица 1 Коэффициентсопротивления Же = 2660) 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 2,7 2,3 2,1 2,3 2,3 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,310,30,210,240,23 Таблица 2 Коэффициент.сопротивления(К е = 2660) 0,27 0,27 0,27 0,270,27 2,72,32,12,32,3 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,310,30,270,240,23 Таблица 3 Коэффициент сопротивленияВе = 887 К = 2660 8,9 6,3 8,9 12,6 27,8 2,0 2,1 2,1 3,8 9,8 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,3 0,4 0,55 0,7 0,8 0,21 0,27 0,27 0,27 9,27 5 14Формула изобретения Печь для термообработки углеродистых материалов, содержащая камеры с муфельнымн каналами, разделенные перегородками с осевым каналом, распределительным.и сборным коллекторами, нагревательные элементы, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества обработки, снижения расхода энергоресурсов и себестоимости процесса, она снабжена токоподводящими шинами, соединенными с камерами посредством электродов, расположенных в перегородках, а распределительные и сборные коллек 76280 6торы установлены вертикально по обестороны от осевого канала,2. Печь по и, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что электроды выполиены Т-образными. 3. Печь по п. 1, от л и ч а ющ а я с я тем, что отношение площа ди поперечных сечений муфельных ка. налов к площади поперечного сечениясборного и распределительного коллекторов составляет 0,24-0,3, а отношение площади поперечных сечений му- .15 фельных каналов к площади поперечногосечения осевого канала составляет0,4-0,7.14762806 иг. Составитель Ю.Усатедактор И,Касарда Техред Л.Олийнык Корректор А,Обручар: оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Заказ 2149/40 Тираж 533 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета пр изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, 3-35, Раушская наб , д. 4/5