ЭЛЕКТРОПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2004 года по МПК F27D11/00 

Изобретение относится к электропечам периодического действия для высокотемпературного обжига керамических изделий.

Процесс спекания отформованных кварцевых и ситалловых заготовок активно протекает в естественной среде при температурах 600-1300°С при скорости нагрева на отдельных участках режима до 500-600°С/час. Такая скорость нагрева крупногабаритных заготовок, например антенных обтекателей из кварцевой керамики и ситаллов, достигается при тепловом потоке выше 45000 ккал/час с 1 м² поверхности нагревателей, что в электропечах сопротивления может быть достигнуто применением карбидкремниевых стержневых нагревателей, допускающих в естественной среде поверхностную ваттную нагрузку до 25 Вт/см².

Обжиг подобных изделий в печах на природном топливе, развивающих температуру 1300°С и выше, исключается из-за насыщения материала изделия различными оксидами, снижающими радиотехнические характеристики обтекателя (Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика. - М.: Металлургия, 1974, 274 с.).

Известна печь для прокалки керамических форм, содержащая нагревательную камеру, вагонетку с футерованным подом, на котором закреплены подставки для изделий в виде полых штырей, соединенных с системой вытяжки для удаления связки.

Недостатком печи является значительный разброс температурного поля в сечении канала печи, что снижает качество изделий (авт. св. СССР №216928, кл. В 22 С 9/14, 1966).

Известна печь для термообработки полых, габаритных, тонкостенных керамических изделий, состоящая из футерованной нагревательной камеры, на стенках которой укреплены нагревательные элементы, а на вагонетке размещен керамический каркас с прорезями, в которые уложен проволочный нагреватель. На данный керамический каркас устанавливается обжигаемое изделие, сверху которого установлен металлический каркас. Зазоры между изделием, керамическим и металлическим каркасами заполнены порошкообразным наполнителем.

К недостаткам данной печи следует отнести низкую реализуемую температуру (1000-1100°С), которую способны обеспечить проволочные нагреватели, невозможность осуществления термообработки изделий замкнутой формы, сложности изготовления каркасов соответствующих форм, недолговечность работы металлического каркаса вследствие воздействия высоких температур (авт. св. СССР №853328, кл. F 27 В 9/06, 1979).

Наиболее близкой по технической сути является электропечь для обжига кварцевой керамики (Малашенко В.П., Руденко П.В. и др. Электропечь для обжига кварцевой керамики. //Стекло и керамика, №8, 1971. - с.29-30), содержащая кожух, футерованную камеру, вдоль боковых стен которой стационарно установлены один над другим способом “Колодец” карбидкремниевые нагреватели, защитный металлический экран, механизм подъема, опускания и вращения пода.

Недостатком конструкции данной электропечи является размещение нагревателей на различном расстоянии от поверхности обжигаемых изделий, что вызывает неравномерность подвода теплового потока по изделию и, как следствие этого, неравномерность спекания или кристаллизации заготовок, возникновение в них локальных напряжений, существенные отличия в свойствах материала по объему изделия. Использование в данной конструкции защитного экрана из остродефицитных, дорогостоящих, жаропрочных сплавов для обеспечения равномерного нагрева заготовки не решает проблему, т.к. излучающая поверхность экрана, как и сами нагреватели, располагается на различном удалении от поверхности заготовки. Изготовление же защитных экранов из жаропрочных сплавов, повторяющих конфигурацию обжигаемых заготовок сложной формы, какими являются, например, антенные обтекатели, является сложной практической задачей. Более того, низкий срок эксплуатации экранов вызывает необходимость их частой замены, а диффузия оксидов металла в заготовку ухудшает радиотехнические свойства изделий.

Целью настоящего изобретения является повышение качества обжигаемых крупногабаритных изделий сложного профиля.

Данная цель достигается тем, что предложена электропечь для обжига керамических изделий, содержащая кожух, футерованную рабочую камеру, вдоль стен которой установлены один над другим способом “колодец” карбидкремниевые нагреватели, механизмы подъема, опускания и вращения пода, отличающаяся тем, что нагреватели в каналах установлены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости.

Электропечь для обжига керамических изделий, отличающаяся тем, что каналы под нагреватели выполнены либо удлиненной формы, причем ширина канала соответствует диаметру нагревателей, а длина канала зависит от формы обжигаемых изделий, либо в виде отдельных, рядом расположенных цилиндрических отверстий.

Установка нагревателей с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости обеспечивает размещение их на равноудаленном расстоянии от наружной поверхности обжигаемого изделия, что в конечном счете обеспечивает достижение цели изобретения.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено поперечное сечение электропечи.

Электропечь содержит стержневые карбидкремниевые нагреватели 1, расположенные один над другим способом “колодец”, каналы 2 в боковых стенках рабочей камеры 3 для размещения нагревателей вдоль поверхности изделия, механизмы подъема и опускания пода 4, механизм вращения пода 5, тепловую изоляцию рабочей камеры 6 и кожух 7.

Электропечь работает следующим образом. Формируется партия заготовок одинакового размера и профиля. Нагреватели 1 с помощью каналов 2, расположенных в боковых стенках рабочей камеры 3, устанавливаются на равноудаленном расстоянии от наружной поверхности данных заготовок по всей высоте, затем на под печи устанавливается заготовка, далее следует подъем заготовки в рабочую камеру (с помощью механизма опускания и подъема пода 4), обжиг заготовки по заданному режиму, во время которого заготовка вращается (с помощью механизма вращения пода 5), после чего следует извлечение из печи заготовки.

Обжиг заготовок других габаритов и формы сопровождается установкой нагревателей в новое положение исходя из принципа их равноудаленности от наружной поверхности.

Преимущества данного технического решения включают:

- повышение качества изделий за счет равномерного спекания и кристаллизации обжигаемых заготовок;

- исключение из конструкции печи экранов из остродефицитных жаропрочных сплавов;

- простоту размещения нагревателей в горизонтальной плоскости для обеспечения равноудаленности от поверхности термообрабатываемых изделий различных габаритов и формы;

- обеспечение равномерного подвода теплового потока непосредственно от нагревателей по всей поверхности изделий;

- создание благоприятных условий для равномерного спекания и кристаллизации материала по всему объему изделия.

С помощью предложенной печи можно получать сложнопрофильные, крупногабаритные изделия с равномерным уровнем свойств в условиях частой смены номенклатуры изделий и выпуске их небольшими партиями.

Источники информации

Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика. - М.: Металлургия, 1974, 274 с.

Авт.св. СССР №216928, кл. В 22 С 9/14, 1966.

Авт.св. СССР №853328, кл. F 27 В 9/06, 1979.

Малашенко В.П., Руденко П.В. и др. Электропечь для обжига кварцевой керамики. //Стекло и керамика, №8, 1971. - с.29-30.

Изобретение относится к электропечам периодического действия для высокотемпературного обжига керамических изделий. Технический результат - повышение качества обжигаемых крупногабаритных изделий сложного профиля. Электропечь для обжига керамических изделий содержит кожух, футерованную рабочую камеру, вдоль стен которой установлены один над другим способом “колодец” карбидкремниевые нагреватели, механизмы подъема, опускания и вращения пода. Нагреватели в каналах установлены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости на равноудаленное расстояние от наружной поверхности обжигаемого изделия.1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электропечь для обжига керамических изделий, содержащая кожух, футерованную рабочую камеру, вдоль стен которой установлены один над другим способом “Колодец” карбидкремниевые нагреватели, механизмы подъема, опускания и вращения пода, отличающаяся тем, что нагреватели в каналах установлены с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости на равноудаленное расстояние от наружной поверхности обжигаемого изделия.2. Электропечь для обжига керамических изделий по п.1, отличающаяся тем, что каналы под нагреватели выполнены либо удлиненной формы, причем ширина канала соответствует диаметру нагревателей, а длина канала зависит от формы обжигаемых изделий, либо в виде отдельных рядом расположенных цилиндрических отверстий.