ЭЛЕКТРОДНЫЙ БЛОК ДЛЯ ГАЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕЧИ Российский патент 2016 года по МПК H05B7/06 F27D11/10 

Описание патента на изобретение RU2586108C1

Изобретение относится к электродной системе для газоэлектрических печей, предназначенных для производства волокон из горных пород, преимущественно базальта.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является электродная система для стекловарочных печей, содержащая электрод, охлаждающее устройство в виде трубы с хладагентом, узел крепления электрода к печи (патент РФ №2288895). Недостатком является небольшой срок эксплуатации электродов в системе, сложность конструкции и вследствие этого трудоемкость в обслуживании и при ремонтных работах.

Задачей технического решения является увеличение срока эксплуатации электродов, упрощение конструкции и снижение стоимости.

Поставленная задача достигается тем, что в электродном блоке для газоэлектрической печи, содержащем электрододержатель, охлаждающее устройство в виде трубы с хладагентом и электрод, согласно изобретению электрододержатель прикреплен к корпусу печи посредством узлов крепления, электрод выполнен в виде цельнолитых сегментов с резьбовым выступом с одной стороны и резьбовым углублением с другой и установлен с зазором внутри электрододержателя, выполненного в виде охлаждающего устройства по типу «труба в трубе» и снабженного трубками подвода и отвода хладагента, трубка подвода выполнена со скосом на конце и расположена по всей длине электрододержателя, а трубка отвода хладагента выведена за пределы узла крепления, причем электрод соединен со съемной шпилькой-токоподводом, выполненной с наружной резьбой. Электродный блок устанавливается в боковых стенках печи. Сегменты электрода выполнены из жаропрочного сплава при следующем соотношении компонентов, мас. %:

хром - 60-65%

фосфор - 0,012-0,024%

сера - 0,001-0,004%

углерод - 0,02-0,05%

кремний - 0,01-0,06%

алюминий - 0,1-0,8%)

железо - остальное.

Выполнение электрода, соединенного со съемной шпилькой-токоподводом, в виде цельнолитых сегментов с резьбовым выступом с одной стороны и резьбовым углублением с другой, посредством которых сегменты соединяются между собой за счет резьбового соединения, и установка электрода внутри охлаждающего электрододержателя с зазором позволяет производить наращивание электрода и проталкивание его тела в расплавленную массу базальта по мере их выгорания без остановки производственного цикла.

Выполнение охлаждающего электрододержателя по типу «труба в трубе» позволяет охлаждать электрод по всей его наружной поверхности. Установка трубки подвода хладагента в трубном пространстве по всей длине охлаждающего электрододержателя обеспечивает подачу хладагента к расплаву, остужая его в зоне соприкосновения с охлаждающим электрододержателем, что предотвращает вытекание расплава через технологический зазор. Кроме того, указанная установка трубки подвода обеспечивает протекание хладагента по всему внутреннему объему охлаждающего электрододержателя, а также стабильное охлаждение электрода, что в результате приводит к увеличению срока эксплуатации электрода.

Выполнение трубки подвода хладагента со скосом на конце обеспечивает вихревое и кольцевое движение хладагента между трубами охлаждающего устройства.

Выведение трубки отвода хладагента за пределы узла крепления обеспечивает удобство в эксплуатации и обслуживании и позволяет достичь максимальную площадь охлаждения электрода.

Выполнение шпильки-токоподвода съемной и резьбовой обеспечивает восстановление подачи электроэнергии после наращивания очередного сегмента электрода при минимальных трудозатратах.

Установка электродного блока в боковых стенках печи плавления обеспечивает прогревание глубинных слоев на всем протяжении течения расплава, что позволяет получить однородный и стабильный по химическому составу и физическим свойствам расплав требуемой вязкости и гомогенности.

От сплава, применяемого в электроде, требуется жаростойкость, способность сплава сопротивляться газовой коррозии при высоких температурах в течение длительного времени.

За счет выполнения электрода из жаропрочного высокохромистого сплава, при заявленном соотношении компонентов, достигается увеличение срока эксплуатации электрода.

Хром является основным элементом заявляемого сплава. Сочетание в сплаве железа с хромом повышает жаропрочность и износостойкость электрода, а чувствительность сплава к поверхностным повреждениям компенсируется вакуумным литьем и последующей обработкой. Концентрация хрома в изделии менее 60% влияет на точку кристаллизации, т.е. снижается жаропрочность, при концентрации более 65% существенно увеличивается твердость изделия, что приводит к трудностям при механической обработке.

Содержание алюминия в указанных пределах в сочетании с хромом увеличивает жаростойкость электрода и придает ему высокую тепло- и электропроводность.

Содержание фосфора в сплаве в сочетании с железом повышает износостойкость электрода. При содержании фосфора меньше заявленного снижается износостойкость металла, а при содержании фосфора больше заявленного увеличивается вероятность образования трещин в металле.

Кремний удаляет из металла кислород, образуя с кислородом оксиды с плотным строением кристаллической решетки, и повышает прочность и коррозионную стойкость сплава электрода. Указанное содержание обеспечивает требуемую текучесть металла.

Сера повышает обрабатываемость износостойких сталей.

Углерод придает твердость и прочность стали. Содержание углерода в заявленном диапазоне придает заявляемому сплаву незначительную пластичность.

Получение сегментов электрода осуществляют в условиях вакуума, что позволяет эффективно очищать металл от газов - азота, кислорода, водорода, примесей и неметаллических включений, придавая ему повышенную плотность, облегчает обработку заготовки в последующем.

Заявляемое устройство представлено на фиг. 1.

На фиг. 1 изображены керамическая стенка печи плавления 1 с внешним металлическим корпусом 6 печи, электрододержатель 2 с трубкой подвода 3 хладагента и трубкой отвода 4 хладагента. Электрододержатель 2 крепится к металлическому корпусу 6 печи посредством двух узлов крепления 5. Электрод 7 снабжен съемной шпилькой-токоподводом 8, выполнен в виде цельнолитых сегментов с резьбовым выступом 9 с одной стороны и резьбовым углублением 10 с другой стороны, электрод устанавливается в электрододержатель 2 с зазором 11.

Установка электродного блока в боковую стенку печи плавления базальта происходит следующим образом.

В отверстия, выполненные соосно в керамической стенке 1 печи и металлическом корпусе 6 печи, устанавливается охлаждающий электрододержатель 2 и закрепляется при помощи узлов крепления 5 таким образом, чтобы трубка подвода 3 хладагента располагалась в нижней точке, а трубка отвода 4 хладагента - в верхней точке. Хладагент насосом подается в межтрубное пространство охлаждающего электрододержателя 2, затем выводится через трубку отвода 4 хладагента в охладитель (на фиг. 1 не показан), где, остужаясь, вновь подается через трубку подвода 3 в охлаждающий электрододержатель 2 в замкнутом цикле. Сегменты электрода 7 (требуемое количество) соединяются между собой посредством резьбового выступа 9 и резьбового углубления 10 и устанавливаются в электродержатель 2 с зазором 11. В углубление 10 последнего сегмента электрода 7, находящегося снаружи корпуса печи, вворачивается шпилька-токоподвод 8. Токоподводящий кабель (на фиг. 1 не показан) крепится на шпильку-токоподвод 8.

По мере сгорания электрода осуществляют наращивание длины электрода без остановки технологического процесса плавки. Для этого отключается подача хладагента и электроэнергии на электрод, выворачивают шпильку-токоподвод 8, на это место, в углубление 10 вворачивают очередной сегмент электрода. В углубление 10 установленного сегмента вновь вворачивают шпильку-токоподвод 8, на которую монтируют токоподводящий кабель. Далее осуществляется механическое проталкивание электрода в расплав базальта на расчетную длину. Включается циркуляция хладагента и восстанавливается подача электроэнергии на электрод.

При соблюдении требуемых параметров эксплуатации срок работы электрода может достигать нескольких лет.

Похожие патенты RU2586108C1

название год авторы номер документа
ФИЛЬЕРНЫЙ ПИТАТЕЛЬ 2014
  • Попов Иван Иванович
  • Рахматуллин Ринат Хурматович
  • Миннуллин Рустам Сафаргалеевич
  • Хохлов Евгений Викторович
  • Багманов Альберт Ринатович
RU2567913C1
ТРИАНГУЛИРОВАННЫЙ СИЛЬНОТОЧНЫЙ ТОКОПОДВОД 2013
  • Кузьменко Анатолий Григорьевич
  • Фролов Юрий Федорович
  • Поздняков Михаил Алексеевич
  • Кузьмин Михаил Георгиевич
  • Саутин Сергей Дмитриевич
RU2550338C2
Электрод для получения легких металлов электролизом расплава 1981
  • Конрад Коциол
  • Малькольм Пильброу
  • Кристине Целльнер
  • Дитер Целльнер
SU1336950A3
СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2001
  • Тетюхин В.В.
  • Мясников А.А.
  • Курносенко В.В.
  • Рымкевич Д.А.
  • Шундиков Н.А.
  • Бирюков Г.К.
  • Пименов Ю.Г.
RU2202639C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОГО ПЕРЕПЛАВА 1993
RU2062802C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАНОВЫХ ШЛАКОВ В РУДНО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ 2022
  • Власов Сергей Александрович
  • Демидов Александр Александрович
RU2779575C1
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РУДНОТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ С ГРАФИТИРОВАННЫМ ЭЛЕКТРОДОМ 2020
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Лазаревский Павел Павлович
  • Протопопов Евгений Валентинович
  • Темлянцев Михаил Викторович
  • Якушевич Николай Филиппович
RU2748222C1
ЭЛЕКТРОДНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СТЕКЛОВАРОЧНЫХ ПЕЧЕЙ 2005
  • Лотар Ротт
RU2288895C1
Горелка для дуговой сварки неплавящимся электродом 1990
  • Киперник Ефим Григорьевич
  • Дегтярь Владимир Иванович
  • Карпов Олег Петрович
  • Скрипачук Валерий Иванович
  • Гизер Борис Васильевич
  • Остапов Анатолий Васильевич
SU1743755A1
Электрододержатель для ручной дуговой сварки 1990
  • Виногреев Василий Николаевич
  • Королевский Константин Юрьевич
SU1787087A3

Иллюстрации к изобретению RU 2 586 108 C1

Реферат патента 2016 года ЭЛЕКТРОДНЫЙ БЛОК ДЛЯ ГАЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к электродной системе для газоэлектрических печей, предназначенных для производства волокон из горных пород, преимущественно базальта. Электрод (7) выполнен из высокохромистого жаропрочного сплава в виде цельнолитых сегментов с резьбовым выступом (9) с одной стороны и резьбовым углублением (10) с другой стороны, установлен с зазором внутри охлаждающего электрододержателя (2), выполненного по типу «труба в трубе». Устройство снабжено трубками подвода (3 ) и отвода (4) хладагента. Электрод (7) снабжен съемной шпилькой-токоподводом (8). Сегменты электрода наращиваются по мере сгорания без остановки производственного цикла. За счет выполнения электрода из жаропрочного высокохромистого сплава, при заявленном соотношении компонентов, достигается увеличение срока эксплуатации электрода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 586 108 C1

1. Электродный блок для газоэлектрической печи, содержащий электрододержатель, охлаждающее устройство в виде трубы с хладагентом и электрод, отличающийся тем, что электрододержатель прикреплен к корпусу печи посредством узлов крепления, электрод выполнен в виде цельнолитых сегментов с резьбовым выступом с одной стороны и резьбовым углублением с другой и установлен с зазором внутри электрододержателя, выполненного в виде охлаждающего устройства по типу «труба в трубе» и снабженного трубками подвода и отвода хладагента, трубка подвода выполнена со скосом на конце и расположена по всей длине электрододержателя, а трубка отвода хладагента выведена за пределы узла крепления, причем электрод соединен со съемной шпилькой-токоподводом, выполненной с наружной резьбой.

2. Электродный блок по п. 1, отличающийся тем, что он устанавливается в боковых стенках печи.

3. Электродный блок по п. 1, отличающийся тем, что сегменты электрода выполнены из жаропрочного сплава при следующем соотношении компонентов, мас.%:
хром - 60-65%
фосфор - 0,012-0,024%
сера - 0,001-0,004%
углерод - 0,02-0,05%
кремний - 0,01-0,06%
алюминий - 0,1-0,8%
железо - остальное.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2586108C1

ЭЛЕКТРОДНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СТЕКЛОВАРОЧНЫХ ПЕЧЕЙ 2005
  • Лотар Ротт
RU2288895C1
Электрод для дуговой электропечи 1981
  • Ханнс Георг Бауэр
  • Дитер Целльнер
  • Йозеф Отто
  • Йозеф Мюленбек
  • Фридрих Риттманн
  • Клаудио Конрадти
  • Инге Лаутербах-Даммлер
  • Хорст Зонке
SU1152535A3
Неплавящийся электрод для дуговыхпРОцЕССОВ 1978
  • Фридлянд Михаил Гершенович
  • Живов Михаил Залманович
  • Лебединская Нина Алексеевна
  • Мохов Виктор Михайлович
SU841871A1
Приспособление в паровых котлах для улавливания взвешенных в воде твердых частиц 1928
  • Сильницкий А.К.
SU11787A1
Фазоизмерительное устройство 1984
  • Михалевич Юрий Юрьевич
  • Близнюк Татьяна Ивановна
SU1223162A1

RU 2 586 108 C1

Авторы

Рахматуллин Ринат Хурматович

Попов Иван Иванович

Миннуллин Рустам Сафаргалеевич

Хохлов Евгений Викторович

Багманов Альберт Ринатович

Даты

2016-06-10Публикация

2015-03-18Подача