Плавильная печь Советский патент 1978 года по МПК F27B1/08 

: достаточно расплавлен в зоне ыежоу наконечниками основных электродов. Цепью изобр -тения является повышение надежности плавильной печи, Это достигается тем, что каждый элек трод снабжен охлаждающими элементами, один из которых расположен в месте прохода электрода через верхнюю поверхност : расплавленного материала, а другой над этой поверхностью. Каждый электрод состоит из соеди; ненныхгоризонтального стержня разме; щенного над верхним краем печи и рас; плавленным материалом, и вертикального ; стержня. Каждый электрод снабжен устройством его перемещения в горизонтал ; НОЙ ПЛОСКОСТИ, Устройство крепления каждого из элек тродов выполнено с шарниром, перемещаю щим устройство крепления вокруг точки, расположенной в пределах самого усг ройства, Ось части электрода, выходящей из-за устройства крепления последнего, и наконечник электрода составляют прямую линию. На фиг. 1 изображена предлагаемая плавильная печь, поперечное сечение на фиг, 2 - то же, план на фиг. 3 - основ ной электрод; на фиг, 4 изображена плавильная печь, вариант выполнения| на фиг, 5 - устройство для монтал а и крепления основных электродов, вертикальный разрез; на фиг. 6 - то же, пяан на фиг, 7 - охлаждающий элемент; на фиг. 8 показана плавильная печь, вариант выполнения. Печь содерхшт резервуар 1 рас плавленного материала, множество основных электродов 2, электропроводный элемент 3, выполненный, например, в виде выаодного устройства, и опору 4 электро да. Резервуар для расплавленного материала содержит наружную металлическую оболочку 5j которая может охлаждаться водой известным способом, особенно в тех случаях, когда температура расплавленного материала превышает 1О93 С. Металлическая оболочка 5 футерована слоем 6 соответствующего термостойкого материала, совместимого с материалом расплавляемым в печи. Электропроводшлй элемент 3 удерживается в рабочем положении с ПОМОЩЬЮ металлического конуса 7, выполненного из тугоплавкого металла (молибдена, тантала или вольфрама). Металлический конус 7 поддерживается охлаждаемым водой нижним металлическим чонусом 8, обычно изготавливаемым из материала с высокой теплоприаописст.) (например, меди). Основные электроды 2 содержат наконечники 9, обычно имеющие плоскую форму, к которым привинчен или приварен основной горизонтальный нижний пруток стержень 10 предпочтительно круглого сечения, колено 11, с которым соединяются стержень 10 и верхний преимущественно вертикальны пруток или стержень 12, Наконечник 9 основного электрода и стержни 1О и 12 электрода изготавливаются из материала с высокой электропроводностью,, предпочтительно из тугоплавкого металлического материала типа молибдена, вольфрама или их сплавов,. Верхняя часть стержня 12 основного электрода соединена с опорой 4 электрода через колено 13, .изготовленное предпочтительно из меди. Верхний стержень 12 охлаждается на некоторой части его длины для предотвращения окисления в зоне линии 14 расплава путем подвода охлаждающей жидкости, например воды, через входной патрубок 15 и вывода последней из выходного патрубка 16, Охлаждающий элемент 17, расположенкьШ на верхнем стержне электрода в зоне линии расплава, предназначен для поддер- жания температуры,ниже критической температуры окисления. Охлаждаюшяй элемент 17 содержит рубашк5 (оболочку) 18, через которую циркулирует охлаждающий агент (вода или воздух), поступающий через входной патрубок 19 и выходящий из выходного патрубка 20, В дополнение к ох паждению создаваемому охлаждающим элементом 17, верхняя вертикальная часть стержня 12 охлаждается с помощью охлаждающей рубащки 21. Охлаждающая рубащка 21 содержит наружную рубашку 22 с выходным 16 и входным 15 патрубками, причем последний распространяется на большую часть длины наружной рубащки 22. Охлаждающая рубашка 21 может быть изготовлена из любого материала, совместимо.го с материалом верхней части стержня 12 электрода. При использовании молибдена для изготовления верхней, части стерЖ1-1я рубащку 21 изготавливают из меДоа В охлаждающей рубашке 21 может быть использован любой охлаждающий агент (например, воздух, вода),Так как нижняя часть стержня,, расположенная ниже линии 14 расплаве, защищена от окисления собственно расплавленным материалом 23, необходимо охлаждать только выступающую часть стержня 12 в зоне линии 14 расплава и аыше послеаней. Охлаждающий в зоне nipiHH расплава элемент 17 может быть изготовлен из любого материала, подходящего для перечисленных условий и совместимог с расплавляемым материалом, с которым контактирует упомянутый элемент. В слу чае переработки стекла или огнеупорных 1емесей предпочтительно использование меди или нержавеющей стали для изготовления охлаждакшей рубашки 18 и вхо ного 19 и выходного 20 патрубков. В конструкции, изображенной на фиг. минимальная часть каждого осноююго электрода расположена ниже линии 14 расплава. Каждый из основных электродов содержит основной горизонтальный стержень 24, предпочтительно выполненный в виде пустотелого стержня из туго плавкого материала, такого как молибден и имеющий {шаметр и толщину стенок, достаточные для удержания собственного веса и веса электрода. Стержень 24 электрода соединен с коленом 13. Для отвода тепла, выделяюшегося на элекчро де при прохождении через него электрического тока, стержень 24 электрода может охлаждаться водой. К колену 13 прикреплен стержень 12 электрода, который не имеет системы водяного охлаж дения, за исключением охлаждения, создаваемого в зоне линий расплава элемен том 17. Предлагаемое устройство может быть выполнено с незначительным уменьшением длины стержня 14 электрода и присоединен« м колена аналогичного колену 11 (см, фиг. 3) к концу стержня 12 электрода, а также может быть использо ван короткий основной стержень электрода, аналогичный нижнему стержню 1О электрода (см. фнг. 3) для компенсации потери длины, вызванной укорочением стержня 24 электрода. Устройство, изображенное на фиг. 5, предназначено для установки электродов, имеющих конфигурацию, показанную на фиг. 4. Стержень 24 электрода с помощью болтов 25 и серьги 26 седла прик реплен к седлу 27. Серьга 26 седла, выполненная из стали, а свою очередь приварена к стальному рычаз: 28, кото рый с помощью болтов 29 скреплен с соответствующим регулируемым экранирующим устройством ЗО,.При использовании такого устройства и вращении щес тигранной гайки 31, расположенной на нем, в одну или другую сторону можно перемещать 24 электрода назад для регулирования расстояния меж наконечником 9 электрода и противолежащей поверхностью выводного устройства 3 с целью создания оптимальных усяловий плавки, Регулируемое экранирующее устройство ЗО с помощью болтов 32 прикреплено к опорной плате 33. Опорная плата 33 шарнирно установлена на нижней плате основания 34 с помощью подщньников или втулок 35, приваренных к опорной плате 33, и скоб 36, приваренных к нижней плате осн( 34. Скобы 36 соединены с подшипниками или втулками 35 с помощью штырей 37, На другом конце опорной платы 33 расположен регулировочный болт 38, проходящий через щестигранную гайку 39, приваренную к плате основания 34. При 1фашенни регулировочного болта 38 в одном или друг.ом направлении изменяется угол между стержнем 24 электрода и горизонталью, что обеспечивает возможность регулирования параллельности поверхности наконечника 9 основного электрода к наружной поверхности выводнсйго усгрсЛства 3 (см. фиг, 1), Плата ocHOBaifflfl 34 с помощью болтов 4О соединена с электрически изолированной подущкой 41,.которая прикрепле-. на к полу или к другому элементу конструкции известным способом. В устройствах, изображенных на фиг. 5 и 6, электроэнергия подводатся к каждому стержню 24 электрода с помощью щины 42, выполненной из меди или другого электропроводного материала, от электрических кабелей 43. Шины 42 прикреплены к стержню 24 электрода с помощью электропроводящей серьги 44 и болтов 45. Охлаждающий элемент 17 (см, фиг, 7) содержит оболочку 18 для охлаждающей жидкостн, предпочтительно выполненную из меди или нержавеющей стали и содержащую литую или мехаю1чески обработанную полость 46, к которой приварена или припаяна серефом или присоединена любым другим способом верхняя плата 47 по сопрягающимся поверхностям 48 и 49. Верхняя плата 47 содержит два резьбовых отверстия 5О, в одно из которых ввернута трубка 51 входного устройства 19 для подачи охлаждающей воды в нижнюю часть полости 46, а 1фугЬе соединено с выходш 1м устройством. Наружный диаметр стержня 12 электрода меньще, чем внутренний днаметр охлаждающей оболочки 18 для обеспечения возможности демонтажа охлаждающей оболочки 18 со стержня 12 электрода в случае замены основных электроде. Некоторое количество расплавленного материала, прошедшее межцу стержнем 12 электрода и охлаждающей оболочкой 18s немедленно затвордеет с образованием заделки упомянутого пространства. Суммарная контактная высота электрода или длина охлаждающей оболочки 18 завксиг от типа каждой отдельной выполняемой операции, т« е. типа расплавляемого материала, температуры расплавленного материала в печи и толщины слоя нерасплав ленной шихты, В случае типичной опера Ш1И расплавления стекляпных смесей, про водимой цля образования волокон, суммарная контактная высота охлаждающей ; оболочки 18 составляет 15-24 см, При расплавлении тугоплавких материа ; ЛОВ, имеющих более высокую температуру плавления, необходимо увеличить суммар; ную кoнтaкт iyю высоту или длину охл.аж: дающей оболочки 18, В устройстве, изображенном на фиг. 8 стержень 12 электрода начинается непос редственно от колена 13 и дохоцит до наконечника 9 электрода. Большая часть основного электрода находится ниже линии 14 расплава. Стержень 12 электрода пересекает линию 14 расплава под меньшим углом, поэтому необходимо соответственно увеличить длину зоны контакта охлаждающей оболочки 18 с электродом. Один или более основных электродов могут быть заменены без охлаждения печи только путем отключения питания элек трода, подлежащего замене, извлечения электрода и устройства его крепления,, отсоед11нения дефектного или поврежденного .электрода или наконечника электрода с последующей заменой новыми электродом или, наконечником электрода, их установкой совместно с устройством креп ления последних н повторным включением питания нового или отремонтированного электрода. С использованием предлахаемой печи этот процесс занимает около 1 ч по сравнегшю с требуемым ранее/nip межутком времени от 24 до 48 ч, ходимым цля охлаждения и замены электродов в известных печах, Тугоплавкая футеровка и оболочка печи имеют более долгий срок службы всле ствие отсутствия взаимрдействия между стенками печи или дном последней с элек тродами. Кроме того, инертный гаа, применяемый для защиты основных электродов в известных печах, не требуется. Предлагаемая печь более безопасна, так ак исключается возможность образования короткого замыкания между основными электродами и оболочкой печи, а также ротечки расплава через отверстия в обоочке и футеровке для монтажа электродов. Формула изобретения 1,Плавильная печь, содержащая резервуар для расплавленного материала, электропроводный элемент, .расположенный внутри резервуара, и не менее двух электропроводящих, выполненных из тугоплавких металлов электродов, размещенных в резервуаре, наконечники которых расположены в радиальном направлении вокруг электропроводного элемента, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности, каждый электрод снабжен о О1аждающими элементами, один из которых расположен в месте прохода электрода через верхнюю поверхность расплавленного материала, а другой - над этой поверхностью , 2,Печь поп, 1, отличающаяс я тем, что каждый электрод состоит из соединенных горизонтального стержня, размещенного над верхним краем печи и расплавленным материалом, и вертикального стержня, 3,Печь по по, 1 и 2, отличающая с я тем, что каждый электрод снабжен устройством его перемещения в горизонтальной плоскости. 4,Пешз по пп. 1-3, отличающаяся тем, что устройство крепления каждого из электродов выполнено с шарниром, перемещающим устройство крепления вокруг точкиэ расположенной в пределах самого устройства. 5. Печь по пп. 1-4, отличающаяся тем, что ось части электрода, выходящей из устройства крепления последнего, и наконечник электрода составляют прямую линию. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент:Франции № 22ОО953, кл, F 27 В 1/00, 1974.

S5

4 Л

/e.j

г.

Фиг. 8

20

SB

N.

f

i /

8 W

:z:j221

tZZZ2