SU887908A1 - Furnace for calcining refractory material articles - Google Patents

Description

II

Изобретение относитс  к порошковой металлургии и может найти применение в устройствах дл  высокотемпературной обработки керамических окисных, углёродсодержащих шш металлокерамических изделий, в частности керамических сфер дл  насадки высокотемпературных нагревателей газа.The invention relates to powder metallurgy and can be used in devices for high-temperature processing of ceramic oxide, carbon-containing metal-ceramic products, in particular, ceramic spheres for fitting high-temperature gas heaters.

Известна туннельна  печь дл  непрерывного обжига изделий из тугоплавких материалов , содержаща  корпус с высокотемперат5фной футеровкой, устройства дл  транспортировки изделий через рабочую зону и средства дл  подачи в нее высокотемпературного газового теплоносител  1 .A known tunnel furnace for the continuous burning of articles made of refractory materials, comprising a housing with a high-temperature lining, devices for transporting articles through the working zone, and means for supplying a high-temperature gas heat carrier to it.

Конструкци  зтой туннельной. печи позвол ет организовать процесс непрерывного обжига тугоплавких деталей или изделий непра аильной формы в среде инертного газа, нагретого в высокотемпературном нагревателе до рабочих температур пор дка .Constructions of this tunnel. The furnace allows organizing the process of continuous calcination of refractory parts or articles of irregular shape in an inert gas medium heated in a high-temperature heater to operating temperatures of the order.

Недостатками зтой печи  вл ютс  больша  продолжительность процесса обжига, достйга кйца  сотен часов на каждое изделие,неравномерное распределение температур в объемеThe disadvantages of this furnace are the long duration of the firing process, the availability of hundreds of hours for each product, the uneven temperature distribution in the volume

об 51гаемого издели  и сравнительно мала  надежность средств дл  транспортировки, подачи и выгрузки изделий из рабочей зоны печи.of the product to be stored and the comparatively low reliability of the means for transporting, supplying and unloading products from the furnace's working area.

Наиболее близкой по технической cjminocти к изобретению  вл етс  печь дл  обжига изделий из тугоплавких материалов, содержаща  рабочую камеру, заполненную расплавом металла, электрический нагреватель и устройства дл  подачи, выгрузки и транспортиров10 ки изделий через рабочую камеру печи 2.The closest in technical terms to the invention is a furnace for burning products made of refractory materials, containing a working chamber filled with molten metal, an electric heater and devices for feeding, unloading and transporting products through the working chamber of the furnace 2.

Така  печь предназначена дл  обжига неформованных сыпучих или кусковых материалов , например извести. Рабоча  камера печи вьшолнена в виде открытой ванны, заполнен-, Such a kiln is intended for firing unshaped bulk or lump materials, such as lime. The working chamber of the furnace is made in the form of an open bath, filled,

15 ной расплавом металла. Параллельно вертикальной оси ванны установлена загрузочна  щахта в виде трубы, нижний образ которой расположен ниже зеркала расплава. Загрузочна  щахта выполнена с возможностью верти20 кального перемещени  и снабжена щнека; вьтм питателем обжигаемого материала.15 molten metal. Parallel to the vertical axis of the bath, a loading tube is installed in the form of a pipe, the lower image of which is located below the melt mirror. The loading platform is made with the possibility of vertical movement and is equipped with a screw; Big feeder of the material being baked.

Недостатками такого устройства  вл ютс  сравнительно малые эффективность и надеж38 WocTb печи, a так се. невозможность качественного обжига и графитации формованных изделий из тугоплавких материалов на основе окисных или углеродсодержащих соедине- НИИ. Эти недостатки св заны с ограничени ми по рабочим температурам (меньше 1000° С и определ ютс  малой, термостойкостью элементов конструкщга печи и средств дл  подачи , вывода и транспортировки обжигаемого материала при максимальных рабошх температурах . Кроме того, в этой печи имеютс  огранит чени  по производительности и виду обжигаемого .материала, так как его плотность должна быть меньше плотности расплава дл  обеспечени  всплыти  и выгрузки материала из объема печи. При этом процесс всплыти  обжигаемого издели  любой формы  вл етс  нестабильным, что приводит к неравномерности обжш-а и снижению производительности печи. Целью изобретени   вл етс  повышение эф фективности печи и качества обжигаемых изделий . Цель достигаетс  тем, что в печи дл  обжига изделий из тугоплавких материалов, содержащей рабочую камеру, заполненную расплавом металла, электрический нагреватель и устройства дл  подачи и выгрузки изделий, рабоча  камера выполнена в виде графитовой вставки со спиральным каналом. Кроме того, целесообразно устройства дл  подачи и выгрузки изделий располагать параллельно оси спирального канала, а внутренние стенки канала вьшолн ть с металлическим покрытием. На фиг. 1 изображена печь дл  обжига из делий из тзтоплавких материалов. Печь содержит металлический корпус 1, футерованный внутри высокотемпературным материалом 2. Соосио с корпусом между фланцами 3 расположена рабоча  камера печи , выполненна  в виде графитовой вставки с каналом 4 спиральной формы. Стенки кана ла 4 образованы спиральными канавками на соприкасающихс  цилиндрических поверхност х 5 и внутренней 6 коаксиальных обечаек. Обечайки 5 и 6 образуют встав ку рабочей камеры и вьтолнёны из плотног графита. На выходе из спирального канала вертикально установлены патрубки 7, 8 дл  подачи и вьп-рузки изделий, например шаров . насадки высокотемпературного нагревател , дл  обжига их в рабочей камере печи. Патрубки 7 и 8 вьшолнены в графитовой втулке 9 и соединены с устройствами дл  подачи и выгрузки изделий из печи (на чертеже не показаны). Графитовые обечайки 5, 6 и втулка 9 с патрубками 7, 8 сварены между собой при помощи технологических графитовых фланцев 10. Рабочий объем печи должен быть заполнен некарбидообразующим расплавом, т.е. жидким металлом, например Си, Sn, или сплавом металлов , невзаимодействующих с графитовыми элементами печи. Коаксиально с обечайками 5, 6 установлен электрический нагреватель 11 сопротивлени  с токоподводами 12, подключенными к внешнему источнику питани  (на чертеже не показан ). Высокоомна  проволока нагревател  уложена в спиральные канавки опорного изол тора 13. Между навревател ми 11 и наружной обечайкой 5 имеетс  газовый зазор 14. Канал 4 имеет спиральную форму и плавно сопр жен с параллельными патрубками 7, 8 дл  подачи и выгрузки изделий из печи, которые могут быть как параллельны, так и перпендикул рны к оси спирального канала, совпадающей с осью коаксиальных обечаек 5, 6, образующих графитовую вставку печи. Канал 4 может быть выполнен в виде многовитковой цилиндрической или плоской спирали с шагом, обеспечивающим необходимое врем  транспортировки и обжига изделий. В некоторых случа х канал 4 может быть выполнен в форме части витка спирали. Диаметр рабочего канала может быть сравним, например , с диаметром обжигаемых сфер дл  насадки , выполненных из тугоплавного материала , а в некоторых случа х может значительно превышать характерный размер обжигаемых формованных изделий. Внутренние стенки канала также могут иметь тонкое защитное покрытие из тугоплавкого металла, например W, Мо, Nb. В качестве нагревател  печи можно использовать вместо нагревател  сопротивлени  устройства дл  индукционного или газового нагрева обечаек графитовой вставки. Печь работает следующим образом. При подключении электрического нагревател  сопротивлени  к внешнему источнику питани  происходит разогрев рабочего объема печи, т.е. обечаек 5, 6, канала 4 и патрубков 7, 8. Из предварительно разогретой емксзсти с расплавом (на чертеже не показана) через один из патрубков подают жидкий металл в спиральный канал 4. Затем осуществл ют подачу изделий и питающего устройства в вертикальный патрубок 7 и выгрузку их через патрубок 8. Транспортировка изделий осуществл етс  гравитационно за счет веса изделий, наход щихс  в более высоком подающем патрубке 7, или путем их пере . давливани  с помощью шнекового питател . Нужный режим транспортировки (врем  и скорость) определ етс  мощностью нагревател The disadvantages of such a device are the relatively low efficiency and reliability of 38 WocTb furnaces, and so. the impossibility of high-quality roasting and graphitization of molded products from refractory materials based on oxide or carbon-containing compounds. These drawbacks are associated with restrictions on operating temperatures (less than 1000 ° C and are determined by the low, heat resistance of the furnace structural elements and the means for feeding, withdrawing and transporting the calcined material at maximum operating temperatures. In addition, there are limitations in this furnace and the type of the material being baked, since its density must be less than the density of the melt to ensure the ascent and unloading of material from the furnace volume. unstable, which leads to uneven burning and lower kiln productivity. The aim of the invention is to improve the efficiency of the kiln and the quality of the products to be calcined. The goal is achieved by the fact that in a kiln for burning products made of refractory materials containing a working chamber filled with molten metal, a heater and devices for feeding and unloading products; the working chamber is made in the form of a graphite insert with a spiral channel. In addition, it is advisable for the device for feeding and unloading products to be arranged parallel to the axis of the spiral channel, and the inner walls of the channel to be coated with a metal coating. FIG. 1 shows a kiln for baking fusible goods. The furnace contains a metal casing 1, lined inside with high-temperature material 2. Coaxially with the casing between the flanges 3 is the working chamber of the furnace, made in the form of a graphite insert with a channel 4 of spiral shape. The walls of channel 4 are formed by spiral grooves on contiguous cylindrical surfaces 5 and inner 6 coaxial shells. The shells 5 and 6 form the insert of the working chamber and thick graphite fillers. At the outlet of the spiral channel, the nozzles 7, 8 are vertically installed for supplying and imprinting articles, for example balls. nozzles of high-temperature heater for firing them in the working chamber of the furnace. Nozzles 7 and 8 are filled in a graphite sleeve 9 and connected to devices for feeding and unloading products from the furnace (not shown in the drawing). The graphite shells 5, 6 and the sleeve 9 with the nozzles 7, 8 are welded to each other with the help of technological graphite flanges 10. The working volume of the furnace must be filled with non-carbide-forming melt, i.e. liquid metal, such as Cu, Sn, or an alloy of metals that do not interact with the graphite elements of the furnace. Coaxially with the shells 5, 6, an electrical resistance heater 11 is installed with current leads 12 connected to an external power source (not shown). The high resistance heater wire is laid in the spiral grooves of the support insulator 13. There is a gas gap 14 between the heaters 11 and the outer shell 5. The channel 4 has a spiral shape and smoothly mates with parallel nozzles 7, 8 for feeding and unloading products from the furnace, which can be both parallel and perpendicular to the axis of the spiral channel, which coincides with the axis of the coaxial shells 5, 6, which form the graphite insert of the furnace. Channel 4 can be made in the form of a multi-turn cylindrical or flat spiral with a pitch that provides the necessary time for transportation and firing products. In some cases, channel 4 may be made in the form of a part of a spiral turn. The diameter of the working channel can be comparable, for example, with the diameter of the firing spheres for the nozzle, made of a refractory material, and in some cases can significantly exceed the characteristic size of the fired molded products. The inner walls of the channel may also have a thin protective coating of a refractory metal, for example, W, Mo, Nb. As a heater, a furnace can be used instead of a heater resistance device for induction or gas heating of the shells of a graphite insert. The furnace works as follows. When an electrical resistance heater is connected to an external power source, the working volume of the furnace is heated, i.e. shells 5, 6, channel 4 and nozzles 7, 8. From the preheated volume with the melt (not shown) through the one of the nozzles, the liquid metal is fed into the spiral channel 4. Then the products and the feeding device are fed to the vertical nozzle 7 and unloading them through the pipe 8. The products are transported gravitationally due to the weight of the products located in the higher feed pipe 7, or by transferring them. pressing with a screw feeder. The desired mode of transport (time and speed) is determined by the power of the heater.

Claims (3)

Формула изобретенияClaim 1. Печь для обжига изделий из тугоплавких. материалов, содержащая рабочую камеру, заполненную расплавом металла, электрический нагреватель и устройства для подачи и выгрузки изделий, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности печи и качества обжигаемых изделий, рабочая камера выполнена в виде графитовой вставки со спиральным каналом.1. Furnace for firing products from refractory. materials, containing a working chamber filled with molten metal, an electric heater and a device for feeding and unloading products, characterized in that, in order to increase the efficiency of the furnace and the quality of fired products, the working chamber is made in the form of a graphite insert with a spiral channel. 2. Печь поп. 1, отличающаяся тем, что устройства для подачи и выгрузки изделий расположены параллельно оси спирального канала.2. Oven pop. 1, characterized in that the device for feeding and unloading products are parallel to the axis of the spiral channel. 3. Печь по π. 1, отличающая- с я тем, что внутренние стенки канала выполнены с металлическим покрытием.3. The furnace according to π. 1, characterized in that the inner walls of the channel are made with a metal coating.