Патент 64408

Электрический нагревательный прибор для металлизации концов карборундовых стержневых нагревателей

 

Класс 21h, 15„

21К 10„

СССР

_#_- 64408

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госпяана ХСР

,1 |,, 1

К. A. Караянопуло

Электрический нагревательный прибор для металлизации концов карборундовых стержневых нагревателей

Заявлено 19 января 1944 года в Наркогяалектропром за X 321 (331114) Опублиновапо 28 февраля 1945 года

Как известно, нормальная эксплоатация карборундовых стержневых нагревателей в электропечах возможна только в том случае, если нагревание концов их на некоторой длине значительно ниже, чем у остальной (средней) части стержня.

Достигается это тем, что концам стержней придают пониженное по сравнению со средней частью стержня электросопротивление металлизацией концов,т. е. пропиткой их специальным сплавом — силикоалюминием.

По предлагаемому способу металлизация концов карборундовых стержней - нагревателей производится в электрической печи сопротивления, состоящей из угольной или графитовой пластины - нагревателя с несколькими ванночками для расплавления металла.

Согласно изобретению, нагреватель снабжен дополнительными двумя группами ванночек, одна из которых расположена в теле пластины и служит для нагрева концов карборундовых нагревателей перед их металлизацией, а другая составлена из карборундовых стаканчиков, соприкасающихся с боковыми поверхностями пластины для уменьшения степени нагрева н служащих для предварительного подогрева концов карборундовых нагревателей. Этим обеспечивается осуществление ступенчатого нагрева и охлаждения концов карборундовых нагревателей, во избежание их растрескивания, а также высокое качество металлизации при упрощении технологического процесса металлизации.

Как видно из поясняющего предмет изобретения чертежа, между двумя угольными, или лучше графитовыми, электродами диаметром

250 — 300 мм, служащими для подвода тока порядка 5000 — 7000 ампер, зажимается угольный, или лучше графитированный, брусок прямоугольного сечения, которое в несколько раз меньше сечения токоподводящих электродов.

В бруске просверлено четыре глухих отверстия, из которых два, обозначенные цифрами 2 и 3, являются теми ванночками, в которых производится металлизация концов стержней в кипящем сплаве силикоалюминия, а другие два, обозначенные цифрами 1 и 4, служат для предварительного подогрева стер¹ 64408 жней до температуры порядка

2400 С, С целью предохранения карборундовых стержней от растрески. вания и отскакивания кусочков при резком нагреве при температуре 2400 С, стержни предварительно нагревают до температуры порядка 1200 С в кароорундовых стаканчиках 5 и 6, прикасающихся к боковым поверхностям бруска и нагревающихся вследствие этого до желательной температуры (1200 С).

Таким образом источником тепла для предварительного и к тому же ступенчатого подогрева стержней служит тот же брусок, вследствие чего подогрев стержней до 2400 С осуществляется в непосредственной близости от ванночки, и этим избегается охлаждение подогретых стержней, которое имело бы место, если бы предварительный нагрев осуществлялся в другой, например, криптоловой печи.

Над ванночками 1, 2, 3 и 4 устанавливаются угольные трубки несколько большего, чем у ванночек, диаметра. Шов в месте соприкосновения трубки с верхней поверхностью бруска уплотняется специальной замазкой, в результате чего при спекании при высоких температурах образуется как бы сварной шов, осуществляющий неразъемное соединение. Само собой разумеется, что последнее может быть достигну го только лишь в том случае, если замазка противостоит действию очень высоких температур, обладает хорошим сцеплением с соединяемыми впритык угольными деталями, является термически стойкой и ее коэфициент расширения соответствует коэфициенту расширения угольных деталей.

Замазка, удовлетворяющая всем указанным требованиям, готовится из смеси графита, карборунда № 16, карборунда ¹ 120 и силоксикона (SiCO), взятых в отношении

6: 2: I: 1. Смесь эта затворяется на жидком стекле.

Перед „свари ванием" угольных деталей трубки пропитывают жидким стеклом, а брусок нагревают под током до температуры 450—

500 С, в связи с чем „сварные швы" быстро твердеют (спекание же замазки и необходимая твердость соединения достигаются при более высоких температурах во время разогрева печи). После этого печь изолируют дробленым силоксиконом.

Благодаря „привариванию" трубок к угольному бруску, становится возможным обеспечить в высшей степени эффективную теплоизоляцию всей печи, и в особенности бруска с ванночками, так как в этом случае и верхнюю поверхность его можно засыпать толстым слоем теплоизолирующей засыпки.

Толщина этого слоя берется равной высоте трубок, вследствие чего не только изолируются, но и защищаются от обгорания, кроме бруска, также трубки (кроме верхней горцевой поверхности) и торцевые поверхности токоподводящих электродов (боковая поверхность эгих электродов нагревается не выше

300 — 350 ) ..

Не говоря уже о том, что столь совершенная теплоизоляция печи приводит к очень резкому снижению расхода электроэнергии и улучшению условий труда, она позволяет производить нагрев печи очень форсированно: при пропускании электрического тока силою

6000 ампер при напряжении 20 вольт температура в ванночках доходит уже через 35 — 40 минут до 2400—

2500 С и, таким образом, она на несколько сот градусов выше точки кипения сплава силикоалюминия.

B то же время предлагаемая конструкция печи позволяет легко поддерживать требуемый температурный режим (2400 — 2500 С), а также и сильно восстановительную среду в ванночках, которая значительно замедляет окисление сплава и препятствует образованию шлаков.

Этому последнему обстоятельству способствует еще и то, что сплав вводится в ванночку, имеющую температуру выше точки его кипения, и поэгому он плавится — 3 № 64408 и закипает почти мгновенно. Но и после того как сплав закипит, он не успевает окислиться, так как, согласно предлагаемому способу металлизации, стержень опускается в ванночку немедленно по забрасывании туда сплава; так как он .попадает туда, будучи предварительно подогрет в непосредственной близости от ванночки до тем пературы порядка 2400 С, то он не снижает температуру сплава и не вызывает повышения em вязкости.

Таким образом с исключением образования шлаков и ошлаковывания ванночек и стержней совершенно иск.почаются случаи „примерзания- концов стержней к бруску и выход печи из строя.

Большая же текучесть сплава и вытеснение значительного количества воздуха из пор черепка стержня при высоких температурах создают весьма благоприятные условия для жадного впитывания стержнем всего сплава, без остатка.

Процесс металл изации концов стержней осуществляется следующим образом.

Печь включают под напряжение и по прошествии 40 — 45 минут проверяют установившуюся в ванночках бруска температуру, для чего опускают стержень (пробный) в стаканчики 5 (1200 С), выдерживают его там 1 минуту, затем опускают его в ванночку 1 (2400 С) и через 1 минуту определяют наглаз степень его нагрева. Если она не ниже 2400 С, можно приступать к металлизации, причем поступают следующим образом.

Оставив пробный стержень в ванночке 1 (2400 С), берут со стола два стержня и один опускают в стаканчик 5 (1200 С), а другой— в стаканчик 6 (1200 C). По прошествии 1 минуты всыпают с помощью совочка дробленый сплав в ванночку

2 (2500". C) и быстро переносят в эту ванночку подогретый до 2400" С стержень из ванночки 1 (2400 = С), после чего в ванночку 1 (2400" С) переносят стержень из стаканчика

5 (1200 С), а в этот последний .отпускают новый холодный стержень. Через полминуты перено;ят стержень из стаканчика 6 (1200- С) в ванночку 4 (2400 С). По прошествии еще полминуты стержень, опущенный в ванночк1 2 (2500 С), пропитается сплавом и его следует вытащить, затем всыпать сплав в ванночку 2 (2500"-С) и немедленно опустить туда соседний стержень, который подогрелся в ванночке 1 2400 С). В эту же последнюю переносят стержень из стаканчика 5 (1 00=C), а в него вставляют другой, холодный стержень и т. д.

Теперь всыпают сплав в ванночку 3 (2500 С) и переносят туда стержень из ванночки 4 (2400 С), а в эт последнюю переносят стержень из стаканчика 6 (1200 С), а на его место вставляют новый, холодный стержень. После нреоывания стержня в ванночке 3 (2500 С) в ечение одной минуты металлизацию следует считать законченной; стержень вынимают из ванночки, всыпают в нее металл и немедленно переносят туда подогреть и до температуры 2400 С стержень из ванночки 4 (2400= С). В опустевшую ванночку 4 (2400 C) переносят стержень из стаканчика 6 (1200 = С), а в этот последний вставляют другой, холодный стержень и т. д.

Таким образом металлизация стержней идет в два потока:

1) стержни перемещаются справа налево, подвергаясь предварительному нагреву в течение одной минуты в стаканчике 5 (1200=. С) и в течение одной минуты в ванночке

1 (2400" С), и попадают для металлизации в ванночку 2 (2500 C), где выдерживаются также в течение одной минуты;

2) стержни перемещаются слева направо, подвергаясь предварительному нагреву в течение одной минуты в стаканчике 6 (1200-C) и в течение одной минуты в ванночке 4 (2400" C), и попадают для металлизации в ванночку 3 (2500" С), где выдерживаются также в течение одной минуты.

Процесс металлизации ведут таким образом, что второй поток отстает от первого потока на полминуты и, так как время, потребМ б4408

Предмет изобретения

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Техн, редактор М. В. Смольнкова:

Л123597 Подписано к печати 16/VII 1946 г. Тираж 600 зкз. Цена 66 коп. Зак. 202

Типография Госпланиздата, им. Воровского, Калуга ное для металлизации, составляет одну минуту, печь выдает через каждые полминуты по одному пропитанному концу. Следовательно, производительность печи составляет 120 обработанных концов стержней в час.

Преимущества использования предлагаемого нагревательного прибора для металлизации карборундовых стержневых нагревателей, по указанию изобретателя, заключаются в следующем:

1) Расход электроэнергии сокращается не менее, чем в 10 раз, 2) одной пары токопроводящих электродов может хватить на металлизацию нескольких тысяч стержней, 3) расход других деталей печи сокращается, по крайней мере, в 5 раз, 4) от рабочего, занятого металлизацией, не требуется никаких производственных навыков, также как не требуется особой выносливости, 5) производительность труда повышается в б — 8 раз, 6) брак по металлизации не превышает 1 — 2%, 7) обеспечивается полная бесперебойность работы и высокое качество металлизации.

Электрический нагревательный прибор для металлизании концов карборундовых стержневых нагревателей, состоящий из гольной или гра фито вой пластины-нагревателя с несколькими ванночками для расплавления металла, о т л ич а ю шийся применением дополнительных двух групп ванночек, одна из которых также расположена в теле пластины и служит для нагрева концов карборундовых нагревателей перед их металлизацией, а другая составлена из карборундовых стаканчиков, соприкасающихся с боковыми поверхностями пластины для уменьшения степени нагрева и служащих для предварительного подогрева концов карборундовых нагре вателей, с целью осуществления ступенчатого нагрева и охлаждения последних, во избежание их растрескивания и обеспечения высокого качества металлизации при упрощении технологического процесса металлизаци и.