Туннельная электрическая печь

Туннельная электрическая печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21h, 14

121 37 № 7О648

ГССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М. В. Каменцев, Б. П. Лучников и Г. Е. Смирнов

ТОННЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ

Заявлено 18 мая !946 г аа М 3051345401) в Мнннстерство станкостросння

Промышленный способ получения карбида кремня заключается в восстановлении кремневой кислоты (чистых разновидностей кварца или кварцевого песка) углеродом малозольного антрацита или нефтяного кокса по реакции:

SiOg + ЗС - - SiC + 2СО 119200 кал.

Процесс образования карбида кремния протекает в интервале температур 1450 — 1850 . Для получения крупнокристаллического продукга необходима более высокая температура процесса, однако, не превышающая 2200 — 2400, так как при более высоких температурах карбид кремния диссоциирует. Получение карбида кремния ведется в электрической печи сопротивления периодического действия, в которой нагревателем служит выкладываемый из кускового углеродистого материала керн, к концам которого подводится электрический ток. Для подвода тока служат неподвижные токоподводяшие электроды, закрепленные B торцовых стенках печи.

Шихта, состоящая из кварцевого песка (или дробленого кварца) и восстановителя (антрацит, нефтяной кокс) с добавкой опилок для увеличения газопроницаемости, загружается в печь толстым слоем.

При нагревании шихты при помощи керна электрическим током начинается процесс образования карбида кремния и роста кристаллов. По мере накопления слоя карбида кремния реакция замедляется и, наконец, полностью прекращается.

В процессе получения карбида кремния выделяется большое количество горючих газов, энергия которых эквивалентна примерно 60 /О затрачиваемой на процесс электроэнергии. Эти газы сжигаются на поверхности печи. Сжигание газов уменьшает их вредное действие на здоровье работающих, однако при этом значительно повышается температура воздуха в цехе.

:В то же:время очевидна, что тепловая-энергия выделяющихся газов может быть эффективно использована для "интенсификации процесса и .улучшения техно-экономических показателей .устанавки.№ 70б48

В целях использования энергии образующихся в процессе получения> карбида кальция газов предлагается электрическая тоннельная печь.

Нагруженная на тележку шихта перемещается вдоль печи, подвергаясь по мере передвижения предварительному поДогреву в первой зоне печи, термообработке в средней зоне и охлаждению в третьей зоне печи.

При этом, за счет охлаждения материалов в третьей зоне, подогреваегся засасываемый в печь воздух.

На тележке, загруженной шихтой, смонтирована электрическая печ» гипа Ачесона с сопротивлением, питающаяся от се-.и через шины, установленные в средней зоне печи.

Выделяющиеся из шихты горючие газы сжигаются в специально устроенных каналов в средней части тоннеля при смешивании их с воздухом, подогретым в третьей зоне печи.

На фиг. 1 изображен продольный разрез предлагаемой тоннельнои печи; на фиг. 2 — поперечный ее разрез по линии А-А.

Предлагаемая печь имеет печной тоннель 1, смотровой коридор 2, место 8 подвода электрического тока, печную тележку 4, токоподводящие электроды 5, керн 6, ограждение? для шихты 8, толкатель 9, уплотняющие тележки 10, ворота 11, вентилятор 12 для нагнетания холодного воздуха, отверстия 18 для отсоса нагретого воздуха, каналы 14 для подачи нагретого воздуха для сжигания газов, эжекторы 15, отверстия 15 для нагнетания нагретого воздуха в зону нагрева, отверстия 17 для отсоса гсрячих продуктов горения, каналы 18 для пода- и горячих продуктов горения в зону подогрева, каналы 19 для orcoca продуктов горения к дымососам.

При передвижении тележки в тоннеле в первой зоне происходит подогрев шихты теплом, получаемым от с>кигания выделяющихся газов.

При этом принцип противотока создает наилучшие условия использования этого тепла, причем может оказаться целесообразной выкладка шихты в виде брикетов с зазорами или каналами, обеспечивающими первоначально проникновение нагревающихся газов внутрь печи, а затем сжигание и удаление газов, выделяющихся в шихте. Во второй, центральной части тоннеля печь присоединяется к источнику электрического тока и, благодаря выделению дополнительного количества тепла, в печи развивается и завершается процесс образования карбида кремния и роста его кристаллов. Выделяющиеся здесь горючие газы сжигаются за счет подачи в эту зону дозированного количества воздуха, подогретого предварительно в третьей, последней части тоннеля, в которой огключенная от источника электрического тока печь остывает, отдавая запасенное в ней тепло воздуху, подаваемому в регулируемом количестве в конец тоннеля вентилятором 12. Остывшая в последней части тоннеля тележка с печью выходит из него, разбирается, снова загру>каегся из обгонной части рельсового пути в фиксированных местах и возвращается в тоннель для нового цикла работ.

Нагрев печи в конце подогревной части тоннеля может привести к началу реакции восстановления кремневой кислоты углеродом и, следовательно, к выделению окиси углерода. Кроме того, сжигание этого газа наиболее целесообразно производить во второй центральной зон тоннеля, где выделяется минимальное количество газа и в то же время имеют место максимальные потери тепла лучеиспусканием.

Ввиду этого тоннель имеет устройство для организации прямоточного движения газов на участке конца подогревной и всей рабочей част . тоннеля. Для этого служат отверстия 18 и каналы 14, через которые производится отсос подогретого воздуха эжектором 15 (или другим спос бом) и подача его через отверстия 1б в зону горения. Отверстия 17 и каналы И служат для отсоса продуктов горения (также эжектором илц иным способом) и подачи их в подогревную часть печи. Печь имеет так— 4 же устройство для подачи дополнительного количества горючего газа от пос1оянного источника в конец подогревной и в рабочую часть тоннеля.

Предмет изобретения

Редактор H. Л. Леонтьева Техред T. П. Курилко Корректор II А. Евдокимов

Формат бум. 70)(1081/,а

Тираж 220

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский .пер., д. 2/6

Объем 0,35 изд. л.

Цена 7 коп

Поди. к печ. 4,Х-61 г

Зак. 7272

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР, Москва, быстровка, 14, 1. Тоннельная электрическая печь, в которой обрабать1ваемый продукт, нагруженный на тележку, периодически перемещается вдоль тоннеля, подвергаясь рабочей термообработке в средней зоне печи. перва» зона которой используется для предварительного подггрева продукта за счет отходящих газов, и третья является зоной охлаждения и служит для подогрева засасываемого в печь воздуха, отличающаяся тем, что, с целью использования печи для производства карбида кремния и подобных продуктов, на тележке смонтирована загруженная шихтой электрическая печь Лчесона с сопротивлением, присоединяемым к сети через шины, установленные в средней зоне.

2. Тоннельная электропечь по п. 1, отл ич а юща я с я тем, что, с целью использования теплотворной способности выделяющихся из шихты горючих газов, в стенках средней части тоннеля устроены каналы для сжигания в них этих газов за счет смешивания их с воздухом, подогретым в третьей зоне печи.