Погружной электронагреватель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтеинх

Соцнапнстнчаеинх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii 907877 (6! ) Дополнительное к авт. свив-ву (22) Заявлено 280580 (21) 2931313/24-07 с присоединениен заявки М (23 ) Приоритет

Опубликовано 230282. Бюллетень М 7

Дата опубликования описания 230282 (53)NL. Кл, Н 05 В 3/78

ГовударетеапвВ квинтет

СССР вв делен изобретения н вткрытвй (53) УДК 621.365, .414.3.036. . 663 (088. 8) Б.Х.Хан, Б.А.Кириевский, Н.И.Назаренко, К;П.Булатов, В.И.ГЮль, В.В 11айоров и Л.П.Миронов,,-.

i

Институт проблем литья AH Украинской CCP (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПОГРУЖНОИ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротермии жидких металлических и соле— вых расплавов и может быть использовано в металлургии, химии, машиностроении при нагреве агрессивных металлических расплавов,.например, цинка, алюминия или расплавов хлористых солей.

Известны погружные нагреватели для разогрева высокотемпературных и агрессивных сред, в которых использован токопровод иэ пиролитического графита с кристаллической осью, перпендикулярной оси нагревателя, электроды покрыты .токопроводящим защитным материаломт нагревательный элемент расположен в нижней части оболочки из очищенного графита (1).

Однако невысокий предел температур эксплуатации, связаннктй с применением графитовых защитных оболочек, которые окисляются при температуре выше 500 С, снижает надежб ность их работы.

Наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому является погружной электронагреватель для агрессивных сред, содержащий оболочку, выполненную иэ двух герметично соединенных элементов, один из которых выполнен иэ высокотеплопроводного материала, а второй из теплоиэолируюшего термостойкoro материала, например, литого калиеI0 вого фторфлогопита, установленный внутри оболочки нагревательный элемент и токоподводы (2J °

Недостатком известного нагревателя является значительная трудоем15 кость изготовления нагревателя, связанная с выполнением сложной механической обработки деталей из графита и плавленолитого материала на основе

20 фторфлогопита с изготовлением специальногоо ток оподводящег о г ерметизирующего стакана, а также с необходимостью пропитки электродного графита металлофосфатом, преждевременное

90787 коррозионно-эрозиоиное разрушение оболочки нагревателя в зоне соедине" ния заглубленной и выступающей частей, что уменьшает долговечность работы нагревателя, а также наличие воздушных прослоек-зазоров между нагревателем, токоподводом и защитной оболочкой, снижающих интенсивность суммарной теплопередачи нагревателя. 10

Цель изобретения — снижение трудоемкости изготовления электронагревателя, повышение эксплуатационной стойкости и эффективности его работы.

Поставленная цель достиг ается 15 тем, что в известном нагревателе элементы оболочки расположены коаксиально по всей длине нагревателя, причем элемент оболочки, выполненный из высокотеплопроводного материала, 20 например, металла, охватывает второй, элемент оболочки, его толщина составляет 0,01-0,1 от толщины второго элемента, а один из токоподводов замоноличен во втором элементе оболочки

На чертеже изображен погружной электронагреватель, разрез.

Погружной электронагреватель состоит из элемента оболочки 1, нагре- 30 вательного элемента 2, верхнего токоподвода 3, нижнего токоподвода 4, контакта 5 и второго элемента оболочки 6.

Элемент оболочки 1 отлит из слюдокристаллического материала. В качестве нагревательного элемента 2 служит карборуццовый стержень. Bepzний токоподвод 3 изготовлен из листовой нержавеющей стали 10Х18Н9Т. щ0

Нижний токоподвод изготовлен из проволоки укаэанной стали и залит в корпус нагревателя. Контакт 5 выполнен иэ меди или ее сплавов. Второй элемент оболочки 6 выполнен из метал- 5 ла.

Погружной электронагреватель работает следующим образом.

Нагреватель выводится на рабочий режим плавно в течение 3,5-5 ч. Вна50 чале на нагревательный элемент 2 от трансформатора через верхний токоподвод 3, нижний токоподвод 4 и контакт 5 падается минимальное напряжение, которое в процессе разогрева элемента оболочки 1 постоянно увеличивается. При достижении его температуры на 100-150 С ниже рабо—

7 чей температуры плавления устанавливается максимальное рабочее напряжение и нагреватель погружается в расплав. Уровень расплава должен быть на 150-200 мм ниже уровня элемента оболочки из металла 6.

Дальнейшее расплавление и поддержание рабочей температуры в процессе эксплуатации агрегата происходит за счет погружения нагревателей.

Элемент оболочки 6 смягчает термоудар при погружении нагревателя в расплав, а также предохраняет наиболее опасное место — место контакта жидкого расплава — воздушная среда.

Выполнение внутреннего элемента оболочки электронагревателя цельным из плавленолитого слюдокристаллического материала снижает трудоемкость его изготовления поскольку отпадает необходимость в механической обработке, в стыковке и подгонке- двух половин корпуса и повышает эксплуатационную стойкость и надежность работы электронагревателя.

Установлено, что стойкость литьевой поверхности слюдокристаллического материала формируется за счет контакта с линейной формой в 2-3 раза выше, чем механически обработанной поверхности того же самого материала. Таким образом, обеспечивается уменьшение трудоемкости изготовления электронагревателя и повышается долговечность его работы за счет устранения стыка опасного с точки зрения низкой коррозионной стойкости и возможного проникновения расплава.

Выбор толщины элемента оболочки

6 обусловлен следующим. Увеличение толщины свыше 0,1 мм толщины стенки корпуса нагревателя нецелесообразно, так как защитное действие ее не улучшается, а технологический процесс нанесения существенно усложняется. Уменьшение толщины менее

0,0! мм не оказывает эффективного воздействия на уменьшение термического удара при погружении электронагревателя в расплав, к тому же при такой толщине оболочки технологически возможны оголенные участки.

Конструкция нагревателя проста в изготовлении, так как отсутствует механическая обработка, обеспечивает надежность и долговечность работы нагревателя эа счет нанесе50

Формула изобретения

Погружной электронагреватель для. агрессивных сред, содержащий оболочку, выполненную иэ двух герметично соединенных элементов, один из которых выполнен из высокотеплопроводного материала, а второй из теплоизолирующего термостойкого материала, например, литого калиевого фторфлогопита, установленный внутри оболочки нагревательный элемент и

5 9078 ния защитного слоя материала, поддерживаемого в процессе эксплуатации. Только за счет увеличения долговечности эксплуатации нагревателя с учетом стоимости его около 200 р экономический эффект по УТИК соста- вит более 17 тыс.руб. в год.

77 6 токоподводы, отличающийся тем, что, с цел ю повышения эксплуатационной стойкости, надежности и упрощения изготовления нагревателя, элементы оболочки расположены коаксиально по всей длине нагревателя, причем элемент оболочки, выполненный из высокотеллопроводного материала, например, металла, охватывает второй элемент оболочки, его толщина составляет 0,01-0,1 от толщины вто:рого элемента, а один из токоподводов замоноличен во втором элементе оболочки, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3665155, кл. 219-335, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 604197, кл. Н 05 В 3/78, 1976.