Спосіб завантаження вуглецевих заготовок у печі прямого графітування за методом кастнера

Реферат: Спосіб завантаження вуглецевих заготовок у печі прямого графітування, що включає послідовне укладання заготовок з контактом сусідніх заготовок по їхніх торцях, розміщення утвореного пакета заготовок між вставками, виготовленими з вуглецевого матеріалу, та приведення кожної зі вставок у контакт з відповідним струмопровідним електродом печі, причому кожну зі вставок виконують у вигляді кільцевого циліндра, порожнину якої заповнюють сипким матеріалом, що має значення тепло- та електропровідності нижчі за відповідні значення вуглецевого матеріалу вставок. UA 108531 U (12) UA 108531 U UA 108531 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до технології та обладнання для оброблення твердого вуглевмісного матеріалу і може бути використана в хімічній і металургійній галузях промисловості, зокрема для одержання високоякісних електродних виробів. Відомий спосіб завантаження вуглецевих заготовок у печі прямого графітування за методом Кастнера, що включає послідовне укладання заготовок з контактом сусідніх заготовок по їхніх торцях, при цьому заготовки з високим та низьким питомим електричним опором чергують між собою та приведення кожної з кінцевих заготовок у контакт з відповідним струмопровідним електродом [пат РФ № 2327636 С2, МПК C01B 31/04, опубл. 27.06.2008]. Цей спосіб включає одночасне оброблення заготовок різного призначення (з високим та низьким питомим електричним опором), що істотно звужує технологічні можливості способу. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого технічного рішення є спосіб завантаження вуглецевих заготовок у печі прямого графітування за методом Кастнера, що включає послідовне укладання заготовок з контактом сусідніх заготовок по їхніх торцях, розміщення утвореного пакета заготовок між вставками, виготовленими з вуглецевого матеріалу, та приведення кожної зі вставок у контакт з відповідним струмопровідним електродом печі [Чалых Е.Ф. Оборудование электродных заводов. - Μ.: Металлургия, 1990. - С. 62, рис. 30]. Недоліком цього способу є істотна неоднорідність температури в кінцевих частинах крайніх заготовок утвореного пакета заготовок, що знижує якість вуглецевих зазначених крайніх заготовок. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити спосіб завантаження вуглецевих заготовок у печі прямого графітування за методом Кастнера, у якому його нове виконання забезпечує зниження перепаду температур в кінцевих частинах крайніх в утвореному пакеті заготовок, а отже підвищення якості оброблених у печі вуглецевих заготовок. Поставлена задача вирішується тим, що в способі завантаження вуглецевих заготовок у печі прямого графітування за методом Кастнера, що включає послідовне укладання заготовок з контактом сусідніх заготовок по їхніх торцях, розміщення утвореного пакета заготовок між вставками, виготовленими з вуглецевого матеріалу, та приведення кожної зі вставок у контакт з відповідним струмопровідним електродом печі, згідно з корисною моделлю, новим є те, що кожну зі вставок виконують у вигляді кільцевого циліндра, порожнину якої заповнюють сипким матеріалом, що має значення тепло- та електропровідності нижчі за відповідні значення вуглецевого матеріалу вставок. У найприйнятніших прикладах реалізації способу після заповнення вставки сипким матеріалом її торці закривають кільцевими заглушками, після чого торці вставки піддають торцюванню для забезпечення їх площинності та паралельності, а як сипкий матеріал застосовують вуглевмісний дріб'язок, сажу, вуглецеву стружку, високотемпературні неорганічні сполуки або їхню суміш. Під час реалізації пропонованого способу електричний струм, що проходить в електричному ланцюзі між струмопровідними електродами ("вставка - пакет вуглецевих заготовок - вставка"), за рахунок наявності електричного опору елементів зазначеного ланцюга, здійснює їхнє нагрівання. При цьому внаслідок особливостей будови цього ланцюга найбільший температурний градієнт по довжині ланцюга зазвичай має місце в крайніх вуглецевих заготовках їхнього пакета (у разі застосування суцільних циліндричних вставок). Застосування вставок пропонованої конструкції зміщує поздовжній градієнт температури з кінцевих заготовок безпосередньо у вставки. У результаті всі оброблені в печі вуглецеві заготовки (у тому числі й крайні) матимуть однорідні властивості по всій їхній довжині, а отже й високу якість. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: - на Фіг. 1 - схему завантаження вуглецевих заготовок у печі прямого графітування за методом Кастнера; - на Фіг. 2 - поздовжній розріз вставки. Спосіб завантаження вуглецевих заготовок у печі 1 прямого графітування за методом Кастнера включає послідовне укладання заготовок 2 з контактом сусідніх заготовок по їхніх торцях, розміщення утвореного пакета 3 заготовок між вставками 4 і 5, виготовленими з вуглецевого матеріалу, та приведення кожної із зазначених вставок 4 і 5 у контакт з відповідним струмопровідним електродом 6 і 7 печі 1 (Фіг. 1). При цьому кожну зі вставок 4 і 5 виконують у вигляді кільцевого циліндра, порожнину якої заповнюють сипким матеріалом 8, що має значення тепло- та електропровідності нижчі за відповідні значення вуглецевого матеріалу вставок 4 і 5 (Фіг. 2), наприклад, вуглевмісним дріб'язком, сажею, вуглецевою стружкою, високотемпературними неорганічними сполуками або їхньою сумішшю. Після заповнення 1 UA 108531 U 5 10 15 вставки 4 (5) сипким матеріалом 8 її торці можуть бути закриті кільцевими заглушками 9, після чого піддані торцюванню для забезпечення їх площинності та паралельності. Спосіб реалізують таким чином. Під час проходження електричного струму в електричному ланцюзі між струмопровідними електродами ("вставка 4 - пакет 3 вуглецевих заготовок 2 - вставка 5") за рахунок наявності електричного опору елементів зазначеного ланцюга (2, 4 і 5) здійснюють їхнє нагрівання. При цьому внаслідок особливостей будови елементів цього ланцюга найбільший температурний градієнт по довжині ланцюга утворюється у вставках 4 і 5. У результаті всі оброблені в печі вуглецеві заготовки 2 (у тому числі й крайні) матимуть однорідні властивості по всій їхній довжині, а отже й високу якість. Так, для порівняння було досліджено чотири варіанти виконання вставок 4 і 5: 1 - порожнистий циліндр; 2 - порожнистий циліндр із серцевиною з обпаленої заготовки; 3 - порожнистий циліндр, заповнений оборотним коксовим дріб'язком фракції + 1-6 мм; 4 - порожнистий циліндр, заповнений сажею. Оцінка ефективності варіантів 1-4 виконання вставки здійснена на основі зіставлення ефективних тепло- та електропровідності вставки завдовжки 340 мм, зовнішнім діаметром 0522 мм і внутрішнім діаметром 0435 мм за середньої масової температури вставки 2500 °C (див. таблицю). 20 Таблиця Значення ефективних теплопровідності й питомого електричного опору вставки № варіанта Суцільна вставка Суцільна вставка графітова випалена 1 2 3 4 25 Ефективна теплопровідність, Вт/(м·К) Ефективний питомий електричний опір, мкОм·м 28 11,3 23 13,2 375,2 24,5 13,3 8,8 36,4 12,5 35,3 36,4 Як видно з таблиці найбільш ефективні варіанти № 3 і № 4 (питомий електричний опір є величною, оберненою електропровідності). При цьому застосування кожної порожнистої вставки з торцевими кільцевими заглушками 9 дає змогу істотно поліпшити їхню експлуатацію за умови заповнення їхньої порожнини дрібнодисперсним сипким матеріалом 8. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 1. Спосіб завантаження вуглецевих заготовок у печі прямого графітування за методом Кастнера, що включає послідовне укладання заготовок з контактом сусідніх заготовок по їхніх торцях, розміщення утвореного пакета заготовок між вставками, виготовленими з вуглецевого матеріалу, та приведення кожної зі вставок у контакт з відповідним струмопровідним електродом печі, який відрізняється тим, що кожну зі вставок виконують у вигляді кільцевого циліндра, порожнину якої заповнюють сипким матеріалом, що має значення тепло- та електропровідності нижчі за відповідні значення вуглецевого матеріалу вставок. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що після заповнення вставки сипким матеріалом її торці закривають кільцевими заглушками, після чого торці вставки піддають торцюванню для забезпечення їх площинності та паралельності. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що як сипкий матеріал застосовують вуглевмісний дріб'язок, сажу, вуглецеву стружку, високотемпературні неорганічні сполуки або їхню суміш. 2 UA 108531 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3