Пічна установка для графітизації вуглецевих заготовок

Реферат: Пічна установка для графітизації вуглецевих заготовок містить групу печей, кожна з яких включає подину для розміщення колон послідовно укладених вуглецевих заготовок, розділену внутрішньою перегородкою в подовжньому напрямку печі на камери, обмежені боковими стінками, передніми і задніми торцями, в які рухомо встановлені струмопровідні графітові блоки, що контактують з головним модулем введення електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок, який виконаний з можливістю переміщення уздовж передніх торців групи печей графітизації, та складається щонайменше з одного випрямляча низького струму, що з'єднаний щонайменше з одним живильним трансформатором, а також двох пар гідроциліндрів, що забезпечують зусилля прямого і зустрічного стиску колон заготовок, та струмопровідних мідних пластин, при цьому головний модуль з'єднаний за допомогою роз'ємно-фіксувальних механізмів і комплекту стягуючих балок із замикаючим модулем передачі електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок. Замикаючий модуль передачі електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок виконаний з можливістю переміщення уздовж задніх торців групи печей графітизації та оснащений струмопровідними мідними пластинами з гнучкою електричною перемичкою між ними і пластинами передачі зусилля стиску на рухомо встановлені струмопровідні графітові блоки. UA 96413 U (12) UA 96413 U UA 96413 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до електродної галузі промисловості, зокрема до конструкцій печей подовжньої графітизації для виробництва графітованих виробів. Відома пічна установка для подовжньої графітизації електродів, що складається з групи печей, джерела струму, механіки печі, вимірювальних і регулюючих пристроїв [Соседов В.П., Чалых Ε.Φ. Графитация углеродистых материалов. Μ.: Металлургия, 1987 г., - с. 117]. Кожна піч, що являє собою подовжену ванну, у центрі якої укладають колону з послідовно з'єднаних електродів, складається з подини, двох торцевих і двох бокових стінок. У торцеві стінки вбудовані елементи для введення й ущільнення електродів, що підводять струм. На одній стороні печі електроди, що підводять струм, виконані рухомими для компенсації зміни довжини колони в процесі графітизації. На іншій стороні печі електроди змонтовані жорстко і з'єднані графітовою перемичкою. Завантажені в піч електроди засипають теплоізоляційною пересилкою. Пічна механіка, що забезпечує з'єднання між алюмінієвими шинами і електродами, що підводять струм, та яка створює тиск у колоні електродних заготовок, змонтована на візку як рухомий вузол для можливості переміщення від печі до печі. Недоліками відомої установки є відсутність рівномірної сили стиску контактних поверхонь вуглецевих заготовок при їх стисненні гідроциліндрами тільки з одного боку, що приводить до зниження якості графітованих виробів, а також тривалих простоїв пічної установки у випадку злому графітової перемички. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, є "Пічна установка по Кастнеру для графітизації вуглецевих виробів" по патенту Німеччини № 10244351 від 24.09.02 р., опуб. 01.04.04 p., відповідно до якого електричну потужність вводять в колони заготовок, які графітують, за допомогою пристрою живлення у вигляді візка, що переміщається уздовж торців пічної секції. На візку живлення знаходиться електричний вивід до трансформатора. Для підтиснення колон заготовок на візку змонтовані чотири гідроциліндри, два з яких працюють на прямий стиск колон у напрямку від переднього торця печі до заднього, а два - на створення зустрічного зусилля стиску через спеціальні стаціонарні стяжки, розташовані уздовж печі по обидва боки бокових стінок. З боку заднього торця печі ці стяжки кріплять до індивідуальної для кожної печі станини, на якій змонтовано упори, що стискають колони заготовок зустрічним зусиллям у напрямку від заднього торця до переднього за рахунок роботи гідроциліндрів і стяжок. Недоліком відомої конструкції є необхідність облаштування для кожної печі індивідуальної станини, що спричиняє складність обслуговування станин в умовах безперервного виробництва, тобто при поруч працюючих печах, і виникнення тривалих простоїв пічної установки у випадку виходу з ладу станин, а також істотні витрати на їхнє виготовлення, монтаж і переналагодження. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення надійності роботи пічної установки, безпеки ремонту й обслуговування, а також зниження витрат на первинну комплектацію виробництва устаткуванням і його утримання при експлуатації. Поставлена задача вирішується тим, що пічна установка для графітизації вуглецевих заготовок включає групу печей, головний модуль введення електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок, який з'єднаний комплектом стягуючих балок за допомогою роз'ємнофіксувальних механізмів із замикаючим модулем передачі електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок. При цьому головний модуль виконаний з можливістю переміщення уздовж передніх торців групи печей, а замикаючий модуль виконаний з можливістю переміщення уздовж задніх торців групи печей. Кожна піч включає подину для розміщення колон послідовно укладених вуглецевих заготовок, розділену внутрішньою перегородкою в подовжньому напрямку печі на камери. Камери обмежені боковими стінками, передніми і задніми торцями, в які рухомо встановлені струмопровідні графітові блоки, що контактують з головним модулем. Головний модуль складається з, щонайменше одного випрямляча низького струму, який з'єднаний щонайменше з одним живильним трансформатором, а також струмопровідних мідних пластин, що контактують з рухомо встановленими графітовими блоками печі, та двох пар гідроциліндрів, які забезпечують зусилля прямого і зустрічного стиску колон заготовок. Замикаючий модуль містить рухомий блок, оснащений Струмопровідними мідними пластинами з гнучкою електричною перемичкою між ними та пластинами передачі зусилля стиску на рухомо встановлені графітові блоки. Стягуючі балки призначені для забезпечення надійного електромеханічного контакту і рівномірного розподілу зусилля стиску в колонах заготовок. Конструкція комплектів стягуючих балок, а також їхня кількість визначаються варіантом виконання: 1 UA 96413 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1) індивідуальні стаціонарні для кожної печі комплекти - кожен комплект складається з двох пар розташованих одна над іншою балок, при цьому одна пара балок розміщена уздовж однієї бокової стінки печі графітизації, а друга уздовж іншої бокової стінки печі; у цьому випадку кількість застосовуваних комплектів відповідає кількості печей установки; 2) комплекти для обслуговування двох суміжних печей, що складаються з однієї пари розташованих одна над іншою стягуючих балок, застосування такого комплекту дозволяє скоротити кількість стягуючих балок удвічі; 3) щонайменше один переносний комплект, що складається з двох пар розташованих одна над іншою балок, який обслуговує всю групу печей установки, комплект переносять за допомогою вантажопідйомного механізму від печі до печі. Корисна модель пояснюється кресленнями, на яких представлені: - фіг. 1 - загальний вигляд збоку пічної установки для графітизації вуглецевих заготовок; - фіг. 2 - пічна установка для графітизації вуглецевих заготовок, вигляд зверху; - фіг. 3 - замикаючий модуль передачі електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок, вигляд збоку; - фіг. 4 - замикаючий модуль передачі електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок, вигляд зверху; - фіг. 5 - варіант виконання індивідуального стаціонарного комплекту стягуючих балок для кожної печі, вигляд зверху; - фіг. 6 - варіант виконання переносного комплекту стягуючих балок, вигляд зверху. Пічна установка складається з групи печей 1, головного модуля 2 введення електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок, замикаючого модуля 3 передачі електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок, а також комплекту стягуючих балок 4а, 4б, 4в. Кожна з печей графітизації П1, П2, … Пn складається з подини, розділеної внутрішньою перегородкою в подовжньому напрямку печі на камери, бокових стінок, переднього торця 5 і заднього торця 6. Передні і задні торці аналогічні по конструкції і мають спеціальні "вікна" по осі печі для струмопровідних графітових блоків 7. Кожний із блоків 7 встановлюють у "вікна" таким чином, щоб частина блоку була розміщена усередині, а частина - за межами печі графітизації П1, П2, … Пn. Головний модуль 2 являє собою дві платформи 8, на одній з яких змонтований агрегат живлення 9, що складається з щонайменше одного випрямляча низького струму і щонайменше одного живильного трансформатора, а на іншій - пристрій введення електричної потужності і підтискання 10. Пристрій 10 складається із струмопровідних мідних пластин 11, двох гідроциліндрів 12, що забезпечують зусилля прямого стиску колон заготовок, і двох гідроциліндрів 13, що забезпечують зустрічний стиск. Платформи 8 з'єднані жорстким зв'язком і виконаніз можливістю спільно переміщатися від печі до печі уздовж їхніх передніх торців 5, кожна по власних рейкових шляхах 14. Замикаючий модуль 3 передачі електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок 15 являє собою блок 16, який виконаний ковзним у напрямку до задніх торців 6 печей та встановлений на платформі 17. Платформа 17 виконана з можливістю переміщення по власному рейковому шляху 14 уздовж лінії задніх торців 6. Блок 16 складається зі струмопровідних мідних пластин 18 із гнучкою електричною перемичкою 19 між ними та пластин передачі зусилля стиску 20 на струмопровідні рухомо встановлені графітові блоки 7. Комплект стягуючих балок 4а, 4б, 4в встановлений на електрично ізольованих опорах 22 уздовж бокових стінок печей і з'єднаний із головним 2 і замикаючим 3 модулями за допомогою роз'ємно-фіксувальних механізмів 21. Для переносного варіанту виконання комплекту стягуючих балок додатково використовують знімні поперечні перемички 23 для можливості транспортування комплекту вантажопідйомним механізмом. Пічна установка для графітизації вуглецевих заготовок працює в такий спосіб. Заготовки 15, призначені для графітизації, укладають колонами в камери печі П 1, П2, … Пn на теплоізоляційну пересилку на подині печі між струмопровідними графітовими блоками 7, що встановлені в торцях печі. Платформи 8 головного модулю 2 і платформу 17 замикаючого модулю 3 позиціонують навпроти одна одної по осі печі, яка підготовлена до роботи. Комплект стягуючих балок 4а, 4б, 4в фіксують в роз'ємно-фіксувальних механізмах 21 головного і замикаючого модулів, створюючи жорстку рамочну конструкцію "головний модуль - піч - замикаючий модуль". У такому стані пічна установка готова до роботи. Для здійснення процесу графітизації струм низької напруги від випрямляча агрегату живлення 9 надходить через систему електрокабелів на струмопровідну мідну пластину 11 головного модулю 2, від неї - на торцевий струмопровідний графітовий блок 7 переднього торця 5 печі і далі в колону заготовок першої камери печі. Електричний ланцюг замикається через 2 UA 96413 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 графітові блоки 7 заднього торця 6 печі за допомогою мідних пластин 18 і перемички 19 замикаючого модулю 3, колону заготовок у другій камері печі, графітовий блок 7 переднього торця 5 печі і другу мідну пластину 11 головного модулю 2. При цьому головний і замикаючий модулі по заданому алгоритму виконують механічне підтискання вуглецевих заготовок. Стягуючі балки 4а, 4б, 4в приймають зусилля, що створюється відповідною парою гідроциліндрів 12 головного модулю 2, і через жорсткий зв'язок із замикаючим модулем 3, за допомогою другої пари гідроциліндрів 13 головного модулю 2, створюють зустрічне зусилля стиску колон заготовок у камерах печей графітизації. Під дією електричної потужності відбуваються розігрів і графітизація вуглецевих заготовок. Після досягнення в заготовках температури графітизації 2800-3000 °C піч відключають від подачі електричної потужності. Комплект стягуючих балок 4а вивільняють з роз'ємнофіксувальних механізмів 21 і переключають на суміжну піч, до якої переміщають головний 2 і замикаючий 3 модулі. При переносному варіанті комплекту стягуючих балок 4в виконують переміщення комплекту за допомогою вантажопідйомного механізму до підготовленої печі. Потім переносний комплект приєднують до роз'ємно-фіксувальних механізмів 21 головного 2 і замикаючого 3 модулів, які зайняли робочі положення біля підготовленої до роботи печі (фіг. 6). При застосуванні для кожної печі індивідуального стаціонарного комплекту стягуючих балок 4б виконують від'єднання модулів від комплекту відключеної печі і приєднання модулів до комплекту наступної підготовленої до роботи печі (фіг. 5). Конструкція пічної установки, що заявляється, із замикаючим модулем, який виконаний з можливістю переміщення уздовж задніх торців групи печей, і комплектом стягуючих балок дозволяє підвищити надійність і безпеку експлуатації пічної установки, а також проводити ремонт і обслуговування замикаючого модулю поза зоною працюючих печей графітизації, наприклад, на спеціальній площадці, якою закінчуються рейкові шляхи модулю. Використання двох замикаючих модулів, які виконані з можливістю переміщення, забезпечує безперебійну експлуатацію всієї групи печей установки; крім того, дозволяє значно знизити капітальні витрати на будівництво пічної установки і наступні витрати на її експлуатацію. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Пічна установка для графітизації вуглецевих заготовок, що містить групу печей, кожна з яких включає подину для розміщення колон послідовно укладених вуглецевих заготовок, розділену внутрішньою перегородкою в подовжньому напрямку печі на камери, обмежені боковими стінками, передніми і задніми торцями, в які рухомо встановлені струмопровідні графітові блоки, що контактують з головним модулем введення електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок, який виконаний з можливістю переміщення уздовж передніх торців групи печей графітизації, та складається щонайменше з одного випрямляча низького струму, що з'єднаний щонайменше з одним живильним трансформатором, а також двох пар гідроциліндрів, що забезпечують зусилля прямого і зустрічного стиску колон заготовок, та струмопровідних мідних пластин, при цьому головний модуль з'єднаний за допомогою роз'ємно-фіксувальних механізмів і комплекту стягуючих балок із замикаючим модулем передачі електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок, яка відрізняється тим, що замикаючий модуль передачі електричної потужності і підтискання вуглецевих заготовок виконаний з можливістю переміщення уздовж задніх торців групи печей графітизації та оснащений струмопровідними мідними пластинами з гнучкою електричною перемичкою між ними і пластинами передачі зусилля стиску на рухомо встановлені струмопровідні графітові блоки. 2. Пічна установка для графітизації вуглецевих заготовок за п. 1, яка відрізняється тим, що містить між кожними двома суміжними печами комплект стягуючих балок, що складається з пари розташованих одна над іншою балок. 3. Пічна установка для графітизації вуглецевих заготовок за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна піч графітизації оснащена стаціонарним комплектом стягуючих балок, який складається з двох пар розташованих одна над іншою балок, при цьому одна пара балок розміщена уздовж однієї бокової стінки печі графітизації, а друга - уздовж іншої бокової стінки печі. 4. Пічна установка для графітизації вуглецевих заготовок за п. 1, яка відрізняється тим, що містить комплект стягуючих балок з двох пар розташованих одна над іншою балок, при цьому одна пара балок розміщена уздовж однієї бокової стінки печі графітизації, а друга - уздовж іншої, та з'єднані знімними поперечними перемичками для транспортування комплекту. 3 UA 96413 U 4 UA 96413 U 5 UA 96413 U 6 UA 96413 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7