19.2.6. Печи графитации

Печи графитации (графитировочные печи) относятся к группе электрических однофазных печей сопротивления прямого нагрева. В настоящее время в промышленности используются две характерные конструкции печей графитации: нормальные (прямые) (или печи Ачесона) и П-образные печи. Наибольшее распространение получили нормальные прямые печи, которые различаются по конструктивному оформлению токоподводящего пакета, пода, способу охлаждения печи и т. д. П-образная печь представляет собой две нормальные печи, расположенные рядом и последовательно соединенные. Нормальные печи работают как на переменном, так и на постоянном токе, П-образные печи применяются только на мощных установках, работающих на постоянном токе.

На рисунке 19.2.6.1 показана конструкция нормальной прямой печи графитации. Печь имеет прочное основание в форме прямоугольного корыта 1 и две торцевые стенки 2. В торцевых стенках созданы проемы для укладки токоподводящих электродных пакетов 3, к которым подводится электрический ток от мощных источников. В основание печи (корыто) набивают специальную подину, состоящую из смеси порошкообразных углеродистых материалов и песка. На подготовленную подину загружают изделия (например, электроды) 4, подвергающиеся графитации. Боковые стенки 5 служат для того, чтобы удержать загрузку печи. Эти стенки разборные, их каждую кампанию разбирают и собирают. Используются также печи с неразборными или



Рис. 19.2.6.1. Графитировочная печь нормальная прямая:
1 – подина; 2 – торцевая стенка; 3 – токоподводящие электроды;
4 – заготовки; 5 – боковые стенки; 6 –теплоизоляционная шихта

с одной неразборной стенкой (в зависимости от удобства обслуживания печи при разгрузке и загрузке). Боковые стенки выкладывают из шамотного кирпича (для печей малых размеров) или из блоков жаропрочного бетона для больших печей.

Электрическая энергия подводится к рабочему объему (керну) при помощи электродов. Токоподводящие электроды, заделанные в торцевую стенку, называют электродным пакетом. Сила тока в современных печах достигает нескольких десятков тысяч ампер, поэтому электродный пакет должен быть составлен из такого числа электродов, чтобы общее их сечение удовлетворяло требованиям по допустимой плотности тока. Чаще всего используются графитированные электроды, т. к. они обладают высокой электропроводимостью и допускают высокие плотности тока (до 12 А/см2). Токопроводящие электроды являются одновременно проводниками электрического тока в печь и проводниками теплоты, идущей из печи, поэтому их орошают водой и устанавливают под небольшим углом, чтобы вода не затекала в стенку. Размеры печи графитации зависят от величины загрузки, а также от геометрических размеров графитируемых изделий. Ниже приведены данные по длине керна и мощности графитировочных печей (табл. 19.2.6.1).

Таблица 19.2.6.1

Характеристики графитировочных печей

Мощность трансформатора, кВ · А

1250

2100

2950

3900

3000

4000

5000

5000

8000

8000

Длина печи по керну, м

6,5

8,0

12,35

17,0

10,0

10,0

10,0

12,0

16,0

20,0

Удельная мощность, кВ · А/м

195

260

220

230

300

400

500

415

500

400

В промышленной практике печи графитации длиннее 20 м (по керну) не строят.