Электрические печи сопротивления

Содержание

Электрические печи сопротивления

В современной промышленности и наукоемких областях активно применяются электрические печи сопротивления. Для осуществления нагрева в них используется энергия электрического тока. Нагреватели для данных печей изготавливаются из проволоки и ленты. Производят их преимущественно из нихрома и фехраля.

По сути, печи сопротивления – это футерованная (от слова футеровка, что означает облицовка внутренней поверхности огнеупорными и теплоизоляционными материалами) камера с расположенными в разных конфигурациях проволочными и/или ленточными элементами. Выделение тепла происходит в нагревателе, а затем передается нагреваемому предмету/тепловоспринимающей поверхности.

Основные элементы печей сопротивления

  • рабочая камера;
  • дверца камеры, которой закрывается отверстие;
  • слой огнеупорной кладки (фактически, это облицовка внутренней поверхности рабочей камеры. Иначе ее называют футеровкой);
  • нагревательные элементы;
  • слой теплоизоляционного материала;
  • механизмы погрузки/разгрузки изделий.

Рабочая камера — это, по сути, сердце печи сопротивления (независимо от того, к какому типу она принадлежит). В ней выполняются процессы обработки изделий. И в ней же находятся все важные составляющие данного устройства (нагревательные элементы, огнеупортная кладка и т.д.).

Поскольку в печах сопротивления имеются зоны с достаточно высокой температурой, например, более 1500 градусов Цельсия, то, помимо традиционно применяемых электротехнических и конструктивных материалов, в них используют огнеупорные составляющие, способные сохранять свои свойства при заданном температурном режиме. В данном случае эти материалы формируют огнеупорную кладку (внутреннюю часть футеровки печи).

  • устойчивость к высоким температурам. Это значит, что по-настоящему огнеупорный материал не плавится и не теряет форму под воздействием температур выше 1580 градусов Цельсия.
  • способность выдерживать механические нагрузки в условиях высоких температур. Это означает, что огнеупорный слой кладки должен быть достаточно прочным для того, чтобы на нем можно было укрепить нагревательные элементы.
  • устойчивость к колебаниям и перепадам температур.
  • низкая проводимость электроэнергии. В таких печах огнеупорный материал является своего рода электрическим изолятором, поскольку на внутренней поверхности огнеупорной кладки располагаются нагревательные элементы.
  • незначительная теплопроводность. В данном случае наблюдается закономерность: чем меньше показатель теплопроводности, тем проще выполнить кладку печи без значительного увеличения толщины стен.
  • шамот;
  • динас;
  • хромомагнезит.
  • диатомит;
  • перлит;
  • зонолит;
  • минвата;
  • шлаковая вата.
  • не окисляются при высоких температурах;
  • жаропрочные;
  • обрабатываемые.

Но это не все требования к материалам. Они также должны обладать следующими свойствами: Высокие показатели удельного сопротивления. При низком сопротивлении нагреватель, который получает питание от сети 380 либо 220 В, получается слишком длинным. При этом он имеет малое сечение. В связи с этим его нелегко расположить в печи. Помимо этого, нагреватели с малым сечением недолговечны. Материал для нагревательных элементов не должен повышать сопротивление при длительной эксплуатации. Такой процесс «старения» нагревателя приводит к снижению мощности печи.

  • спиральные;
  • трубчатые (ТЭНы);
  • зигзагообразные;
  • ленточные.

Как правило, нагреватели изготавливают из сплавов с высоким электрическим сопротивлением.

Механизмы для загрузки и разгрузки изделий могут быть управляемы специальным электронным блоком с индикацией. Это значительно упрощает процесс работы.

Виды печей сопротивления: классификация

  • Термические печи для термической и термохимической обработки различных материалов (стекла, пластмассы, металла, керамики, металлокерамики и т.д.);
  • Плавильные печи. Они предназначены для плавки легкоплавких цветных металлов;
  • Сушильные печи. Данные устройства применяются для сушки лакокрасочных покрытий, литейных форм и т.д.
  • низкотемпературные (600-650 градусов Цельсия);
  • среднетемпературные (700-1250 градусов Цельсия);
  • высокотемпературные (выше 1250 градусов Цельсия).

По характеру функционирования данные устройства разделяют на печи периодического действия (садочные) и печи непрерывного действия (методические). Устройства второго типа отличает циклический механизм работы. В течение всего времени, пока нагреваемый предмет находится внутри печи, он не меняет своего положения.

В методических печах нагреваемые предметы непрерывным потоком проходят печь, и в течение этого времени они нагреваются по заданному закону. Данные устройства отличаются большей производительностью, нежели садочные печи. В связи с этим их зачастую используют в массовых поточных производствах.

  • камерные;
  • колпаковые;
  • элеваторные;
  • шахтные;
  • колодцевые;
  • печи-электрованны.
  • барабанные;
  • конвейерные;
  • толкательные;
  • протяжные;
  • рольганговые;
  • карусельные.

Классификация печей сопротивления по конструктивным особенностям

Печи периодического действия могут иметь различную конструкцию. Данные устройства используются в мелкосерийном производстве. Их виды были перечислены в предыдущем разделе. Расскажем подробнее о каждом из них.

Камерные печи

  • формирует рабочее пространство печи сопротивления;
  • несет нагреватели и загружаемые в камеру изделия.

Теплоизоляционные материалы снижают потери тепловой энергии.

Изделия можно загружать в печь вручную либо с использованием крана. Помогут в этом деле загрузочные механизмы. Их следует монтировать перед дверцей печи. При высокой производительности и для тяжелых по весу загрузок выпускаются модели печей, в которых операции загрузки и выгрузки изделий механизированы. Температура в них регулируется благодаря электронному блоку управления с цифровой индикацией температуры. Последний не встроен в печь, а представляет собой отдельный агрегат, но при этом взаимодействующий с вмонтированной в камеру печи термопарой.

Главный минус использования немеханизированных камерных печей сопротивления – трудная загрузка и выгрузка изделий. Между тем тепловой КПД электропечей в значительной степени зависит от технологических операций. Но, как правило, он не превышает 65-70%.

Шахтные печи

  • ручным;
  • пневматическим;
  • электромеханическим;
  • гидравлическим.

В моделях шахтного типа устанавливаются нагревательные элементы из сплавов высокого сопротивления. Те электропечи, которые имеют глубокие камеры (более 600 мм), являются многозонными устройствами. При необходимости шахтные модели оснащают печными вентиляторами. Такая мера бывает нужна, например, при работе с контролируемыми атмосферами.

Шахтная печь

Колпаковая печь

  • Муфель. Представляет собой огнеупорный сосуд, вставляемый в камеру печи для обжига помещенных в него изделий. Данный элемент применяется в том случае, если нужна термическая обработка в защитной среде или вакууме.
  • Футерованный нагревательный колпак;
  • Колпак ускоренного охлаждения.

В стендах монтируют печные вентиляторы. В электропечах с защитной средой также имеются песочные затворы. Электрическую энергию подводят к стенду печи, а нагревательные элементы колпака подключают посредством контактных соединений. Надежной и точной посадка получится, если применить направляющие стойки. К слову сказать, один нагревательный колпак способен обслуживать несколько стендов.

Колпаковая промышленная печь

Колпаковая промышленная печь

Печь с выдвижным подом

Электропечи, оснащенные выдвижным подом, — это механизированная модификация камерных печей. Под устройства представляет собой футерованную тележку, в которую загружаются изделия. В таких печах нагреватели размещаются на стенках печной камеры и на самом поду (т.е. футерованной тележке). Электроэнергия к подовым нагревателям подводится через контактные приборы либо посредством гибких кабелей. Печи сопротивления с выдвижным подом используют для отжига изделий крупных размеров.

Лабораторная печь с выдвижным подом

Лабораторная печь с выдвижным подом

Элеваторная печь

Электрические печи элеваторного типа также оснащаются выдвижным подом, который поднимается в камеру посредством специального подъемного стола. Такие печи сопротивления используют в целях отжига изделий из чугуна.

Читать статью  Виды и назначение камерных печей

Элеваторная печь

Электрическая печь-ванна

Такие печи используются в целях термообработки ответственных длинномерных и тонкостенных изделий из металла в частном и мелкосерийном производстве. Нагрев в этих устройствах выполняется за счет жидких теплоносителей.

Внешне электрическая печь-ванна похожа на шахтную печь, но в ней встроена в рабочее пространство ванна. В современной промышленности востребованы электродные соляные ванны. Их преимущество в том, что в них выполняется одновременно быстро и равномерно безокислительный нагрев изделий. Подбором состава солей возможно проведение термохимической обработки. Речь идет о цементировании, азотировании, борировании и т.п.).

Для методических печей характерно перемещение изделий в направлении от загрузочного проема к разгрузочному во время нагрева. Рассмотрим виды этих устройств.

Барабанная электропечь

  • барабана;
  • поворотной рамы с приводом вращения барабана;
  • камеры нагрева;
  • основания печи;
  • устройства загрузки со шнековым питателем;
  • разгрузочного устройства;
  • домкрата;
  • уплотнителя;
  • шкафа управления;
  • площадки обслуживания.

Барабан нужен для сушки и перемещения нагреваемых изделий от загрузочной зоны к разгрузочной. Внешне он похож на трубу. Внутренняя поверхность первой зоны барабана оснащена прямыми лопастями, которые способствуют равномерному распределению массы по всему объему барабана. Находящиеся в других четырех зонах барабана лопасти загнуты. Это улучшает качество распределения.

В пятой зоне барабана есть место, предназначенное для загрузки мелющих тел. Камера – это металлическая конструкция, футерованная с внутренней стороны шамотно-волокнистым материалом. Она оснащена по бокам стенками, которые обеспечивают доступ к нагревательным элементам камеры. Сами нагреватели размещаются на дне и боковых стенках. Они производятся из алюмо-хромо-железистого сплава, например фехрали Х23Ю5Т. По длине в камере функционируют 5 температурных зон. Устройство загрузки со шнековым питателем предназначено для загрузки изделий. Разгрузочное устройство оснащено вибратором. Оно присоединяется к барабану с той стороны, с которой осуществляется выход уже обработанных изделий. Шкаф управления изготавливается в отдельном корпусе. В нем бывает вмонтирована электроаппаратура. Данное оборудование обеспечивает управление механизмами печи сопротивления.

Барабанная печь

Карусельная печь

Они оснащены кольцевым вращающимся подом. На него через проем загрузки выполняется подача материала, подлежащего обработке. В процессе перемещения изделий происходит их нагрев. После того, как будет выполнен почти полный оборот их перемещений, готовые продукты выгружаются через проем разгрузки.

Карусельная печь

Протяжные печи

Электропечи этого вида применяются в целях термообработки изделий из черных и цветных металлов (проволоки, ленты и т.д.). Материалы в такой печи сопротивления перемещаются методом протяжки от специальных протяжных или намоточных устройств, размещенных перед проемами загрузки и разгрузки. Протяжные электропечи сопротивления производятся как вертикальными, так и горизонтальными. Также выпускаются и башенные модели данных устройств.

Протяжная печь

Способы измерения температур

  • термометрия (для определения температур до 2500 градусов Цельсия);
  • пирометрия (для более высоких температур).

В соответствии с этими показателями используемые для определения температуры устройства получили название термометры и пирометры.

Термометры сопротивления

В них используется зависимость от температуры электрического сопротивления чувствительного элемента ( датчика). В комплект термометра входят датчик и измерительное устройство. Последнее служит для определения сопротивления чувствительного элемента. Для определения температуры служит также разновидность омметра, который градуирован в градусы Цельсия.

  • Высокий и постоянный ТКС (температурный коэффициент сопротивления). Это нужно для обеспечения чувствительности и линейности характеристики прибора.
  • Устойчивость физических и химических свойств в условиях высоких температур (во время нагрева).
  • Высокое удельное электрическое сопротивление. Данное свойство определяет сведение к минимуму неточностей в измерении, что бывает обычно связано с колебаниями показателей сопротивления измерительных проводов.

На практике предъявляются жесткие требования к данным показателям. Лишь два металла соответствуют им по своим характеристикам. Это медь и платина.

Термоэлектрические преобразователи (ТП)

    . Это чувствительный элемент.
  • Измерительное устройство. Необходимо для реагирования на напряжение термопары.
  • Соединительные провода.

Термопару образуют два разнородных термоэлектрода, которые спаянны в точке 1. Это и есть конец термопары. Он размещается в ту область, где требуется измерение температуры. Точки 2 и 3 представляют собой холодный или свободный конец термопары. В них температура одинаковая. Следует отметить, что ЭДС, вырабатываемая термопарой, не зависит от размеров и формы электродов, а также от материала, из которого изготовлены соединительные провода. Здесь наблюдается зависимость лишь от температуры горячего и холодного конца, а еще от материала термопары. Это нелинейная кривая. Для термопар различных типов данные кривые стандартизированы. Учитывая, что в реальных условиях температура рабочего конца довольно редко равняется 0 градусам Цельсия, процедура определения температуры с помощью термоэлектрического пирометра должна проводиться с предварительным введением поправки на температуру свободных концов (термокомпенсация).

  • Иметь высокую термоЭДС и линейную градуировочную кривую;
  • Сохранять свои химические и физические качества под воздействием высоких температур;
  • Отличаться высокой электропроводностью;
  • Иметь низкие показатели инерционности;
  • Воспроизводиться в больших количествах, вместе с тем сохраняя в неизменном виде свои физические качества.
  • платинородий;
  • сплав никель-кобальт;
  • кремний-алюминий.

А это значит, что при работе с ними не придется вводить поправку на температуру свободных концов.

Термоэлектрические преобразователи

Пирометры излучения

Эти приборы используют зависимость величины и спектра излучения от температуры данного тела. Они нужны, когда не рекомендуется либо невозможен прямой контакт датчика температуры и объекта измерения. Подобные ситуации возникают при очень высокой температуре объекта измерения либо при его нахождении в агрессивных условиях. Применение пирометров необходимо также для определения температуры подвижных объектов. Энергия, излучаемая телом, характеризуется коэффициентом лучеиспускания. Это показатель оптических качеств тела. Самым высоким коэффициентом излучения характеризуется абсолютно черное тело.

У разных объектов – различные показатели лучеиспускания. И учесть весь диапазон возможных коэффициентов при изготовлении пирометров практически невозможно. В силу этого обстоятельства все пирометры градуируются по излучению черного тела.

При определении температуры реального объекта данные измерительные приборы могут дать неточность в показателях.

  • радиационные;
  • яркостные (они же – оптические);
  • цветовые.

Пирометр

Особенности электрооборудования печей сопротивления

  • Электрическая печь.
  • Вспомогательные механизмы, оснащенные приводом. Последний может быть электрическим, пневматическим или гидравлическим. Предназначение вспомогательных механизмов – обеспечить загрузку или выгрузку садки, а также перемещение в рабочем пространстве электропечи.
  • Комплектующие устройства. Здесь имеются в виду: электрические щиты; пульты; панели управления; аппаратура, выполняющая обеспечение функционирования печей в автоматических линиях.

И это еще не полный список оборудования. Подавляющее большинство печей не оснащено трансформаторами. Их подсоединяют непосредственно к сети. Трансформаторы применяются преимущественно в соляных ваннах и высокотемпературных печах, поскольку карборундовые, угольные либо вольфрамовые нагреватели этих устройств существенно меняют свое сопротивление вместе с изменением температуры. Также применяются составляющие аппаратуры управления (кнопки, ключи, конечные выключатели и реле).

Независимо от вида и модели любая электропечь сопротивления должна быть оснащена пирометрическими материалами. Для небольших по размерам неответственных электропечей целесообразно применение термопары с указывающим прибором. Подавляющее большинство печей сопротивления, используемых в промышленности, в обязательном порядке снабжается приборами для автоматического регулирования температуры. В них происходит регистрация данного показателя. В целях выполнения операций включения и управления электропечами до 500 В применяют комплексные щиты и станции управления. Их главное отличие в том, что в щитах присутствует не только коммутационная аппаратура, но и приборы теплового контроля. Станции же снабжены лишь коммутационной аппаратурой. Щиты производятся на токи до 350 А, а станции – до 630 А. В крупногабаритных печах сопротивления допустимо сосредоточить щиты всех зон для всех печей в одном либо нескольких контрольно-распределительных пунктах (КРП). В эти же пункты возможно вмонтировать силовые трансформаторы. Если отдельные электропечи сопротивления располагаются далеко друг от друга, то щиты нужно установить отдельно рядом с конструкцией.

Читать статью  Индукционная печь тигельная: принцип работы, схема и отзывы

Рациональное использование печей сопротивления

  • увеличению производительности электропечи;
  • уменьшению потерь тепла;
  • использованию тепла нагретых деталей;
  • механизации и автоматизации функционирования электропечи.

Что имеется в виду под повышением производительности печи сопротивления? Дело в том, что та энергия, которую потребляет электропечь, расходуется на тепло и тепловые потери. Тепловые потери – это непрерывный процесс, не зависящий от производительности электропечи. Поскольку при увеличении производительности печей сопротивления тепловые потери в них распределяются на большое количество изделий, то в результате КПД печи повышается, а удельный расход электроэнергии, наоборот, понижается.

Если же эксплуатируемая электропечь работает на максимально возможной для нее мощности (то есть на пределе), то в большинстве случаев желательна ее реконструкция в целях повышения мощности нагревателей. В то же время максимальный расход энергии снижается благодаря двум факторам: увеличению производительности электропечи и сокращению времени ее работы.

  • использование теплоизоляционных материалов высокого качества;
  • окраску кожухов алюминиевой краской (выполняется для снижения коэффициентов лучеиспускания);
  • уплотнение отверстий;
  • рациональная организация труда (делается для сокращения промежутков времени, в течение которых дверца печи остается открытой).

Для тех промышленных предприятий, в которых организована одно- или двухсменная работа, рациональным решением в эксплуатации печи станет оставление ее включенной на время простоя, поскольку при отключении конструкция остывает и, соответственно, претерпевает тепловые потери. Если же печь всегда будет включенной, то будут только потери холостого хода.

Применение тепла нагретых элементов возможно лишь тогда, когда процесс обработки изделий включает в себя сравнительно продолжительный период их остывания. Для остывания нагретую продукцию помещают в теплоизоляционные камеры или колодцы. Позже в разогретый колодец помещают не нагретое изделие в целях его предварительного подогрева. Такой способ дает возможность экономить до 25% тепла остывающих продуктов обработки.

Еще одно рациональное решение эксплуатации электропечи – в прямом теплообмене между остывающими и нагреваемыми изделиями. Для этого те и другие следует поместить в одну камеру. Пока одни будут остывать, другие немного нагреются. Такой метод сокращает потери тепла до 30-35%.

Но самый эффективный способ экономии тепловых потерь – это применение в методических печах принципа противотока. В рекуперативных электропечах (топливные печи, в которой для утилизации теплоты дымовых газов используется теплообменник-рекуператор) может применяться до 50% тепла остывающих продуктов, а удельный расход сокращается на 30-40% сравнительно с нерекуперативными печами.

Внедрение механизации и автоматизации операций загрузки и выгрузки изделий способствует уменьшению потерь тепла, сокращению времени рабочего цикла и улучшению производительности печи.

Использование автоматического регулирования – это залог соответствия требуемого температурного режима и потребляемой из электрической сети мощности. Никаких тепловых потерь непроизводственного характера при этом не происходит.

Печь в заводской обстановке

Печь в заводской обстановке

Выводы

Несмотря на широкое разнообразие видов печей сопротивления, все они востребованы в металлургической промышленности. Причина кроется в первую очередь в их производительности, функционале и надежности. Их использование в металлургической промышленности позволяет получить высококачественные материалы путем обработки в электропечах. Данные агрегаты удобны тем, что легко поддаются автоматизации процессов. Это перспективное промышленное оборудование, применение которого решает ряд задач (отжиг изделий, плавление и т.д.). Вполне возможно, что в ближайшем будущем будут разработаны новые виды электрических печей сопротивления, с более широкими функциональными возможностями.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Электрические печи сопротивления

печи сопротивления

Электрические печи сопротивления разделяются на несколько типов зависимо от методики производимого нагрева, но все они предназначены для термической обработки изделий. Данные установки являются незаменимыми в промышленных сферах, лабораториях и научно-исследовательских отраслях для сушек, предварительного разогрева, обжига, закалки и иных обработок высокими температурами.

Разные типы электрических печей сопротивления объединяют следующие достоинства:

Произведение равномерного высокотемпературного нагрева;

Компактные конструкции и высокомощный нагрев;

Возможность применения автоматических систем управления;

Возможность регулировать процессы работы в автоматическом режиме;

Применение высокоэффективной герметизации.

Электрические печи сопротивления по типу нагрева делятся на прямо действующие и косвенно прогреваемые. Печь прямого нагрева проводит ток непосредственно через изделие. Таким образом, набор необходимой температуры происходить за несколько секунд, и деталь прогревается практически мгновенно. К сожалению, такое оборудование имеет и слабые стороны. Например, чрезмерная громоздкость, некоторые сложности конструктивного характера и трудности в оперативном регулировании режимов не позволяют применять печи прямого действия для решения абсолютно всех задач. В основном такие устройства стараются изготавливать на основе косвенного действия с применением дополнительных элементов нагревания из жаропрочных сплавов. Нихромовые или фехралевые сплавы в виде проволоки либо ленты способны служить на протяжении длительного времени, надежно выполняя свои функции и точно соблюдая задаваемые температурные параметры и другие ряды преимуществ. В промышленном масштабе производится немалое количество установок косвенного нагрева с теплоотдачей конвективным методом, излучением, теплопроводностью или даже с комбинацией нескольких разных видов действия.

электрические печи сопротивления

Электрические печи сопротивления также разделяют на разные типы по следующим показателям:

Рабочий режим

Существуют устройства беспрерывного и периодического нагревания;

Способ применения

Зависит от сферы использования (лаборатория, промышленность) и производимых нагрузок (единичное изготовление изделий или массовое);

Атмосфера функционирующей камеры

Есть атмосферы поддающиеся контролю, например, вакуумные, а есть агрегаты, работающие в воздушной среде (окислительные);

Обрабатываемое изделие. Одни печи направлены на работу с металлами, другие на обработку стекла, третьи – керамику либо изделия из фарфора.

Конструктивный тип печи сопротивления

Может быть шахтным, камерным, конвейерным либо вообще плавильным. Есть печи, у которых поддон выдвижной или пульсирующий, может быть карусельным или барабанным, толкательным и т. п.

Рабочая температура

Данный критерий говорит о производимой силе нагревания печи: низкотемпературная, высокотемпературная, особо высокотемпературная, сверхвысоко температурная.

электропечи сопротивления

Характеристики материалов для разных типов печей сопротивления

Логично сделать вывод, что нагревательный элемент, применяемый в печи сопротивления должен обладать жаростойкостью, жаропрочностью и высоким удельным сопротивлением. Конечно же, цена на такой нагреватель тоже должна быть приемлемой для потребителя. Максимально соответствовать всем указанным критериям могут элементы нагрева, в состав которых входят железо, хром, никель и алюминий. Таковыми сплавами являются хром и никель для печей сопротивления косвенного типа.

Нихромовый сплав маркировкой Х20Н80 характеризуется как долговечный, надежный, ударостойкий и хорошо свариваемый материал для нагрева. Помимо всего на его поверхности во время работы образуется специфическая пленка, предотвращающая растрескивание при часто прерываемой работе. Но недостатком данного материала является его ограниченность во временных нагрузках. Нихром нельзя использовать при длительном беспрерывном цикле работы, он попросту расплавится. При необходимости выполнения длительных и высокотемпературных работ целесообразно использовать фехраль. Сплав из фехраля также выделяется невысокой ценой сравнительно с нихромом. Данный нагреватель, зависимо от маркировки, способен длительно функционировать с теплоотдачей от 800 до 1400 С.

Но важно понимать, что фехраль имеет и массу недостатков по сравнению с нихромом. Она более хрупкая и не очень стойкая к коррозийным и магнитным воздействиям. В процессе работы температурное удлинение фехралевых элементов может достигать заметных величин, которые необходимо учитывать еще при изготовлении проекта на печь сопротивления. Футеровка печи с фехральным нагревом должна быть выполнена из кирпича либо обмазки содержащей глинозем в большом количестве. Максимально подходящие марки нагревателей фехрального состава для таких работ есть Х27Н70ЮЗ и Х15Н60ЮЗ.

Читать статью  Как выбрать и использовать печь для прокалки электродов?

Нагревательные элементы в большинстве моделей электрических печей сопротивления выполняются из проволоки либо имеют ленточную конструкцию. В промышленных печах в основном используется нихромовая либо фехралевая проволока диаметром 3-7 миллиметров, но также встречаются печи, в которых нагреватели сделаны из проволоки большего диаметра. При формировании спиральных нагревателей из прецизионных проволок они должны быть достаточно жесткими, иметь плотность намотки и соотношение диаметр/шаг с оптимальной теплопередачей. Дело в том, что высокая плотность намотки и большой диаметр способствуют росту мощности только до определенного предела. С дальнейшим ростом густоты укладки возрастает экранирующее влияние одних витков на другие – то есть снижается эффективность использования.

В настоящее время большим спросом пользуются нагреватели, размещенные в керамические трубки. Их показатели мощность находятся на высоком уровне, монтаж можно производить как в камере, так и на ее наружных стенках.

Ленточные элементы нагрева изготавливаются в виде зигзага и могут иметь неограниченную длину, зависимо от желаемой мощности печи. Закрепление таких нагревателей на нагреваемый объект происходит при помощи керамических стоек или жаропрочных сплавов.

Вывод

Разные типы печей сопротивления пользуются большим спросом в различных рабочих сферах производства. На сегодняшний день более достойного оборудования, чем электропечи сопротивления нет, они незаменимы в разномасштабных проектах начиная от гончарного дела и заканчивая крупными металлургическими заводами.

Все виды печей сопротивления и их применение в промышленности

Принцип воздействия реализован на термическом действии электронного тока в проводнике. Этим проводником имеет возможность быть нагреваемое тело, по этому принципу работают печи сопротивления прямого влияния либо нагреватель, который передаёт созданное тепло телу, которое нагревается в итоге термообмена, так работают печки сопротивления косвенной работы. Печи сопротивления обширно используется в индустрии для нагрева, плавки и тепловой обработки. Печь сопротивления прямого воздействия используется для нагрева разных расходных строительных материалов из металла и сплавов, а еще для химикотермических процедур при высокой температуре (фафитация и спекание болванок). Режим функционирования печей сопротивления прямого воздействия имеет все шансы быть повторяющегося и нескончаемого воздействия, которые трудятся без термический изоляции с КПД 0,80-0,97%. Печи сопротивления косвенного воздействия: печи-теплообменники с излучающим либо конвективным режимами; имеют возможность владеть невысокой (1250 °С) рабочей температурой; существуют раскрытые (с окислительной атмосферой), газонаполненными (с контролируемой газовой средой), вакуумные, вакуумно-комрессорные, с газообразным, водянистым или же псевдожидким жестким теплоносителем. В качестве водянистого теплоносителя используются расплавленные соли (соляные ванны), свинец, шлаки, нередкие оксиды. Для плавки цветных металлов в фасоннолитейных цехах используются плавильные печь сопротивления: тигельные с железным тиглем и внешним подогревом, камерные вариации с наклонной чашей и сводовыми карборундовыми нагревательными элементами и барабанного типа с графитовым нагревателем осевого расположения.

виды печей сопротивления

Электрическая печь сопротивления

Такая печь сопротивления — электротермический аппарат, в котором тепло появляется за счет протекания тока по проводнику. Установки такого образца по методике выделения тепла разделяются на 2 подгруппы: косвенного воздействия (тепло исходит от нагревательных элементах) и прямого воздействия (тепло появляется в нагреваемом изделии). Такого рода печи сопротивления обозначаются по предназначению, по температурному режиму, системе и принципу воздействия, по рабочей среде.

Материалы нагревателей в электропечах сопротивления:

В печах, работающих при температурах до 1250 °С в окислительной атмосфере используется — нихромы марок X20Н8О, X15Н6О.

В печах, работающих при температурах до 1350 °С в окислительной атмосфере используется — фехраль марок Х23Ю5T, Х27Ю5T.

электрическая печь сопротивления

Электрическая печь сопротивления

Камерные печи сопротивления

Печка сопротивления являет собой футерованную камеру. Тепло отделяется в нагревателе, впоследствии чего отдается нагреваемому изделию.

Электропечи сопротивления по методике перевоплощения электроэнергии в термическую, делятся на печи косвенного воздействия и установки прямого нагрева.

По технологическому предназначению печи сопротивления косвенного нагрева возможно поделить на 3 группы:

  • Печи для всевозможных проведений тепловой и термохимической обработки темных и цветных металлов, стекла, керамики, металлокерамики, пластмасс и иных материалов;
  • Печи для плавки легкоплавких цветных металлов и химически интенсивных тугоплавких металлов и сплавов;
  • Печи для сушки лакокрасочных покрытий, литейных форм, обмазок сварочных электродов, металлокерамических изделий, эмалей и т. п.

камерные печи сопротивления

Камерная печь сопротивления

Нагревательные печи сопротивления

Нагревательные печи сопротивления уже обрели широкое распространение в машиностроении, в ведущей для тепловой обработки сфере, где их использование оправдано вероятностями четкого обеспечения данного температурного режима нагрева. Широкомасштабный характер изготовления в черной металлургии накладывает жесткие лимитирования на значение расходов на нагрев металла. Вследствие этого, гигантская доля металла подвергается нагреву перед обработкой давлением или же с целью термической обработки в топливных печах, где издержки на нагрев ниже, чем в электрических печах. В прочем увеличение притязаний, предъявляемых к качеству нагрева, влечение к понижению утрат металла за счет окисления, тем более дорогостоящих легированных марок стали, надобность воплощения некоторых видов термической обработки в особых атмосферах считаются, что причинами, которые проделывают использование электронагрева в черной металлургии в ряде случаев целесообразным. Для данной цели применяются всевозможные печи прямого и косвенного воздействия.

нагревательные печи сопротивления

Нагревательная печь сопротивления

Плавильная печь сопротивления

Область использования печей сопротивления довольно пространна — они применяются для плавления и нагрева токопроводящих материй и диэлектриков. В печах сопротивления расплавляемая деталь делает функции интенсивного проводника или же пассивного нагреваемого тела. В первом случае печи сопротивления имеют название установок прямого воздействия, во втором — косвенного.

Печи прямого воздействия основываются на применении принципа термического воздействия тока. Уровень нагревания находится в зависимости от величины сопротивления и мощи проходящего тока. Регулируя мощь тока возможно задавать температуру нагрева. Печь сопротивления плавки возможно применить не только для плавления, но и для разогрева, отжига, цементации, аустенизации и иных процессов, для протекания коих потребуется конкретный температурный уровень.

плавильная печь сопротивления

Плавильная печь сопротивления

Вакуумные печи сопротивления

Вакуумные электропечи сопротивления считаются экологически безвредным оборудованием и предусмотрены для проведения всевозможных тепловых процессов (пайки, отжига, дегазации, спекания и т.п.) в вакууме при температуре до 2100 °C. Допускается работа в среде нейтральных газов увеличенной чистоты при лишнем давлении не больше 0,02 МПа. Эти лабораторные вакуумные печи имеют все шансы использоваться в атомной, электрической, авиационной и иных секторах экономики индустрии.

Электропечи имеют водоохлаждаемый корпус, произведенный из нержавеющей стали. В качестве материалов, применяемых в «горячей» зоне, использованы молибден и вольфрам. Составляющие вакуумных электропечей обеспечивают невысокую степень газоотделения, маленькую термическую инерцию. Управление температурным режимом имеет возможность реализоваться как с поддержкой микропроцессорного регулятора температуры и в ручном режиме.

В электропечах с нагревательными блоками из тугоплавких металлов не рекомендовано:

а) проводить технологические процессы в углеродсодержащих и окислительных атмосферах;

б) нагревать углеграфитовые изделия и иные материалы, деятельно взаимодействующие с материалами системы нагревательной камеры.

вакуумные печи сопротивления

Вакуумная печь сопротивления

Дуговые печи сопротивления

Дуговые электропечи получили обширное использование в металлургической, хим, машиностроительной и иных секторах экономики индустрии.

Дуговые печи сопротивления. В данном типе печей дуга пылает под слоем электропроводной шихты — теплота отделяется в дуговом разряде и при прохождении тока сквозь шихту в расплавленных материалах. Предоставление теплоты в размер печи случается за счет теплопроводимости, излучения и отчасти за счет конвекции.

дуговые печи сопротивления

Дуговая печь сопротивления

Печи сопротивления СНО

Электропечи сопротивления камерные с температурой нагрева до 1500 градусов, используются для термической обработки металлов, а еще обжига керамики и фарфора, термической обработки иных материалов. Использование передовых футеровочных материалов и сплавов сопротивления для нагревателей в сочетании с тиристорными системами управления нагревом и микропроцессорными регуляторами температуры охарактеризовывают данные печи надежными и экономными в работе.

Печи имеют все шансы быть укомплектованы дополнительными приспособлениями, механизмами. В печах учтена ускоренная подмена нагревательных элементов. Печи имеют все перспективы, для поставки в газоплотном выполнении для термической обработки в защитной атмосфере.

Источник https://www.metotech.ru/art_pechi_2.htm

Источник https://electro-nagrev.ru/primenenie/promyshlennyy-nagrev/electricheskie-pechi-soprotivlenia/

Источник https://pv-system.ru/vidy-pechej-soprotivleniya/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: