Все виды печей сопротивления и их применение в промышленности

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.

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

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.

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

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.

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.

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

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.

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.

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.

Нагреватели для печей сопротивления

Электрические печи сопротивления зависимо от способа преобразования электричества в тепло разделяют на установки косвенного и прямого нагрева.

Печи, работающие по принципу косвенного нагрева, более востребованы и представлены в большом разнообразии конструктивных решений и технологических назначений.

Зависимо от технологического назначения печи сопротивления косвенного обогрева разделяют на три основные группы:

для тепловой и термохимической обработки полимеров, керамики, металлокерамики, черных и цветных металлов и т.д.;

для плавления металлов и сплавов;

для просушки лакокрасочных поверхностей, форм для литья, эмали и т.д.

Печи сопротивления бывают низкотемпературными (600–650 °С), среднетемпературными (1200–1250 °С) и высокотемпературными (выше 1250 °С).

Садочные печи работают циклично, включая в себя загрузку, термообработку и выгрузку. Обрабатываемый материал за время пребывания в печи положения не меняет. А методические установки — непрерывно воздействуют на обрабатываемый материал, обладают высоким уровнем производительности. Применяют такие печи в массовом поточном производстве.

Конструктивно садочные печи делятся на камерные, шахтные, колпаковые, колодцевые, элеваторные и печи-электрованны, а методические – на конвейерные, толкательные, рольганговые, барабанные, карусельные и протяжные.

Из-за наличия в печи участков с повышенными термическими показателями помимо стандартных материалов конструкции и электротехники в них еще входят материалы, обладающие высокой устойчивостью к воздействию чрезмерных термических нагрузок. К таковым относят материалы с огнеупорными и теплоизоляционными свойствами, а также элементы для нагревателей.

С помощью огнеупорных материалов формуют рабочее пространство печи — ее камеру или ванну. Так образуется огнеупорная кладка — внутренняя часть печной футеровки.

Требования к огнеупорным материалам:

устойчивость к повышенной температуре без деформирования и оплавки;

огнеупорная кладка должна выдерживать вес загрузки, тару, транспортирующие устройства. Также на кладке монтируют нагревательные устройства;

выдержка высоких температур без растрескивания и хорошая переносимость резких термических перепадов;

минимальный уровень электропроводности. Огнеупорные материалы в печи сопротивления еще выполняют функцию электроизоляторов;

мизерная теплопроводность: чем меньше теплопроводность, тем легче изготавливается кладка с минимальными потерями тепла без необходимости увеличения толщины стен;

нейтральные химические свойства. Материалы кладки не должны вступать в реакцию с обрабатываемым материалом, нагревательными элементами и газовой средой, которая заполняет пространство рабочей камеры.

Для производства печей сопротивления обычно используется шамот, динас хромомагнезит. В качестве теплоизоляции используется:диатомит, шлаковые и минеральные ваты, перлит, зонолит, различного рода комбинированные материалы на основе асбеста.

Нагреватели — это основной узел любой печи, который определяет надежность ее работы. Сырье, используемое для производства нагревателей, подбирается в зависимости от необходимой температурной выработки элемента нагрева и атмосферы в самой печи. Каждый материал, входящий в конструкцию нагревательного элемента должен обладать жаростойкостью, устойчивостью к окислениям и обрабатываемостью.

К материалам для таких устройств нагрева предъявляются специфические требования, включая:

Высокое удельное электросопротивление. Это позволяет увеличить период службы нагревателя и удобно поместить его в печной установке.

Низкий термический коэффициент электросопротивления.

Постоянные показатели электросопротивления. Материал не должен увеличивать со временем сопротивление иначе упадет уровень мощности печного оборудования.

Виды нагревателей для электрических печей сопротивления от «Полимернагрев»:

Карбидокремниевые нагреватели — предназначены для печей с высокотемпературной обработкой. Максимальная термоподача — 1400°С. Нагреватель имеет рабочую часть и холодные зоны. Обладает длительным сроком службы, высокой надежностью и легко поддается обслуживанию.

Молибденовые нагревательные элементы для печей — подают температуру до 1700°С. Работает в воздушной, инертной и окислительной средах. Обладает быстрым выходом на заданный режим температуры.

Канальные устройства нагрева для печи сопротивления — максимальная температурная подача 1350°С. Представлены в виде керамического литого блока. С одной стороны имеет форму плоскую, а с другой находятся выемки для размещения нагревательного элемента. Спираль для нагревателя выполняется из нихромовой проволоки. Канальные ТЭНы имеют фиксированные размеры с различными показателями мощности.

Нихромовая спираль — это простая проволока из нихрома. Представлена в виде пружины определенного диаметра. Основные свойства: механическая прочность и высокое сопротивление. Температура нагрева до 1100°С.

Фехралевая спираль — обладает высокими показателями сопротивления и термоустойчивости. Спираль из фехраля может изготавливаться как в форме классической спирали из нити, так и виде ленточного зигзага. Диаметр спирали и сечение нити нагревателя рассчитываются с учетом установочной мощности, типа используемого оборудования и рабочей среды. Температура нагрева: до 1150 °С.

Все представленные виды нагревателей для печей сопротивления могут использоваться в установках разной конструкции и служить для решения различных задач. Более подробную информацию вы можете получить у менеджеров «Полимернагрев».

Печи сопротивления по типам и конструкциям

Печи, которым характерно периодическое действие изготавливаются в разных конструкционных вариантах. В основном они служат для выпуска индивидуальных и мелкосерийных выпусков деталей. Самыми популярными вариантами считаются: камерные, шахтные, колпаковые, печи с выдвижным подом, элеваторные и электропечи с рабочей ванной.

Камерная печь

Печи с камерой используются для термообработки металлических изделий. Мощность камеры может составлять до 160 кВт. Работает при напряжении 220–380 В. Стенки рабочего пространства обложены огнеупорным материалом (кирпичи, блоки) и теплоизоляцией. Внутри также размещены нагревательные устройства. Загружают такое оборудование в ручном режиме, при помощи крана или за счет загрузочных механизмов, находящихся перед дверью печки. Производить контроль и регулировку температуры в печи можно при помощи электроблока, который будет взаимодействовать с термопарой подходящего типа.

Шахтная печь

Электропечки шахтного типа служат для мелкосерийного производства и используются для длинных, крупных и мелких деталей в корзинах. Форму и размеры шахты определяют исходя из формы и габаритов загрузки. Такие печки могут иметь как круглое, так и квадратное сечение для различных размеров рабочего пространства и разных показателей температуры. Пространство, в котором непосредственно происходит обработка детали, перекрывается крышкой. В случае, когда необходимо поддерживать максимально равномерную температуру в рабочем пространстве и при рабочих процесса с контролируемыми атмосферами шахтные печи оснащаются вентиляторами.

Колпаковая печь

Печи колпачного типа являются лучшим вариантом для отжига листового металла, полосы и проволоки в пучках. Основными конструктивными элементами являются одна или несколько стационарных футерованных клетей, на которых устанавливаются продукты, муфель, используемый при термообработке в защитной среде или в вакууме, нагревательный колпак с футеровкой и колокол с ускоренным охлаждением. Нагревательные элементы расположены на внутренней поверхности боковых стенок раструба. В стендах установлены вентиляторы печи, которые осуществляют замкнутую циркуляцию атмосферы печи. В печах с защитной средой между колпаком и подставкой, а также между муфелем и подставкой имеются песчаные пробки. Электричество подается на подставку, а нагреватели колпака подключаются через контактные соединения.

Печь с выдвижным подом

Оборудование с выдвижным подом представляет собой механизированную модификацию камерных печей. Под перемещается в камеру и возвращается обратно после нагрева. Нагревательные элементы расположены на стенках камеры и на поду.

Элеваторная печь

Данное оборудование тоже имеет выдвижной под, поднимающийся при помощи столика. Используется для отжига чугуна.

Карусельная печь

Оборудование с вращающимся подом, в который материалы подаются через загрузочное отверстие. Двигаясь вместе с кольцевым очагом, материалы нагреваются и, совершив почти полный оборот, выгружаются через выпускное отверстие.

Электрическая печь-ванна

Электрическая печь-ванна имеет форму шахтной печи с ванной или тиглем, встроенным в рабочее пространство. Электрод соляные ванны особенно широко распространены; они одновременно обеспечивают быстрый, равномерный и неокислительный нагрев. Подбирая состав солей, также можно проводить термохимическую обработку (науглероживание, азотирование, борирование и т. д).

Конвейерная печь

В ней обрабатываемое изделие перемещается внутри рабочего пространства печи, представляющего собой длинную прямоугольную камеру на конвейерной ленте, изготовленной из термостойкого материала. Конвейерные печи используются для различных видов температурной обработки металлов, для пайки медными припоями, сушки и других процессов при температуре 1000-1100 С. Печам непрерывного действия характерно перемещение обрабатываемых материалов от зоны загрузки к зоне разгрузки.

Барабанные электропечи

Предназначается для закалки небольших деталей из стали не имеющих заостренных краев. Служит для сушки и перемещения нагретых материалов от загрузки к разгрузке и конструктивно выполнен в виде трубы. Нагревательная камера представляет собой металлическую конструкцию, облицованную изнутри огнеупорным шамотным волокном. Камера оснащена открывающимися поворотными боковыми стенками для обеспечения доступа к нагревателям. Вся камера разделена по длине на 5 температурных зон. Разгрузочное устройство выполнено с вибратором и соединено с барабаном со стороны выхода готовой продукции. Шкаф управления выполнен в отдельном корпусе и его электронная оснастка предназначена для управления печью.

Протяжные печи

Предназначены для термообработки проволоки, ленты, тонкостенных труб из черных и цветных металлов. Движение продуктов в духовке осуществляется вытягиванием из специальных протяжных или намоточных устройств, расположенных перед загрузочными и разгрузочными отверстиями духовки. Протяжные печи выполнены вертикальными, горизонтальными и башенными.

Здесь представлены только основные и самые широко распространенные типы печей сопротивления, на самом деле подобных установок существует огромно количество и предназначаются они для решения отдельны задач.

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

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

Источник https://polymernagrev.ru/nagrev-v-proizvodstve/nagrevateli-dlya-pechey-soprotivleniya/