Типы и конструкции электрических печей сопротивления косвенного действия

Содержание

Толкательные печи

Толкательные водородные печи предназначены для различных технологических процессов, требующих нагрева в водороде или диссоциированном аммиаке. Они широко применяются в электроламповом производстве, при производстве металлокерамических деталей и твердых сплавов, для обжига и спекания керамики, для отжига и пайки металлических деталей и т. д.

При использовании в качестве защитного газа водорода или диссоциированного аммиака на загрузочных и разгрузочных камерах печи предусмотрены «свечи» для контроля заполнения ее рабочим газом. Состав рабочего газа каждой печи регулируется самостоятельно и расход его контролируется с помощью расходомеров для водорода и азота. Разгрузочные камеры печей имеют предохранительные клапаны для защиты от разрушения в случае образования в них взрывоопасной смеси.

Элеваторная электропечь

Под печи поднимается и опускается гидравлическим или электромеханическим подъемником, который установлен под камерой нагрева. Нагреваемые изделия — садку 5 нагружают на тележку, затем с помощью лебедки продвигают под печь и поднимают подъемником 7, вдвигая в камеру. По окончании технологического процесса под опускается и изделие снимается.

В низкотемпературных печах нагреватели 4 расположены на стенках. В высокотемпературных печах нагреватели расположены на стенках и в поду.

4 стр., 1951 слов

Установки индукционного нагрева

… поверхности заготовки и выше КПД установки. периодического и непрерывного действия периодического непрерывного Индукционные нагреватели непрерывного действия имеют более высокий КПД источника … ли полезен опубликованный материал? Да | Нет Индукционный нагрев Введение Индукционный нагрев 1. Описание метода Индукционный нагрев проводится следующим образом. Электропроводящая (металлическая, графитовая) …

Элеваторные печи служат для отжига, эмалирования, цементации, обжига керамических изделий, спекания и металлизации деталей.

Печи комплектуются многоступенчатыми трансформаторами.

Классификация электрических печей нагрева сопротивлением по температурному режиму

Печи сопротивления косвенного нагрева разделяются по температурному режиму на низко-, средне- и высокотемпературные.

У первых верхняя температурная граница лежит в пределах 600-650°С и процессы теплообмена идут с значительной или даже преобладающей ролью конвекции. Низкотемпературные печи часто называют конвекционными печами.

В средне- и высокотемпературных печах теплообмен внутри печи осуществляется в основном излучением, а доля конвективного теплообмена незначительна. Печи с преобладающим лучистым теплообменом иногда называют радиационными.

Среднетемпературные печи имеют верхнюю температурную границу 1200-1250 °С, определяемую возможностью применения для нагревательных элементов специальных сплавов сопротивления. Технологические применения этих печей весьма обширны: процессы закалки, нормализации, отжига, термохимическая обработка черных металлов, нагрев под обработку давлением черных и цветных металлов и т. п.

Названные группы печей отличаются как конструктивно, так и механизмом передачи тепла от нагревателя к изделию. Таким образом, в низкотемпературных печах основным механизмом передачи тепла является конвекция, т.е. в таких печах тепло передается потоком циркулирующего воздуха. Для интенсификации процесса теплопередачи низкотемпературные печи обычно снабжают вентилятором и нагреватель иногда размещается в отдельной камере. Эта камера связана с основной камерой каналами для циркуляции воздуха. В средне и высоко температурных печах основное тепло от нагревателя к изделию передается излучением. Т.о., в данных печах установка вентилятора не нужна, но необходимо наличие оптической связи между нагревателем и изделием, т.е. они должны быть размещены в общей камере.

Другие конструктивные отличия связаны с устройством футеровки и материалом нагревательных элементов. В низкотемпературных печах футеровка содержит только теплоизоляционный слой, а жесткость футеровки обеспечивается двумя связанными между собой внешними и внутренними каркасами.

В среднетемпературных печах в футеровке появляется огнеупорный слой, выполненный их легковеса. Этот слой имеет механическую связь с внешним каркасом печи, в связи с чем надобность во внутреннем каркасе отпадает.

22 стр., 10964 слов

Дипломная работа ремонт сталеплавильных печей

… нагрева в печи. Поэтому превращение перлита в аустенит сдвигается в области более высоких температур. Чем больше скорость нагрева в области фразовых превращений, тем … Важная роль в этой работе принадлежит термической обработке. Поэтому термический цех на заводе имеет большое значение … помещают в переменное магнитное поле. Для полученного слоя, толщиной 1,0 мм оптимальная частота тока составляет …

печь электрический сопротивление

В высокотемпературных печах огнеупорный слой выполнен из шамота. Между огнеупорным слоем и слоем теплоизоляции вводится дополнительный слой легковеса для снижения температуры теплоизоляции до допустимой.

В низко и средне температурных печах используются металлические нагреватели их фехраля и константана при t° до 800 °С и нихрома до 100 °С.

В высокотемпературных печах обычно используют неметаллические нагреватели (карборундовые, графитовые, угольные).

Такие нагреватели могут значительно изменять свое сопротивление при нагреве и в процессе эксплуатации. Кроме того, для надежной работы такие нагреватели должны разогреваться постепенно при малой мощности (иначе они растрескаются).

Учет этих специфических особенностей приводит к необходимости применять в высокотемпературных печах те или иные средства регулирования подводимого напряжения (автотрансформатор, регулируемый трансформатор).

Для многих технологических процессов требуются вакуум или инертные газы в рабочем пространстве печи, поэтому в ряде случаев печи сопротивления выполняют вакуумными, газонаполненными или вакуумно-компрессионными.

Конструктивные особенности промышленных печей

Основным элементом печи является функционирующая барокамера, изолированная от окружающей среды. Внешне она похожа на огромную духовку. В эту камеру помещают перерабатываемое сырьё или изделия, а затем включают устройство, используя определённые технологические параметры.

Дополнительными не менее важными элементами электропечей, являются:

  • Строительно-инженерные конструкции (кожух, каркас, фундамент).
  • Теплоотборник, безопасно охлаждающий переработанные изделия.
  • Система автоматизированного управления тех. процессами.
  • Подводящие электроэнергию и топливо приспособления.
  • Камеры утилизации продуктов сгорания и излишек тепловой энергии.
  • Транспортирующая система.
  • Устройства, загружающие сырьё и удаляющие продукты сгорания.

Производители печей продолжают совершенствовать устройства до сих пор, чтобы увеличить их производительность, износоустойчивость и снизить затраты на тех. обслуживание, себестоимость конструкции и её ремонт.

Электрическая печь — сопротивление — косвенное действие

Электрические печи сопротивления косвенного действия питаются обычно непосредственно от сети переменного тока с напряжением 220 или 380 в. Для регулирования мощности печей в процессе работы прибегают к переключению групп нагревательных элементов в различных комбинациях.

Электрические печи сопротивления косвенного действия наиболее разнообразны по конструкциям и широко применяются во всех отраслях промышленности.

В электрических печах сопротивления косвенного действия передача тепла от нагревательного элемента к нагреваемым изделиям осуществляется путем лучеиспускания, конвекции и теплопроводности.

В электрических печах сопротивления косвенного действия ( печах-теплообменниках) тепло передается от нагревательных элементов, размещаемых обычно на стенках, своде и поду печи.

Камерная электрическая печь.

В электрических печах сопротивления косвенного действия электрическая энергия преобразуется в тепловую в нагревательных элементах и от них тепло путем излучения, конвекции и теплопроводности передается нагреваемому телу.

В электрических печах сопротивления косвенного действия, где чаще всего требуется регулирование температуры, терморегулятор непосредственно или через промежуточные аппараты — регулирует мощность нагревательных элементов печи или одной тепловой зоны.

Популярные статьи  Согласованный режим работы электрической цепи, согласование источника и нагрузки

В этой категории в свою очередь различают электрические печи сопротивления косвенного действия и электрические печи и установки прямого нагрева.

Электродные соляные ванны по конструкции отличны от обычных электрических печей сопротивления косвенного действия: нагрев изделий здесь происходит путем теплоотдачи от расплавленной соли, заполняющей ванну электропечи, а соль нагревается проходящим через нее электрическим током. Изделия в соляных ваннах нагреваются быстро и равномерно, так как происходит интенсивная тепловая и электродинамическая циркуляция расплава соли. Соль не только нагревает помещенные в нее изделия, но и защищает их от влияния атмосферы. Соляные ванны применяются в основном для термической обработки инструментов из быстрорежущей стали.

Электрическая печь сопротивления.

В химической промышленности наиболее распространено нагревание в электрических печах сопротивления косвенного действия, а также индукционное нагревание, в частности нагревание диэлектриков токами высокой частоты.

Электродные соляные ванны по своему устройству отличны от обычных электрических печей сопротивления косвенного действия. В электродной соляной ванне нагрев изделий осуществляется теплоотдачей от расплавленной соли, заполняющей ванну печи. Нагрев соли в свою очередь обеспечивается прохождением через нее электрического тока. Электроды, опущенные в соль, служат токоподводом.

Приведенные ниже рассуждения о размерах рабочего пространства относятся к нагревательным электрическим печам сопротивления косвенного действия.

В электрических печах сопротивления прямого нагрева нагреваемое тело включается непосредственно в электрическую сеть, как правило, через понижающий трансформатор; выделение тепла происходит за счет протекающего по нагреваемому телу электрического тока. В электрических печах сопротивления косвенного действия превращение электрической энергии в тепловую осуществляется в нагревательных элементах, которые передают тепло нагреваемому телу. Нагревательные элементы электрических печей сопротивления с рабочей температурой до 1200 С изготовляют из хромоникелевых и хромоалю-миниевых сплавов. Для печей с рабочей температурой до 1400 применяют карборундовые нагреватели в виде стержней различной длины. Ввиду того что карборундовые стержни со временем значительно изменяют свое сопротивление, питание нагревателей осуществляют от трансформаторов с регулируемым вторичным напряжением. В электропечах с рабочей температурой от 1400 до 2800 С нагревательные элементы изготовляют из угля, графита и тугоплавких металлов — тантала, молибдена, вольфрама и ниобия. Поскольку эти металлы легко окисляются кислородом воздуха, их помещают в печах в вакууме или в защитной атмосфере.

Электродные соляные ванны используют для термической обработки инструмента. По своему устройству они отличаются от обычных электрических печей сопротивления косвенного действия. В электродной соляной ванне нагрев изделий осуществляется теплопередачей от расплавленной соли, заполняющей ванну печи. Нагрев соли обеспечивается прохождением через нее электрического тока, подводимого электродами. Измерение и регулирование температуры расплавленной соли производится радиационным пирометром.

Печь — сопротивление — косвенное действие

Печи сопротивления косвенного действия являются наиболее массовыми и разнообразными электропечами и находят широкое применение во всех отраслях промышленности.

Печи сопротивления косвенного действия подключаются непосредственно к трехфазной сети напряжением 380, 660 В или к понижающим электропечным трансформаторам. Коммутационная аппаратура управления и автоматического регулирования устанавливается в специальных щитах управления.

От печей сопротивления косвенного действия принципиально отличаются печи прямого нагрева, в которых нагреваемое изделие непосредственно подключается к сети через понижающий трансформатор. Таким способом можно нагревать относительно длинные однородные изделия с одинаковым сечением ( прутки, трубы, проволоку, ленту), поскольку лишь в этих случаях обеспечивается равномерный нагрев. Наиболее широко он используется для нагрева заготовок под ковку, высадку, оттяжку, закалку.

В отличие от печей сопротивления косвенного действия в установках и печах прямого нагрева преобразование электрической энергии в тепловую происходит непосредственно в нагреваемом теле, включенном в цепь тока.

В соответствии с этим печи сопротивления косвенного действия могут быть разделены на печи с преимущественно радиационным или конвективным режимом тепловой работы.

Электрическая печь.

В химической промышленности наиболее распространено нагревание в эле к-трических печах сопротивления косвенного действия, а также индукционное нагревание, в частности нагревание диэлектриков токами высокой частоты.

Расчет температурного поля по объему пластинчато-ребристого теплообменника при пайке его в печи сопротивления косвенного действия необходим для отработки оптимальных режимов его нагрева при пайке, предотвращающих тепловую деформацию тонкостенных элементов. Такой расчет сводят к расчету сплопиюго тела конечных размеров AXBxL с эквивалентными коэффициентами тепло — и температуропроводности, приведенной плотности и единицы массы теплообменника.

Электрические печи сопротивления делятся на печи косвенного и прямого действия. К печам сопротивления косвенного действия относятся также электродные соляные ванны.

В печной камере электрической печи происходит преобразование электрической энергии в тепловую. В печах сопротивления косвенного действия электрическая энергия превращается в тепловую в нагревательных элементах, размещаемых внутри печной камеры. В печах сопротивления прямого действия электрическая энергия превращается в тепловую непосредственно в самой загрузке, через которую протекает электрический ток.

Зависимость расхода электроэнергии на разогрев 3 — т дуговой сталеплавильной печи от времени ее простоя.| Изменение мощности ( а и температуры ( б печи при двухпозиционном регулировании печи сопротивления.

Печи сопротивления в большинстве случаев имеют коэффициент мощности, равный единице. Исключение составляют главным образом аппараты и печи прямого нагрева, у которых наличие понизительных трансформаторов и иногда токоподводов на большие токи приводит к снижению коэффициента мощности. То же может иметь место и в случае печей сопротивления косвенного действия, если они снабжаются понизительными и регулировочными трансформаторами. Но это не вызывает затруднений, так как обычно в этих случаях имеют дело с небольшими мощностями.

Как правило, футеровка электрической печи состоит из двух элементов: огнеупорной части и тепловой изоляции. В различных типах печей роль этих двух элементов футеровки различна. В индукционных плавильных печах без железного сердечника футеровка обычно ограничивается огнеупорной набивкой тигля без тепловой изоляции. В дуговых печах футеровка состоит в основном из огнеупорной кладки и набивки с небольшой прослойкой тепловой изоляции. В печах сопротивления косвенного действия ввиду особых условий работы ( сравнительно невысокая концентрация мощности в печной камере) тепловая изоляция играет весьма существенную роль. В огнеупорной кладке печей сопротивления наиболее ответственными являются детали, непосредственно соприкасающиеся с нагревательными элементами, особенно в высокотемпературных печах.

Одна из наиболее ранних попыток построить электрическую печь относится к 1815 г. Кусок стали, помещенный в специальную камеру, был нагрет проходящим по нему током. Подобного рода печь промышленного значения была создана в 1884 г. братьями Коульс в США для восстановления алюминия и получения его сплавов. Другой вид — печи сопротивления косвенного действия: в них тепло выделялось в специальном нагревателе из токопрсводящего материала.

Конструкция, разновидности и функциональные особенности электропечей сопротивления ЭПС

Электропечи сопротивления (далее ЭПС) — промышленные, или лабораторные электроустановки, предназначенные для нагрева изделий, или заготовок различного физико-химического состава при помощи электротока. По принципу работы они разделяются на следующие типы:

  • С прямым воздействием тока на нагреваемый объект, который греется за счёт собственного сопротивления.

  • С косвенным воздействием, когда нагрев предмета достигается за счёт электронагревательных элементов.

Печи первого типа могут обеспечить температурное воздействие  только в отношении токопроводящих веществ – металлов. Они позволяют нагревать изделия с высокой скоростью, но отличаются сложностью регулировок и настроек температурных режимов. По этим причинам электрические печи сопротивления косвенного действия получили большее распространение в современной промышленности. Они проще по конструкции и могут оснащаться простой и надёжной системой тонких настроек. Косвенная передача тепла выполняется по следующим схемам:

  • Теплопроводность.

  • Конвекция.

  • Излучение.

  • Комбинированный способ.

Популярные статьи  Базовые элементы автоматики

Разновидности и классификация промышленных печей

Каждый производитель внёс в конструкцию промышленной печи собственную изюминку, отсюда и появились устройства, аналогичные по принципу действия, но отличающиеся по определённым параметрам. Из-за этого учёные приняли решение классифицировать электропечи по механическим, теплотехническим или термотехнологическим параметрам.

В зависимости от передачи тепловой энергии, промышленные электропечи разделяются на:

  • Теплогенераторы.
  • Теплообменники.

Промышленные печи-теплогенераторы провоцируют возникновение тепловой энергии внутри перерабатываемого сырья. Тепло появляется, в результате протекания электротока под воздействием химических реакций сквозь металлы. К таким печам относятся: устройства сопротивления, конвертерные, индукционные электропечи.

Печи-теплообменники разогревают перерабатываемые материалы, благодаря сжиганию топлива или применению электронагревателей. Передача тепла к помещённому внутрь сырью в таких устройствах, может выполняться конвективным или радиационным режимом. Примером функционирования первого, является хлебопекарная печь, а второго – промышленный инфракрасный обогреватель.

Функциональность электрических промышленных печей характеризуется электрическими импульсами. К таким печам относятся: дуговые, индукционные и электронно-лучевые печи. Они разделяются на 2 вида:

  • Вертикальные.
  • Горизонтальные.

Первая разновидность встречается крайне редко. В основном на промышленных предприятиях используются печи горизонтального типа. Температура внутри них может поддерживаться на одном уровне или изменяться, в зависимости от длины и времени функционирующей барокамеры. Устройства, изменяющие температуру внутри камеры, называются печами периодического действия, а поддерживающие заданный уровень – непрерывного действия.

Индукционная плавильная тигельная печь типа ИАТ-2,5М1

Индукционная плавильная тигельная печь ИАТ-2,5М1 предназначена для плавки и перегрева алюминия.

Условные обозначения печи ИАТ-2,5М1: И – вид нагрева – индукционный; А – основной выплавляемый материал – алюминий; Т – основной конструктивный признак – тигельная; 2,5 – номинальная емкость, т; M1 – порядковый номер исполнения.

Условия эксплуатации:

  • температура окружающей среды 5–40 °С; относительная влажность окружающей среды при температуре 20 °С до 90 %, при температуре 40 °С до 50 %;
  • окружающая среда невзрывоопасная; не допускается передача на электропечь резких толчков и вибраций.

Техническая характеристика индукционной плавильной тигельной печи типа ИАТ-2,5М1

Параметр Данные
Мощность установленная, кВ∙А 1000
Мощность потребляемая, кВт 740
Емкость номинальная, т 2,5
Частота тока, Гц 50
Число фаз питающей сети 1
Номинальное напряжение, В:

питающей сети на индукторе

6000 или 10 000

1000

Температура перегрева металла, °С 750
Производительность по расплавлению и перегреву, т/ч 1,41
Удельный расход электроэнергии на расплавление и перегрев, кВт∙ч/т 575
Масса металлоконструкций электропечи, т 19,6
Масса электропечи (комплекса), т 39,91
Расход охлаждающей воды, м3/ч 3,7

При определении фактической производительности потребителю необходимо учитывать в каждом конкретном случае технологию ведения плавки, вид шихты, способ загрузки ее в электропечь, время, необходимое на технологические операции (введение легирующих присадок, рафинировка, слив металла, чистка тигля электропечи, профилактический ремонт и другие операции).

Электропечь работает по принципу трансформатора, у которого первичной обмоткой является водоохлаждаемая катушка-индуктор, вторичной обмоткой и одновременно нагрузкой — находящийся в тигле металл.

Нагрев и расплавление металла происходят за счет протекающих в нем токов, которые возникают под воздействием электромагнитного поля, создаваемого индуктором. При этом возникают также электродинамические силы, которые создают интенсивное перемешивание металла, обеспечивающее равномерность температуры и однородность расплавленного металла.

Индукционная плавильная тигельная печь ИАТ-2,5М1 состоит из собственно электропечи и комплекта оборудования, необходимого для ее работы. Электропечь имеет кожух, в котором крепится установка индуктора, быстросъемный плавильный узел, состоящий из индуктора и магнитопроводов, футеровки подины, набивного тигля и верхнего футерованного пояса-воротника. Плавильный узел извлекается краном, предварительно ослабив крепежные винты на кожухе электропечи. Опорная рама устанавливается на пол цеха и крепится к нему с помощью фундаментных болтов.

Наклон кожуха электропечи вместе с закрепленной в нем «установкой индуктора», рабочей площадкой, крышкой осуществляется с помощью двух плунжеров. Индуктор представляет собой многовитковую водоохлаждаемую катушку, выполненную из трубки специального профиля.

Для защиты металлоконструкции печи от полей рассеяния индуктор окружен снаружи магнитопроводами, набранными из листов трансформаторной стали. Тигель электропечи закрывается бетонированной крышкой.

Электроэнергия подается гибкими водоохлаждаемыми кабелями, подвод воды — резинотканевыми рукавами с быстроразъемными соединениями. Тигли печей для плавки алюминия изготовляются из жаростойкого бетона способом набивки. Средняя стойкость футеровки тигля достигает 12 и более месяцев и зависит от режима работы печи (плавка ведется с полным сливом металла, при этом тигель испытывает частые теплосмены, или с остаточной емкостью) и от культуры обслуживания — способа загрузки, периодической чистки, мелкого ремонта и качества изготовления тигля, а также от соблюдения технологического режима обжиговой плавки и др. Печь питается от сети высокого напряжения через специальный печной трансформатор.

Мощность электропечи регулируется переключением ступеней напряжения трансформатора вручную со щита управления.

Установка электропечи и комплектующего оборудования (рис. 4) выполняется по проекту.

Рис. 4. Габариты, установочные размеры и рекомендуемое размещение комплектующего оборудования электропечи ИАТ-2,5М1: 1 – электропечь ИАТ-2,5М1; 2 – пульт управления; 3 – установка маслонапорная; 4 – панель гидравлическая; 5 – панель управления; 6 – шкаф управления ШОТ; 7 – щит управления; 8 – блок управления БУМС-3-5И2; 9 – шкаф водоохлаждения; 10 – блок конденсаторов; 11, 12, 15 – панели с аппаратурой; 13 – трансформатор печной; 14 – панель с контакторами; 16 – комплектное распределительное устройство; 17 – устройство комплектное питания

Просмотров:
72

Особенности электрических промышленных печей

Москва – высокоразвитый город. Здесь имеется множество предприятий, уже имеющих промышленные печи, но появляются и начинающие, нуждающиеся в специальном оборудовании. Именно поэтому в Москве имеется множество специализированных магазинов, продающих промышленные электрические печи

Приобретая такое оборудование важно понимать его особенности и различия. Эти знания помогут подобрать устройство правильно и обеспечить рентабельность бизнеса

Электрическая печь – крупногабаритная конструкция, работающая за счёт электрического тока. Предназначается для переплавки руд и металлов, их сушки, отжига, придания им пластических и изменения внутренних свойств. К таким электропечам относятся индукционные, дуговые и печи сопротивления. Последние работают за счёт образования тепла в самом обрабатываемом материале.

Печи сопротивления

Промышленные электропечи сопротивления могут работать по прямому и косвенному принципу. В первом случае тепловая энергия образуется и выделяется внутри обрабатываемого материала под воздействием электротока, а во втором – за счёт нагревательных элементов, контактирующих с электроэнергией.

Печи сопротивления могут быть однофазными или трёхфазными, имеющими мощность до 3000 кВт. Для их функциональности требуется сетевое электронапряжение380/220 В (50Гц). Устройства относят к приёмникам электроэнергии 2 категории (в отношении к бесперебойности тока). При этом мощность может варьироваться от 0,8 до 1,0.

Дуговые электропечи

Этот тип промышленных печей был назван именно так, из-за дугообразного теплового эффекта, создающегося устройством. Они хорошо подходят для переработки цветных и чёрных металлов. Особенностью конструкции является плавильное пространство, закрывающееся съёмным сводом и кожух, имеющий огнеустойчивую футеровку. Для нормальной работы устройства требуется трёхфазный переменный ток, образующий электродуги, сформированные металлом и 3-мя электродами, расположенными внутри конструкции.

Промышленные дуговые электропечи также могут быть:

  • Прямыми. Дуги формируются и зажигаются сквозь обрабатываемый материал.
  • Косвенные. Дуги образовываются под дном устройства.

Необходимое напряжение для подключения дуговых электропечей к сети – 6-10 кВт, сквозь печной трансформатор с напряжением до 100В (вторичным).

Популярные статьи  Как делятся электроустановки по условиям электробезопасности

Индукционные промышленные электропечи

Индукционные печи чаще всего применяются для плавки стали, однако в этом устройстве можно перерабатывать алюминий, бронзу и др. металлы, их сплавы в графитовом тигле. Принцип работы устройства подобен функциональности трансформатора, имеющего 2 подмотки. Первая – охлаждающая индукторную жидкость, вторая – обрабатываемое сырьё, играющее роль нагрузки. Под воздействием индукторного электромагнитного поля появляются индуцированные токи, нагревающие и плавящие металлы.

Основные составляющие индукционной печи:

  • Каркас.
  • Индуктор.
  • Тигель.

Основной элемент – индуктор, изготовленный из медной трубы. Он представлен, в виде водоохлаждаемой многовитковой катушки. Жидкость и электричество проводится напрямую к индуктору гибкими охлаждаемыми кабелями. Питание выполняется теристорным преобразователем, частотностью ТПЧ-250-1,0 кГц. Он преобразует трёхфазный ток (50 Гц) в однофазный. Мощность устройства может изменяться, в зависимости от колебаний напряжения и авторегулировки процесса плавки.

Современные Московские магазины оснащены последними моделями промышленных электропечей. Каждая из них производительна, но главное подобрать устройство правильно. Чтобы не ошибиться в выборе, посоветуйтесь со специалистом. Он подскажет, какая модель больше всего подходит именно для ваших работ.

Шахтная печь, Электропечи сопротивления непрерывного действия (методические печи)

При установившемся технологическом процессе термообработки для увеличения производительности предпочтительно применять непрерывнодействующие печи. В зависимости от требований технологического процесса в таких печах кроме нагрева изделий до заданных температур можно производить выдержку при этой температуре, а также их охлаждение. В таком случае печи выполняют состоящими из нескольких зон, протяженность которых зависит от конкретных условий проведения технологического процесса.

Часто печи непрерывного действия объединяют в один полностью механизированный и автоматизированный агрегат, состоящий из нескольких печей. В частности, такая линия может включать в себя закалочную и отпускную печи, закалочный бак, моечную машину и сушилку.

Конструкции печей непрерывного действия различаются в основном механизмами перемещения нагреваемых изделий в рабочем пространстве печи.

Характеристики и химический состав нагревательных элементов

Нагреватели электропечей обладают следующими характеристиками:

  • Жаропрочность, окалиностойкость,  сопротивляемость газовой коррозии и жаростойкость — зависят от химического состава.

  • Неизменяемость электрических свойств под воздействием различных температур (температурный коэффициент сопротивления).

  • Удельное сопротивление. Чем оно выше, тем компактнее можно сделать нагреватель.

  • Механическая стойкость.

  • Намагничиваемость.

  • Свариваемость.

  • Коэффициент теплового расширения.

  • Обрабатываемость.

  • Себестоимость.

Оптимальным соотношением качеств обладают сплавы на основе никеля, хрома, железа и алюминия.

Автоматизация теплового режима дуговых сталеплавильных печей

В технологические периоды после расплавления шихты, определяющее значение приобретает управление электрическим режимом с учетом температурного состояния ванны жидкого металла и огнеупорной футеровки. Необходимые изменения температуры метала и огнеупорной кладки в процессе плавки зависят от марки выплавляемой стали. Изменение температурного режима по ходу плавки регламентировано директивно (задано технологической инструкцией). ДСП работает в нестационарном температурном режиме, при котором текущие значения температуры изменяются в очень широких пределах.

После выпуска стали огнеупорная кладка начинает интенсивно остывать (20 °С/мин). И после открытия свода для завалки шихты остывание идет с максимальной скоростью (это тепло теряется безвозвратно). В процессе завалки значительная часть аккумулированного тепла кладки передается шихте. Поэтому продолжительность завалки оказывает существенное влияние на продолжительность плавления самого энергетически емкого периода плавки.

В первый период печь работает на пониженных ступенях напряжения из-за опасности перегрева свода печи. Затем, после того как электроды погрузятся в шихту, и шихта начнет воспринимать энергию, мощность начинает подводиться интенсивнее. При расплавлении все тепловое излучение дуги расходуется на нагрев шихты при максимально возможной электрической мощности. В окислительный период, когда в печь подается кислород, температура металла и особенно огнеупорной футеровки начинает интенсивно увеличиваться, поскольку дуги обнажены.

Скорость разогрева футеровки, особенно в районе горения дуг, можно ориентировочно определить соотношением: Vt= Pпод·G/250, где Pпод – подводимая мощность; 250- эмпирический коэффициент,[кВт·мин/°С]; G-вес плавки.

Особенно тяжелые температурные условия возникают в рабочем пространстве ДСП в восстанови-тельный период, когда дуги обнажены, металл нагрет практически до температуры выпуска, и все процессы разрушения огнеупорной футеровки (разъедания шлаком огнеупорной кладки) происходят с максимальной скоростью, которая достигает до 15-25 мм/час. Для сохранения целостности огнеупорной кладки и достижения требуемой температуры металла управление электрическим режимом как источником тепловой энергии сводится к коррекции электрического режима по температуре металла или рабочей кладки. Существует несколько способов формирования величины корректирующего воздействия электрического режима по температурному состоянию.

Метод коррекции директивного значения подводимой к печи мощности путем расчета корректирующей поправки, которая определяется в зависимости от отклонения действительного значения температуры металла от заданного значения соотношением:

в соответствии с выражением P(τ)= Pз(τ) ± ΔP, где Pз(τ) – заданное значение подводимой мощности; ΔP – корректирующая поправка; С – удельная теплоемкость; 860 – эмпирический коэффициент, численно равный количеству энергии, усваиваемой ДСП из 1 кВт; Δτ– интервал времени, в течение которого температура металла должна достичь заданного значения. Этот интервал времени определяется дискретностью периодического замера температуры термопарой погружения; h – коэффициент усвоения тепловой энергии металлом (определяется экспериментально).

Расчет поправки ΔP осуществляет автоматический регулятор температурного режима, который вырабатывает корректирующий сигнал регулятору электрического режима, если поправка может быть осуществлена в небольших пределах. Недостаток ‒ отсутствует связь между коэффициентом усвоения энергии металлом и подводимой электрической мощностью. Для ликвидации данного недостатка метод для расчета корректирующей поправки ΔP с учетом изменения коэффициента усвоения в зависимости от подводимой в печь мощности.

где R – активное сопротивление подводящей цепи.

Данный метод использован при выполнении условия непрерывного измерения температуры металла в процессе плавки. Недостаток ‒ не предусмотрена корректировка по температуре кладки.

Фехраль

Соединения на основе алюминия, железа и хрома используются для производства недорогих нагревателей, обеспечивающих рабочий режим до 1,4 тыс. °С. Недостатки фехралевых сплавов – более слабая, по сравнению с нихромом, сопротивляемость коррозии и окислению, высокая степень температурного расширения, хрупкость, подверженность намагничиванию и изменяемость электрических качеств после многочисленных циклов использования в качестве ТЭНов. Теплоизоляция камер, оборудованных хромоникелевыми элементами, должна выполняться с применением глинозёмной обмазки, или огнеупорных кирпичей. Часто используемые марки:

  • Х23Ю5Т

  • Х27Ю5Т

  • Х23Ю5

  • Х15Ю5

Фехраль обеспечивает более высокий нагрев, если её сравнивать с нихромовыми вариантами нагревателей, но она более требовательна к химическому составу теплоизоляционных материалов и отличается меньшим сроком эксплуатации.

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

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.

Типы и конструкции электрических печей сопротивления косвенного действия

Оцените статью
Добавить комментарии

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