Общая информация и виды 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.
