e-kursus                
 
   
     
     
  Меню
 
 
Главная
 1. Электрические печи
    - Печь сопротивления
    - Дуговая печь
    - Индукционная печь
2. Электросварка
3. Вентиляторы
4. Насосы
5. Компрессоры
6. Краны
7. Лифты
8. Конвейеры
9. Электрическая тележка
10. Металлообрабатывающие станки
 
Тесты
 
Печи сопротивления            

 

Печь сопротивления обязана своим названием принципу действия: электрический ток, проходит по активному сопротивлению нагревательного элемента, где электрическая энергия преобразуется в тепловую. Печи сопротивления находят широкое применение  при термической обработке материалов, для нагрева перед обработкой давлением, а также для сушки и плавки.

Печи сопротивления имеют множество преимуществ:

  • в камере печи температура может достигать значений до 3000°C;

  • равномерный нагрев материалов, достигаемый расположением нагревательных элементов или принудительной циркуляцией в камере;

  • лёгкость автоматического регулирования мощности, обеспечивающее регулирование температурного режима;

  • простота механизации и автоматизации, что упрощает работу персонала и включение печей сопротивления в производственные линии;

  • хорошая герметичность, позволяющая нагревать материалы в вакууме;

  • среда газа, защищающая от окисления или определённый состав атмосферы для термохимической обработки;

  • компактность и т.д.

 

Печи сопротивления разделяются на две группы:

 

1. Косвенного нагрева, в которой электрическая энергия преобразуется в тепловую, которая передаётся нагреваемому изделию посредством излучения, конвекции [1] или теплопроводности. Печь состоит из камеры с футеровкой (огнеупорный кирпич), нагревательных элементов и слоя теплоизоляции (рис. 1). Детали камеры изготовлены из жаростойких материалов, например, жаростойкие сплавы стали.

Рис. 1. Конструкция печи сопротивления периодического действия: 1 – нагревательные элементы; 2 – футеровка; 3 - теплоизоляция; 4 – жароустойчивый подовый камень

Для термической обработки большого количества (партий) одинаковых изделий используются печи непрерывного действия (методические), в которой изделие движется от начала до конца печи без остановки. Преимуществом такой печи является большая производительность, поскольку нагрев изделий происходит равномерно, расход электроэнергии меньше, как правило, они автоматизированы. 

В печах сопротивления, в которых температура не превышает 700°C, широко используется принудительная циркуляция газа при помощи вентиляторов. Вентиляторы устанавливаются как в камере печи, так и за её пределами, вместе с нагревателями. 

Печи сопротивления косвенного нагрева могут различаться как по области применения, так и по конструкции. Например, тигельные печи используются преимущественно для плавки лёгких сплавов (сплавы свинца, алюминия и магния, баббит). Также для этих целей применяются печи, где расплавленный металл находится в ванне, а нагревательные элементы – над ним. В лабораториях используются трубчатые (рис. 2.) и камерные печи (рис. 3.), а также термостаты и сушилки.

 

                                            рис. 2 www.carbolite.ru                                  рис. 3 www.smkom.ru

 

2.  Печь сопротивления прямого нагрева (рис.  3.), в которой изделие (труба или штырь) нагревается посредством пропускаемого по нему электрического тока. В этом случае нагревательные элементы как таковые отсутствуют. Электрическая энергия преобразуется в тепловую в самом нагреваемом изделии, что обеспечивает очень быстрый нагрев (за секунды).

.

Рис. 4. Конструкция печи сопротивления прямого нагрева: 1- обрабатываемая деталь; 2 – понижающий трансформатор; 3, 4 - контакты.


[1] Конвекция - явление переноса теплоты в жидкостях или газах потоками вещества. Возникает под воздействием силы тяжести из-за разности плотности вещества в областях с разными температурами.

Нагревательные элементы

 Из проволоки изготавливаются спиральные или зигзагообразные нагревательные элементы, из ленты изготавливаются зигзагообразные (рис. 1-5). Имеющие большое сечение и механическую прочность зигзагообразные нагревательные элементы устанавливаются на стенах и своде при помощи специальных креплений, изготовленных из жаропрочных материалов, подовые нагревательные элементы укладываются непосредственно на подовый камень или кирпичи. Также изготавливаются нагревательные элементы на керамических каркасах различной формы (2) или укладываются в пазах футеровки (3).

 В печах с электрическими калориферами и соляных ваннах с рабочей температурой до 600°C используются трубчатые нагревательные элементы – ТЭН (рис. 1-6). Трубчатый нагревательный элемент состоит из нихромовой спирали (2), которая находится в трубке, изготовленной из жаропрочного сплава (1). В пространстве между внутренней стенкой трубки и спиралью находится измельчённый кристаллический оксид магния (периклаз), или порошкообразный кварц (3), которые обладают плохой электрической и хорошей теплопроводностью. Трубчатый нагревательный элемент снабжён выводами (5) и изоляторами (4). В печах с рабочими температурами выше 1100 – 1150°C используются неметаллические нагревательные элементы, которые изготавливаются, например, из карбида кремния (карборунд). Также находят применение графитные, угольные, молибденовые и вольфрамовые нагревательные элементы. Применение молибденовых и вольфрамовых нагревательных элементов возможно только в защитной атмосфере.

 

Приблизительные потребляемые мощности электропечей:

  • · от 8 до 160 kW       камерные печи;
  • · от 25 до 160 kW     шахтные печи;
  • · от 20 до 1000 kW   камерные печи для сушки электротехнических изделий;
  • · от 10 до 150 kW     барабанные печи;
  • · от 90 до 270 kW     толкательные печи;
  • · от 750 до 1100 kW толкательные печи с камерами охлаждения;
  • · от 6 до 800 kW       конвейерные печи;
  • · до 1400 kW             конвейерные печи с камерами охлаждения.

 

Пример электрической схемы печи сопротивления (рис.  1-11):

 Перечень элементов электрической схемы печи сопротивления:

F1 – автоматический выключатель нагревательных элементов печи
KM1 – контактор нагревательных элементов печи
T – печной автотрансформатор
B – датчик температуры
F2 – автоматический выключатель электропривода печной двери
KM2 – контактор электропривода печной двери (открывание)
KM3 – контактор электропривода печной двери (закрывание)
Y – электромагнитный тормоз
F3 – автоматический выключатель цепей управления печи
S1 – кнопка электропривода печной двери (стоп)
S2 – кнопка электропривода печной двери (открывание)
S3 – кнопка электропривода печной двери (закрывание)
S4 – конечный выключатель печной двери (срабатывает при полном открывании двери)
S5 – конечный выключатель печной двери (срабатывает при полном закрывании двери)
M – двигатель привода печной двери
TRS – устройство регулирования температуры
S6 – переключатель режимов работы (автоматический-выключено-ручной)
KA – промежуточное реле контактора нагревательных элементов
H1 – сигнальная лампа (превышение допустимой температуры, или неконтролируемое повышение температуры)
H2 – сигнальная лампа (нагревательные элементы включены)
H3 – сигнальная лампа (нагревательные элементы выключены)
R1, R2, R3 – добавочные резисторы сигнальных ламп

 
  Tööstuslikud elektriseadmed ja -paigaldised
Aleksei Lukašin
 

Brought by

Website Templates