Общая характеристика электрических печей

Значение электрических печей в металлургии:

 

1. возможность получения высококачественного металла с низким содержанием серы, фосфора, кислорода и высоким содержанием легированных компонентов;

2. возможность использования электрической энергии для нагрева металла, что позволяет в небольшом объеме сконцентрировать большую мощность и нагревать металл с большой скоростью до температуры кипения;

3. в отличие от мартен и конвекторного способа электроплавка осуществляется в любой атмосфере и широком диапазоне давлений;

4. работа электрических печей легко поддается автоматизации;

5. электроэнергия дешевле, чем применение кокса.

 

Классификация электрических печей

В основу классификации положен признак превращения электрической энергии в тепловую энергию. Все электрические печи делятся на 4 ^е большие группы:

1-я группа Печи сопротивления

Принцип действия основан на том, что при прохождении тока по проводнику в нем выделяется тепло по закону Джоуля-Ленца Q=I^2*R*t  (Дж). Подбирая значение I, R можно получить мощность достаточную для расплавления металла. Элементом сопротивления может служить специальный проводник – нагреватель (печь косвенного действия) или непосредственно прямого нагрева тела (печь прямого действия).

 

2-я группа Дуговые печи

Преобразование электрической энергии в тепловую энергию происходит в электрической дуге, являющейся одной из форм разряда в газах. При таком разряде в сравнительно небольшом объеме дуги можно сконцентрировать большие мощности и получить высокие температуры. При этом нагрев металла возможен непосредственно (печь Геру – прямого действия) или печи косвенного действия, когда дуга горит над расплавленным металлом (печь Пешона).

 

3-я группа Индукционные печи

Металл нагревают вихревыми токами, наводящимися переменным полем индуктора. По существу- это печи сопротивления, но отличаются способом передачи энергии нагрева металлу.

Электрическая энергия > Электромагнитная > Электрическая > Тепловая.

При индукционном нагреве тепло выделяется в самом обрабатываемом металле, поэтому использование тепла наиболее полное. С этой точки зрения - это наиболее совершенный тип печей.

 

Индукционная тигельная печь

 

Индукционная канальная печь

 

4-я группа Электронно-лучевые установки

 

Нагрев с помощью бомбардирующих электронов поверхности металла и отдачи ими части своей кинетической энергии, повышая тем самым температуру металла. Источником электронов является кольцевой катод или электронная пушка. Получить плотный не рассеивающийся поток электронов можно только в вакууме при давлении не менее 13,33 Па, т.е. все электронно-лучевые установки являются вакуумными. Их используют для получения слитков металла высокой чистоты.