Основные типы печей сопротивления косвенного нагрева периодического действия.

     

Классификация печей сопротивления отображена в таблицах на

рисунках 2.10., 2.11., 2.12. и 2.13..

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ Тепло выделяется в самом нагреваемом теле. Иногда ЭТО называют установками электроконтактного нагрева

КОСВЕННОГО ДЕЙСТВИЯ Тепло выделяется в специальных нагревателях, включенных в электрическую цепь, и передаётся от них нагреваемому телу по законам теплопередачи

 

 

Рис. 2.10. Классификация электрических печей сопротивления по способу превращения электрической энергии в тепловую.

 

Печь сопротивления представляет собой футерованную камеру. Тепло выделяется в нагревателе, после чего отдается нагреваемому изделию.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ СВЫШЕ 1250°С

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ДО 600 - 700°С

СРЕДНЕТЕМПЕРАТУРНЫЕ ОТ 600 - 700° ДО 1250°С

 

 

Рис. 2.11. Классификация ЭПС по температурному режиму.

 

Электрические печи сопротивления обычно используют для термической обработки изделий, которые должны изменять свою температуру в соответствие с заданным режимом обработки.

Такой способ принят в печах периодического действия (садочные печи). Есть два вида садочных печей – камерные и шахтные.

Для печи периодического действия (садочной) характерно неизменное положение нагреваемого тела (садки) в течение всего времени пребывания в печи. Цикл работы печи включает загрузку, тепловую обработку по заданному режиму и выгрузку. Печь может работать круглосуточно (тогда циклы непрерывно следуют друг за другом) или с перерывами – в одну или две смены.

По второму способу камерные печи сопротивления создают несколько температурных зон в соответствии с требуемым графиком обработки изделия.

        

 

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ПЛАВИЛЬНЫЕ для плавки легкоплавких цветных металлов и химически активных тугоплавких металлов и сплавов

ТЕРМИЧЕСКИЕ для различных видов термической и термохимической обработки черных и цветных металлов, стекла, керамики, металлокерамики, пластмасс и других материалов

СУШИЛЬНЫЕ для сушки лакокрасочных покрытий, литейных форм, обмазок сварочных электродов, металлокерамических изделий, эмалей и т. п.

 

 

Рис. 2.12. Классификация ЭПС по технологическому назначению.

 

Обрабатываемое изделие перемещается с заданной скоростью от загрузочного окна к разгрузочному. При такой организации процесса возможно движение изделий непрерывным потоком. Это печи непрерывного действия (методические). Печи непрерывного действия особенно удобны для работы в поточных технологических линиях с металлообрабатывающими станками и другими агрегатами и устройствами.

 

ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ (САДОЧНЫЕ)

НЕПРЕРЫВНОГО ДЕСТВИЯ (МЕТОДИЧЕСКИЕ)

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ

 

 

Рис. 2.13. Классификация ЭПС по характеру работы.

 

Электропечи сопротивления периодического действия разнообразны по конструкции, их применяют в индивидуальном или мелкосерийном производстве. Из них наиболее широко распространены колпаковые, элеваторные, камерные и шахтные печи (Рис. 2.14). Конструкция камерных печей отображена на рисунках 2.15а-2.15д.

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

КАМЕРНЫЕ

КОЛПАКОВЫЕ

КАМЕРНЫЕ С ВЫДВИЖНЫМ ПОДОМ

ЭЛЕВАТОРНЫЕ

ШАХТНЫЕ

 

 

Рис. 2.14. Основные виды электрических печей сопротивления периодического действия.

 

Рис. 2.15. Схема печей периодического действия:
а – камерная с загрузкой через окно; б – камерная с выдвижным подом;
в – шахтная; г – элеваторная; д – колпаковая. 1 – каркас печи с футеровкой;
2 – нагреваемые тела (загрузка); 3 – дверца; 4 – загрузочный проём (окно);
5 – выдвижной под; 6 – рельс; 7 – крышка; 8 – опускающийся под;
9 – механизм опускания; 10 – стенд; 11 – съёмный колпак.

Камерная электропечь – печь периодического действия с камерой нагрева, загрузка и разгрузка садки которой производятся в горизонтальном направлении (Рис.2.15а и Рис.2.15б). Камерная печь в разрезе показанная на Рис.2.16 состоит из прямоугольной камеры с огнеупорной футеровкой и теплоизоляцией, перекрытой сводом и помещенной в металлический кожух. Печь загружается и выгружается через закрываемое дверцей 6 отверстие в передней части рабочей камеры1. В поду камерной печи обычно имеется жароупорная плита, на которой расположены нагреватели 5. В печах до 1000 К теплообмен обеспечивается за счет излучения или вынужденной конвекции.

Шахтная печь представляет собой круглую, квадратную или прямоугольную шахту. Корпус печи заглублен в землю и перекрывается сверху крышкой с затвором и электроприводом (Рис.2.15в).

Нагревательные элементы в ней установлены обычно по боковым стенкам огнеупорной кладки. Крышка печи футерована и имеет механизм подъёма и поворота. Между корпусом и огнеупорной кладкой располагают слой теплоизоляцииДля равномерного нагрева печь имеет вентилятор. Контроль температуры осуществляют термопарами.

 

Рис. 2.16. Камерная электропечь: 1 – рабочая камера; 2 – огнеупорный слой футеровки; 3 – теплоизоляционный слой футеровки; 4 – кожух;
5 – нагревательные элементы; 6 – футерованная дверца; 7 – подовая плита.

 

Колпаковая печь – печь периодического действия с открытым снизу подъемным нагревательным колпаком 11 и неподвижным стендом 10 (Рис.2.15д). Нагреваемые детали (садка) 2 с помощью подъемно-транспортных устройств помещаются на стенд 10. Поверх них сначала устанавливается жаропрочный колпак – муфель, а затем основной колпак камеры печи, выполненной из металлического каркаса с огнеупорной футеровкой. Нагревательные элементы расположены по боковым стенкам колпака и в кладке стенда.

Элеваторная электропечь – печь периодического действия с открытой снизу неподвижной камерой нагрева 1 и с опускающимся подом 8 (Рис. 2.15г). Она представляет собой цилиндрическую или прямоугольную камеру, установленную на колоннах на высоте 3–4 м над уровнем пола цеха.

Под печи поднимается и опускается гидравлическим или электромеханическим подъемником 9, который установлен под камерой нагрева. Нагреваемые изделия – садку 2 нагружают на тележку, затем с помощью лебедки продвигают под печь и поднимают подъемником 9, вдвигая в камеру. По окончании технологического процесса под опускается и изделие снимается.

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

Печи комплектуются многоступенчатыми трансформаторами.

Электрические печи-ванны применяются для термической обработки ответственных длинномерных и тонкостенных металлических изделий в индивидуальном и мелкосерийном производстве. Нагрев в них осуществляется жидкими теплоносителями (маслом, щелочами, расплавами солей).        

Электрическая печь-ванна имеет вид шахтной печи со встроенной в рабочее пространство ванной или тиглем. Электропечи-ванны бывают: с внешним обогревом, в ко­торых нагреватели расположены на внутренней поверх­ности огнеупорной кладки; с внутренним обогревом труб­чатыми погруженными в теплоноситель электронагрева­телями; с внутренним обогревом электродными группами (однофазными и трехфазными) — в этом случае ток протекает в теплоносителе между электродами. Под­бором состава солей можно также проводить и термохимическую обработку (цементацию, азотирование, борирование и т. п.). На рис. 2.17. изображена серийная элек­тродная ванна на рабочую температуру до 1300° С.

Рис. 2.17. Электродная соляная ванна.

1 – токопровод; 2 – зонд; 3 – электродная группа; 4 – перегородка;
5 – футеровка; 6 – внутренний кожух; 7 – пирометр; 8 – наружный кожух.

Ванна прямоугольной формы выложена огнеупорным шамотным кирпичом в промежуточном металлическом кожухе-тигле, вместе с которым она может легко извле­каться из печи и заменяться новой. Промежуточный кожух служит также для предохранения тепловой изоля­ции от проникновения расплавленных солей. В ванне вдоль одной из сторон помещены три цилиндрических стальных электрода, к которым через электрододержатели и шинопровод подведенонапряжение от вторичных обмоток понижающего трансформатора, устанавливаемо­го непосредственно около печи. Трансформаторы ванн имеют переключатели ступеней напряжения, позволяющие регулировать подводимое к электродам напряжение в пределах от 6 до 18 В.

Электродные соляные ванны предназначаются для безокислительного нагрева изделий до температуры, не превышающей 1300°С, и применяются главным образом для термообработки режущего и ударного инструмента.