Печь для обжига керамики (металлокерамики) - виды: вакуумная, муфельная, вращающаяся, электрическая, шахтная, туннельная, барабанная
Изготовление керамических изделий – процесс сложный и кропотливый. Для обеспечения должного уровня прочности, стойкости керамики, ее эстетичности следует строго придерживаться технологических особенностей и производственных этапов, в частности использовать воздействие высоких температур в специальных печах для обжига керамики и металлокерамики. Керамическое изделие полностью завершено и готово к применению только после обжига.
Печь для обжига керамики
Содержание:
- Виды печей для обжига керамики
- Муфельная печь для обжига керамики
- Электрическая печь для обжига керамики
- Вакуумная печь обжига
- Туннельная печь для обжига керамики
Виды печей для обжига керамики
Классификация установок для термообработки керамики осуществляется по целому ряду признаков. Такая вариативность позволяет без проблем выбрать именно то оборудование, которое оптимально подходит для того или иного производства.
Виды печей для обжига керамики
В зависимости от типа питания различают газовые, электрические и твердотопливные устройства. Последний вид зачастую находит свое применение в индивидуальном производстве и изготавливается на заказ у специалистов. Для промышленных целей используются только первые два вида.
Газовые печи подходят для систематического мелкосерийного изготовления глиняных изделий. Их граничный температурный диапазон колеблется в пределах 1100-1300 °C. Работают они на природном газе, пропане. В устройствах могут быть реализованы фронтальные и вертикальные загрузки. Горелку размещают внутри (применяется электрическое зажигание) или снаружи (тепло подается через специальное отверстие). Одна горелка, размещенная отдельно, может обслуживать несколько печей. В базовой комплектации конструкция состоит из трубопроводов для подачи/отвода газов, горелки, системы, дублирующей работу теплоносителя.
Среди преимуществ газовых установок для обжига стоит выделить несущественные затраты на эксплуатацию, равномерное тепловое распределение, быстрый нагрев (в случае использования внутренней горелки), возможность автоматизации системы, безопасность работы.
По местоположению нагревателей данное оборудование делится на:
- Муфельное (нагревательные элементы реализованы вокруг муфеля, представляющего собой термостойкую камеру);
- Камерное (нагреватели размещены в камере).
Камерным установкам свойственны более высокие температурные показатели и низкие теплопотери за счет отсутствия рассеивания тепла огнеупором. Это приводит к ускорению процесса обжига. Но при обработке деликатных заготовок для получения более высокого их качества рекомендуется использовать печи первого вида с муфелем, выполняющим посреднические функции.
По типу загрузки оборудование бывает горизонтальным (загрузка выполняется фронтально), трубчатым (изделия загружаются вертикально; распределение тепла более равномерное; идеально подходит для обработки художественной керамики) и колпаковым (загрузка также вертикальная, оптимальный вариант для крупных заготовок).
Классификация печей осуществляется и в зависимости от гранично возможной и допустимой температуры. На ее показатели влияют конструкционные особенности и назначение оборудования. В наиболее горячих устройствах температура может превышать 1500 °C. Керамические изделия, прошедшие обработку в таких печах, приобретают окрас в белых, оранжевых тонах. В установках с более слабыми температурными режимами изделия приобретают темно-красную, бордовую расцветку. В агрегатах со слабым нагревом, не превышающим 500 °C, заготовки получаются красными. В большинстве случаев керамику нагревают до 950-1450 °C. Величину термических показателей и длительность обработки выбирают, ориентируясь на тип, состав, назначение заготовки.
Еще одним фактором классификации является мощность, которая определяет расход электроэнергии. Данный показатель также связан с внутренним объемом печи. Для небольших устройств с объемом не более 50 л данный расход составляет примерно 100 Вт/л. Для более крупных аппаратов соотношение показателей более выгодно для потребителя. Расчет затрат в этом случае приблизительно 50-70 Вт/л.
В зависимости от типа заполнения камеры устройств классифицируют на:
- Воздушные (используются для общих производственных целей);
- Вакуумные;
- С газовой средой (нагревание осуществляется в атмосфере, формируемой разнообразными газами: азотом, водородом и пр.).
Следует также упомянуть шахтные печи, предназначенные для обжига кусковых материалов, и вращающиеся барабанные аппараты.
Муфельная печь для обжига керамики
Муфельные устройства могут функционировать на газе и электричестве. Индукционный нагрев в них не используется. Рассмотрим более подробно электрические установки.
Муфельная печь для обжига керамики
Конструкционно данные аппараты включают в себя: муфель – камеру с толстыми, огнеупорными стенами из специального кирпича; облицовку муфеля, отличающуюся термостойкостью; корпус из металла, преимущественно из стали; металлическую дверь, оснащенную термостойкой изоляцией. Важную роль в конструкции устройства играют нагреватели: нихромовые, фехралевые, вольфрамовые, реализованные в виде трубок, спиралей, лент. Располагаются они вокруг муфеля. Между корпусом и муфелем реализуется теплоизолятор. Большое значение имеют и терморегуляторы, реле, контролирующие температуру.
Основные преимущества муфельных установок:
- Широкий диапазон рабочих температур;
- Возможность точного регулирования параметров;
- Удобные загрузка и выгрузка заготовок, подвергаемых термообработке;
- Равномерное прогревание изделий без температурных колебаний;
- Быстрое остывание изделий после обжига и, следовательно, быстрый переход к последующим этапам производства;
- Минимизированные теплопотери благодаря герметичным дверям.
На современном нишевом рынке большой популярностью пользуются печи муфельные Nabertherm, которые могут использоваться в различных сферах производства и в научно-исследовательских работах.
Однако муфельным устройствам присущ и ряд особенностей, которые в некоторых случаях могут считаться недостатками. В частности, данную технику невозможно использовать для обработки изделий при температуре, превышающей 1300 °С. Кроме того, муфелю свойственно ограниченное число выдерживаемых циклов нагрева-охлаждения. Да и для его разогрева требуется дополнительная электрическая энергия.
Электрическая печь для обжига керамики
Электрические устройства могут отличаться конфигурацией, но в большинстве случаев в них реализована фронтальная загрузка.
Среди обязательных элементов конструкции стоит упомянуть:
- Корпус из прочного металла (хорошо зарекомендовала себя нержавеющая сталь);
- Футеровку из кирпича, характеризующегося огнестойкостью, и волокнистых материалов;
- Загрузочные поддоны из материалов повышенной огнестойкости;
- Нагревательные элементы, расположенные в камере или вокруг нее.
Электрическая печь для обжига керамики
Когда дверь камеры открывается, нагреватели автоматически отключаются. Граничная температура устройства равна 1200-1400 °C. Этих показателей достаточно для обжига большей части керамических заготовок. Процесс нагревания осуществляется с повышенной скоростью, которая достигается за счет накопления футеровкой энергии, выделяемой источником тепла. Сравнительно небольшие габариты позволяют без проблем разместить такие установки даже в небольших производственных помещениях. Единственным минусом устройств является значительный расход электроэнергии.
Процесс обжига керамического изделия подразумевает его нагревание до определенной температуры, выдержку при установленных температурных показателях в течение некоторого периода времени и последующее охлаждение. При этом важную роль играют следующие моменты:
- Итоговая максимальная температура;
- Длительность выдержки при максимально высокой температуре;
- Скорость нагревания изделия до температуры выдержки;
- Скорость охлаждения.
Комплексное воздействие данных факторов и позволяет получить в итоге результат, оптимальный для того или иного типа заготовок. Современное оборудование, применяемое при изготовлении керамики, рассчитано на разные температурные режимы и подходит для обработки разных типов изделий. Длительность обжига определяют, учитывая вид материала, габариты заготовок, их количество при одновременной обработке.
Вакуумная печь обжига
Вакуумные устройства для обжига могут отличаться температурными режимами, рабочим объемом, комплектующими. В них могут использоваться и самые простые клапаны, измерительно-контрольные устройства, и инновационные многодиапазонные датчики давления-вакуума, автоматизированные клапаны и насосное оборудование. Большим спросом у крупных производителей пользуются, к примеру, турбомолекулярные насосы, обеспечивающие формирование глубокого безмасляного вакуума.
Вакуумная печь обжига
Востребованность вакуумных установок обусловлена рядом их существенных преимуществ:
- Получение более прочных и морозостойких изделий;
- Уменьшение времени термообработки в несколько раз;
- Снижение температуры обжига минимум на 100 °С;
- Возможность легкого встраивания устройств в производственные цепочки и в поштучном, и в крупносерийном выпуске;
- Высокая скорость смены режима обработки;
- Холодные и безопасные стенки камеры;
- Уменьшение энергозатрат;
- Легкий ремонт и техническое обслуживание;
- Повышенный уровень автоматизации.
Туннельная печь для обжига керамики
В установках данного типа зона обжига статична, а обрабатываемые изделия передвигаются на специальных устройствах по сквозному туннелю до теплоносителя. Оборудование бывает одно- и многоканальным. Сам канал может быть прямолинейным и кольцевым.
Туннельная печь для обжига керамики
Изделия нагреваются или посредством открытого огня, или с помощью экранов-муфелей. В первом случае заготовки могут загрязняться золой и сохранившимися топливными частицами. В муфельных установках таких загрязнений не бывает. Они обеспечивают получение более высококачественных изделий. Туннельные установки состоят из зон подогрева, обжига и охлаждения.
Преимущества устройств: возможность механизации и автоматизации рабочих процессов, улучшение гигиенических рабочих условий работы, повышенная производительность.
Печи для обжига нашли активное применение в самых разных сферах промышленности, связанных с изготовлением керамических и металлокерамических изделий. Благодаря обжигу керамика становится более прочной, водонепроницаемой, приобретает нужный цвет и завершенный вид.
Подборка товаров
- Комментарии