Печи сопротивления нашли широкое применение в различных сферах промышленности, что обусловлено рядом их практических преимуществ. На сегодняшний день это один из наиболее востребованных видов оборудования для тепловой обработки, активно используемый и в небольших гончарнях, и на металлургических предприятиях.
Печи сопротивления
Содержание:
- Виды и классификация печей сопротивления
- Печи сопротивления - принцип работы, устройство
- Вакуумные печи сопротивления
- Электрические печи сопротивления
Виды и классификация печей сопротивления
Данные установки могут отличаться некоторыми параметрами. В зависимости от рабочего режима различают оборудование непрерывного и периодического действия. По условиям применения печи бывают:
- Лабораторными (используются для научно-исследовательских работ);
- Промышленными (применяются для постоянной термической обработки крупных партий).
Виды и классификация печей сопротивления
В зависимости от среды в рабочей камере классифицируют установки с контролируемой средой (к примеру, вакуумные) и установки, работающие в воздушной атмосфере.
По типу обрабатываемых объектов существует оборудование для термообработки металлов, стеклянных, керамических и прочих заготовок.
Классификация устройств в зависимости от температурных режимов выглядит следующим образом:
- Низко- и среднетемпературные, нагревательный элемент – нихром;
- Высокотемпературные, нагревательный элемент – фехраль;
- Особо высоких температур, нагревательные элементы производятся из керамики;
- Сверх высокотемпературные, нагревательные элементы – тугоплавкие металлы или композитные сплавы с углеродом.
Печи сопротивления - принцип работы, устройство
Принцип работы оборудования базируется на том, что в проводнике с активным сопротивлением, через который проходит ток, выделяется тепло. Функции инструмента сопротивления могут исполнять специальный проводник или сам обрабатываемый объект. В зависимости от этого, выделяют печи косвенного и прямого нагрева. Для обработки металла рекомендуются к использованию установки первого вида, поскольку сопротивления самого металла зачастую недостаточно, чтобы в нем выделялась существенная мощность.
Печи сопротивления - принцип работы, устройство
По характеру работы данные установки бывают двух видов: периодического действия и непрерывного действия. В оборудовании первого вида в камере размещают изделие, и обеспечивают в ней температурные показатели с учетом установленного графика обработки. Затем в камеру помещают новое изделие и повторяют все действия (загрузку, термообработку, выгрузку). Обрабатываемый объект сохраняет стабильное положение на протяжении всего времени нахождения в камере. Печи могут функционировать круглые сутки или посменно. Они успешно задействуются в индивидуальном изготовлении или при производстве мелких серий товаров.
В свою очередь устройства периодического действия делятся на:
- Камерные (отличаются горизонтальной загрузкой, состоят из рабочей камеры в форме прямоугольника с огнеупорной облицовкой, жароупорной плиты с нагревательными элементами);
- Шахтные (реализованы в виде круглых или прямоугольных шахт; нагреватели зачастую находятся по бокам шахты);
- Колпаковые (включают в себя статичный стенд и поднимаемый нагревательный колпак; нагреватели находятся по бокам колпака и в стенде);
- Элеваторные (состоят из статичной камеры и двигающегося пода; нагреватели в низкотемпературных устройствах реализованы на стенках камеры, в высокотемпературных – на стенках и в поду).
В оборудовании непрерывного действия реализовано несколько температурных участков, соответствующих графику термообработки. Нагреваемый объект передвигается с требуемой скоростью от загрузочного проема к разгрузочному. Изделия перемещаются непрерывающимся потоком. Такие установки – оптимальный вариант для производства крупных серий продукции. В них, как правило, реализована автоматизация подачи изделий, их перемещения в камере и удаления после обработки. Печи такого типа можно успешно интегрировать в производственно-технологические линии со станками для металлообработки.
Основные отличия конструкций данного оборудования заключаются в разных механизмах передвижения обрабатываемых объектов в рабочем пространстве. Печи классифицируют на:
- Конвейерные (изделия перемещаются на горизонтальном транспортере);
- Толкательные (разработаны для нагрева крупногабаритных объектов правильных конфигураций, не имеют поддонов);
- Протяжные (используются для нагрева проволочных объектов, лент и прочих аналогичных изделий посредством непрерывающегося протягивания через камеру нагрева; реализованы в виде муфеля).
Вакуумные печи сопротивления
В большинстве установок косвенного действия тепло передается посредством излучения и конвекции, при чем в среднетемпературных устройствах доминирует излучение, в низкотемпературных – конвекция. В плавильном оборудовании с жидким теплоносителем теплопередача осуществляется, кроме конвекции, еще и теплопроводностью. В вакуумных же печах тепло передается исключительно излучением.
Вакуумные печи сопротивления
Вакуумные устройства – эффективный инструмент для нагрева материалов перед обработкой давлением. С их помощью также выполняют:
- Обезгаживание компонентов электровакуумных устройств;
- Закалку, отпуск, старения сплавов магния, а также бронзы, стали пр.;
- Пайку элементов и итоговую герметизацию вакуумных устройств;
- Отгонку пластификаторов;
- Спекание керамических изделий, твердых сплавов, металлических порошков, отличающихся тугоплавкостью;
- Термохимические операции карбонизации, синтеза.
Конструкция вакуумных установок включает в себя теплоизолированную герметичную камеру с расположенными внутри нее нагревателями. Среда в ней вакуумируется специальными насосными агрегатами. Такие устройства бывают непрерывного и периодического действия.
Электрические печи сопротивления
Электропечи сопротивления составляют достаточно солидную группу электротермического оборудования, главное назначение которого заключается в нагреве промышленных изделий посредством пропускания тока или через сами объекты обработки, или через комплекс проводников.
Электрические печи сопротивления
Данные установки используются во многих промышленных сферах, лабораторных научно-исследовательских работах для подготовительного нагрева, плавки алюминия, других металлов, сушки, обжига, закалки и прочих подобных операций термообработки материалов.
Среди основных преимуществ оборудования стоит выделить следующие:
- Равномерное нагревание объектов;
- Достижение при необходимости в рабочем пространстве повышенных температур (3000 °С);
- Автоматизированное управление;
- Автоматическое регулирование мощности;
- Отличная герметизация;
- Легкая интеграция в технологические рабочие цепи;
- Простое регулирование режимов функционирования;
- Применение результативных инструментов герметизации (вакуум, среда защитных газов);
- Компактность и эргономичность.
Все эти и многие другие факторы и обуславливают активное использование данного электрооборудования в машиностроении, химической, электронной промышленности, строительной сфере и даже в производстве пищевых продуктов.