ОТЛИЧИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ И ПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Промышленные печи сопротивления — это обширная группа установок, используемых для температурной и химико-термической обработки материалов, заготовок, изделий или покрытий.
Все промышленные печи сопротивления объединены принципом нагрева. Ток, текущий в нагревательном элементе или непосредственно нагреваемом теле, преобразуется в тепло согласно закону Джоуля — Ленца.
Принцип нагревания указывается в маркировке установки. Начальная буква С указывает на принадлежность установки к печам сопротивления.
Основные сведения об ЭПС
В сравнении с иными типами печей ЭПС компактны и экономичны. Они одинаково успешно применяются для массового, мелкосерийного и штучного производства, а также обработки изделий из металлических и неметаллических материалов.
Подобные установки служат для:
- плавки, рафинации, выдержки легкоплавких цветных металлов и их сплавов;
- закалки, отпуска, отжига и подготовительного нагрева деталей и заготовок перед механической обработкой;
- химико-термической обработки (азотирования, цементации и нитроцементации, аустенизации и прочего).
Область использования ЭПС также охватывает различные отрасли пищевой, химической и полимерной промышленность. Существует множество признаков, по которым такие установки делятся на типы: температура, действие, конструктивные признака, назначение и прочие.
По назначению, в числе прочих типов, выделяют печи сопротивления на нагревательные и плавильные. Эти две группы делят общий принцип нагрева, но значительно разнятся с точки зрения конструкции.
Маркировка нагревательных и плавильных печей сопротивления
Каждая печь маркируется в соответствии своим основным параметрам. При этом нагревательные и плавильные установки маркируются по-разному. Значения маркировки нагревательных печей приведены в таблице ниже.
| 1 буква: способ нагрева | ||
| С | Нагрев сопротивлением | |
| 2 буква: конструкция | ||
| Печи периодического действия | Н | Камерная |
| Ш | Шахтная | |
| Г | Колпаковая | |
| Д | Камерная с выдвижным подом | |
| Э | Элеваторная | |
| Печи непрерывного действия | К | Конвейерная |
| Т | Толкательная | |
| Р | Рольганговая | |
| А | Карусельная | |
| Ю | С шагающим подом | |
| И | С пульсирующим подом | |
| Б | Барабанная | |
| П | Протяжная | |
| Л | Туннельная | |
| 3 буква: рабочая среда | ||
| О | Окислительная (кислород, воздух) | |
| Ц | Цементационная | |
| Н | Водородная | |
| А | Азотирующая | |
| В | Вакуум | |
| Числитель дроби (х.х.х/ или х.х/) | ||
| Размеры рабочего пространства, доступного для размещения обрабатываемых изделий. Указывается в дециметрах (1*100 мм) в формате ширина, длина, высота (ш.д.в). Обозначения с двумя числовыми значениями относятся к печам с круглым сечением и указывают на диаметр и высоту соответственно. | ||
| Знаменатель дроби(/х) | ||
| Номинальная температура нагрева, выраженная в сотнях градусов по Цельсию (1*100). | ||
Таким образом печь СНО -6.12.4/10 — это камерная печь сопротивления с окислительной атмосферой, рабочим пространством 600х1200х400 мм и температурой в 10000С.
Маркировка плавильных печей сопротивления отличается. Первая буква означает то же, что и в обозначении нагревательных печей. Вторая буква – тип основного материала для плавления:
А – алюминий;
М – медь
С – свинец
Третья буква маркировки обозначает основную конструктивную особенность печи. Например, Т – тигельная, а К — камерная. Числовая составляющая маркировки представляет собой дробь, числитель которой указывает на вместимость тигля в тоннах по основному целевому материалу, а знаменатель – на номинальную температуру в сотнях градусов.
Таким образом, печь СМТ-0,25/12,5 – это тигельная плавильная печь для меди и ее сплавов с емкостью тигля в 250 кг и номинальной температурой в 12500С.
Также маркировка электрических печей сопротивления может содержать дополнительные значения. Например, буквы П и С после числовой частим маркировки плавильных печей означают «поворотная» и «стационарная» соответственно.
Типы печей сопротивления по диапазону рабочих температур
Установки для термической обработки и плавления производятся для работы в различных температурных режимах, требуемых для выполнения поставленных перед ними задач.
Типы печей сопротивления по номинальной температуре
| Тип печи | Диапазон температур | Передача тепла | Футеровка | Нагревательный элемент | Конструктивные особенности |
| Низкотемпературные | До 7000С | Преобладает конвекция | Легкие теплоизоляционные материалы между наружным и внутренним каркасом печи. | Нихром (система никель-хром), фехраль (система железо-хром-алюминий). | Экран для защиты нагреваемого изделия от теплового излучения. Системы принудительной циркуляции атмосферы. Внутренний каркас корпуса. |
| Среднетемпературные | 700-12500С | Конвекция и излучение. Чем выше температура, тем больше преобладает излучение. | Изоляция в 2, 3 или даже 4 слоя, включая экранную теплоизоляцию высокотемпературных печей. | Системы принудительной циркуляции атмосферы | |
| Высокотемпературные | Выше 12500С | Неметаллические (графит, карборунд, оксид лантана, прочие) и тугоплавки металлические (вольфрам, ниобий, молибден и прочие) нагревательные элементы. | Понижающие или автотрансформаторы с широким диапазоном регулировки напряжения вторичной обмотки. |
Строгого разграничения между плавильными и нагревательными печами по рабочей температуре нет. Например, углеродистая сталь с содержанием углерода больше 0,8% закаляется при 740-7700С, а сплавы цинк-алюминий-медь плавятся после 4000С. И наоборот, высокий отпуск той же стали начинается с 5000С, а температура плавления меди — с 12500С.
Таким образом, плавильные печи не обязательно относятся к высокотемпературным, а нагревательные — к низко- и среднетемпературным.
Назначение конкретной установки определяет доступные режимы работы и ее конструктивные особенности.
Конструктивные отличия нагревательных и плавильных печей сопротивления
Основное конструктивное отличие нагревательных и плавильных электрических печей сопротивления обусловлено наличием расплавленного металла в последних. Так, тигельные плавильные ЭПС снабжаются тиглями из металлов или огнеупоров.
Камерные плавильные печи снабжаются подом, который спускается под уклоном от загрузочного окна к ванной с расплавом. Расположение нагревательных элементов в потолке печи — еще одна особенность камерных плавильных ЭПС. ТЭНы размещаются в углублениях футеровки и, иногда, дополнительно защищаются керамическими трубками. Все это необходимо для предохранения нагревательных элементов от брызг расплавленного металла.
ТЭНы нагревательных печей монтируются в стенках, потолке, подине и даже двери. В низкотемпературных печах с принудительной циркуляцией воздуха нагревательные элементы иногда даже размещены за пределами рабочего пространства.
Механизм наклона, наличие летки или носка для слива расплавленного металла — еще одно существенное отличие плавильных и нагревательных печей. При всем конструктивном многообразии, нагревательные ЭПС не снабжаются механизмами наклона.
Конфигурация питающей сети и прочих вспомогательных агрегатов в большей степени зависит от назначения и требуемой производительности ЭПС, чем от типа.
Таким образом, плавильные и нагревательные электрические печи сопротивления объединены принципом нагрева, но различаются с точки зрения конструкции. А отличия в конструкции влекут за собой разницу в маркировке, расчете, проектировании и других аспектах.