Нагревательные печи и нагревательные устройства
Обновлено: 18.05.2024
Высокотемпературные нагреватели для печей
© ПромНагрев 2000-2021 Полное или частичное использование материалов сайта только с письменного разрешения. Запрещается автоматизированное извлечение информации сайта любыми сервисами без официального письменного разрешения. Информация, указанная на сайте, является справочной, и ни в коем случае не является публичной офертой.
Доставка во все города России!
Москва Санкт-Петербург Новосибирск Екатеринбург Нижний Новгород Мурманск Новочеркасск Череповец Южно-Сахалинск Владикавказ Брест Раменское Улан-Удэ Махачкала Дубна Орёл Жуковский Пушкино Ступино Одинцово Павлодар Волжский Челябинск Самара Саратов Краснодар Алматы Казань Иркутск Ростов-на-Дону Пермь Воронеж Оренбург Минск Уфа Красноярск Томск Омск Ставрополь Ижевск Владивосток Тольятти Волгоград Пенза Невинномысск Липецк Барнаул Ярославль Владимир Тула Чебоксары Брянск Кемерово Астана Хабаровск Рязань Калуга Смоленск Тюмень Киров Подольск Ульяновск Белгород Калининград Петрозаводск Тверь Набережные Челны Сосновый Бор Мытищи Обнинск Симферополь Караганда Люберцы Курск Бийск Серпухов Иваново Сочи Вологда Новокузнецк Кострома Саранск Тамбов Костанай Сергиев Посад Великий Новгород Днепр Астрахань Чита Королёв Чехов Псков Магнитогорск Балашиха Йошкар-Ола Фрязино Щелково Химки Курган
Electric Heating Elements Европейское качество, не Китай.
Если не нашли свой город в списке - позвоните менеджерам 8 (499) 689 02 66 и узнайте о способах доставки в ваш город, укажите адрес завода.
Чтобы заказать и купить нагреватель оптом или в розницу, узнать стоимость, запросить прайс-лист, обращайтесь к менеджерам. Низкая цена, скидки.
В наличии на складе и изготовление под заказ по чертежам различные типы изделий: нагреватели, нагревательные элементы, электронагреватели, обогреватели, ТЭНы и комплекты (термопара + регулятор), электрические нагревательные приборы. Напряжение нагревателей 230, 380 V (Вольт), по запросу производство 12, 24, 48, 110 V. Мощность нагревателей от 1 W (Ватт) до 100 кВт (киловатт)
Нагревательная печь: описание, классификация и виды
Нагревательные печи - печи, предназначенные для нагрева металла перед последующей обработкой под высоким давлением: штамповкой, прокаткой или ковкой. Пластичность металла возрастает при нагреве, что позволяет снизить энергозатраты на его деформацию. Температура пережога, при которой на границах зерен металла образуется жидкая фаза, ограничивает максимальную температуру нагрева. Это позволяет понизить механическую связь зерен и потеряю прочности металла.
Принцип работы
Разность температур оси заготовки и поверхности влияет на равномерность нагрева материала, которая играет большую роль при проведении пластической деформации. Пластические свойства материала зависят от температуры нагрева, в связи с чем неравномерный нагрев может стать причиной деформации. Уменьшение разницы температур увеличивает качество проката и время нагрева заготовок, понижая производительность печи и повышая угар металла.
Виды печей
Нагревательные печи подразделяются на несколько видов:
- Методические, или непрерывного действия.
- Нагревательные колодцы, или периодического действия.
Нагревательные колодцы
Крупные заготовки весом до 35 тонн нагреваются в нагревательных колодцах, в которых одновременно может располагаться от 5 до 14 слитков. Бесперебойная работа прокатного стана обеспечивается группой нагревательных колодцев. Плавки выдаются сталеплавильными печами через определенные временные интервалы: для мартеновских печей он составляет 4-6 часов, для конвертеров - 1-1,5 часов. Остановка нагревательной печи на ремонт происходит после полной выработки ее ресурса. За это время нагревательные колодцы используются для нагрева заготовок, хранящихся на складе. Печи такого типа играют роль своеобразного буфера между прокатными станами и плавильными печами, сохраняя непрерывной их работу.
Современные модели нагревательных колодцев представляют собой камерные печи с периодическими по времени температурным и тепловым режимами.
Промышленные печи
В черной и цветной металлургии нагревательные печи промышленного типа применяются для разогрева заготовок перед ковкой, прессованием или прокаткой. Печи отличаются конструкцией, методом загрузки слитков и температурным режимом. Мазут, электричество или природный газ могут использоваться в качестве источника энергии. Нагревательные печи делятся на непрерывные и периодические по методу загрузки заготовок.
В печи периодического типа загружается конкретное количество слитков, которые во время нагрева сохраняют неподвижность. После достижения необходимой температуры слитки вынимаются из печи и отправляются на последующую обработку, сменяясь новой партией. К данному виду причисляются камерные нагревательные печи.
В печах непрерывного цикла погруженные заготовки постоянно движутся относительно теплового источника, что обеспечивает максимальную производительность при небольших габаритах печи. К данному виду относятся конвейерные, методические и карусельные печи.
Камерные печи
Слитки в камерной печи остаются неподвижными во время нагрева. В зависимости от устройства нагревательные печи камерного типа подразделяются на несколько видов:
- Вертикальные. Во время нагрева, загрузки и выгрузки заготовки находятся в вертикальном положении. Используется для изготовления длинного и узкого металлопроката.
- Колпаковые. Над изделиями располагается подвижный колпак, который прогревает их до нужной температуры. Такие конструкции применяются для прогрева листового металлопроката.
- Нагревательный колодец. Печь с вертикальной загрузкой и расположенным сверху люком, который позволяет загружать заготовки. Внутри колодца заготовки удерживаются специальными механическими захватами.
Используемый режим работы нагревательного элемента печи камерного типа классифицирует печи на два типа: с постоянной и изменяемой температурой.
Печи с изменяемой температурой используются с целью поддержания определенного температурного режима для получения заданных свойств металла. Заготовки проходят полный цикл нагрева и остывания, в связи с чем их загрузка и выгрузка осуществляются одновременно. Электричество позволяет более точно регулировать температуру. Печи с постоянной температурой в качестве топлива используют мазут либо природный газ и могут нагревать одновременно несколько заготовок, при этом их загрузка и выгрузка может осуществляться по отдельности.
Методические печи
Заготовки в методической нагревательной печи постоянно движутся относительно нагревательного элемента. Предотвращение механических напряжений в металле и обеспечение равномерного прогрева возможно благодаря прохождению заготовками трех зон:
- Методическая зона, в которой слитки предварительно разогреваются.
- Сварочная зона, в которой нагрев слитков осуществляется до необходимой температуры.
- Томительная зона. Тепловая энергия равномерно распределяется по заготовке перед началом ее обработки.
Особенности перечисленных зон зависят от размера заготовок. Если сечение слитков слишком большое, то сварочная зона включает несколько секций, в каждой из которых располагается отдельный источник тепла для полного и равномерного прогревания заготовки. Тепловая энергия в маленьких слитках распределяется практически моментально, соответственно, им не нужно проходить зону томления. Источником питания таких печей является жидкое топливо или газ. В стенках сварочной зоны находятся форсунки, при помощи которых осуществляется нагрев.
Промышленные газовые печи
Во многих отраслях промышленности используются термические нагревательные печи газового типа. Они являются одним из звеньев технологического цикла в различных областях производства - начиная от металлургии и заканчивая изготовлением строительных материалов.
Нагревательные печи в большинстве своем имеют одинаковую конструкцию, состоящую из рабочего пространства, топки, дымохода, рекуператора, дымовой трубы и дополнительных устройств.
Переносные печи
Электрические нагревательные печи компактных размеров, отличающиеся удобством эксплуатации и ремонта и не нуждающиеся в обустройстве дымоходов и фундаментов. При необходимости ремонта переносная печь заменяется новой моделью при помощи мостового крана, что позволяет свести к минимуму простои основного оборудования.
Механизированные и полумеханизированные печи
Разновидность печей, загрузка и выгрузка заготовок в которые осуществляется при помощи дополнительных механизмов.
Механизированные камерные печи могут устанавливаться в поточную линию вместе с прочим оборудованием благодаря ритмичности выдачи заготовок. Самыми простыми с точки зрения эксплуатации и конструкции являются толкательные печи.
Очковые печи
Вращающиеся очковые печи используются при необходимости нагрева круглых заготовок с последующей высадкой болтов и оттяжкой концов. Конструкция таких печей представлена шамотным муфелем цилиндрической формы с отверстиями. Вращение муфеля осуществляется вместе с подом на шарнирной кольцевой опоре. В центральной части пода располагается газовая горелка. Через отверстия муфеля проходят дымовые газы, нагревая при этом установленные заготовки и выходя в трубопровод через вытяжной зонд.
В зависимости от конструкции очковые печи подразделяются на поворотные, круглые, прямоугольные и неподвижные. Более простыми в изготовлении и крупными по размерам являются прямоугольные неповоротные печи, которые к тому же обладают только одним окном.
Нагрев металла в таких печах осуществляется открытым пламенем, в результате чего на его поверхности образуется окалина. В печах непрерывного и периодического действия осуществляется безокислительный нагрев заготовок, позволяющий избежать появления окалины.
Нагревательные устройства
В прокатном производстве в зависимости от массы, формы и размеров нагреваемого металла, а также способов посадки, перемещения при нагреве, способов нагрева и выдачи применяют следующие виды нагревательных устройств.
Нагревательные колодцы
Нагревательные колодцы применяют для нагрева слитков. По конструкции они бывают одноместные, многоместные, с центральной горелкой или боковым обогревом, регенеративные или рекуперативные, а также одноместные с электрическим обогревом для нагрева специальной легированной стали. Нагревательные колодцы должны обеспечивать равномерный нагрев слитков по сечению и высоте, исключать их перегрев и пережог; в результате нагрева давать минимальное окалинообразование; иметь высокую производительность при низком удельном расходе топлива; быть надежными в эксплуатации и обеспечивать полную автоматизацию процесса нагрева.
В нагревательные колодцы слитки сажают в вертикальном положении, обычно прибыльной частью кверху. При таком расположении слитков в колодцах обеспечивается всесторонний нагрев, а вследствие этого улучшаются условия нагрева металла, увеличивается скорость нагрева и повышается качество металла; отпадает необходимость в кантовке слитков. Вертикальное расположение слитков устраняет опасность смещения усадочной раковины при посадке их в горячем состоянии.
Одноместные колодцы старых конструкций состоят из ячеек, отделенных друг от друга стенками. В каждой ячейке помещают один слиток. Загрузку и выгрузку слитков в колодцы этого типа производят непрерывно. Недостатки этих колодцев заключаются в неравномерном нагреве слитков по высоте и сечению, быстром изнашивании разделительных стенок, необходимости остановки всей группы колодцев при ремонте одной ячейки, сложности обслуживания многочисленных крышек.
В регенеративных колодцах каждая группа состоит из четырех ячеек (рис. 63) по 6—8 слитков в каждой. Ячейка (камера) колодцев представляет самостоятельную нагревательную печь, имеющую регенераторы для подогрева газа и воздуха. Два регенератора, ближайшие к рабочей камере, предназначены для подогрева, газа, два дальние для подогрева воздуха.
Газ и воздух, пройдя регенераторы, встречаются в пространстве над газовым регенератором, после чего горящая смесь через пламенное окно входит в рабочую камеру колодца и нагревает слитки. Из рабочей камеры продукты горения уходят в регенераторы, расположенные с противоположной стороны, а оттуда в борова и дымовую трубу.
Колодцы отапливают доменным газом или смесью доменного и коксового газов. Шлак удаляют через два отверстия в коробку, установленную на вагонетке. Последняя передвигается по пути, расположенному в шлаковом коридоре, общем для всех групп колодцев.
Нагревательные колодцы этого типа механизированы и имеют высокую производительность. Недостатком колодцев является неодинаковое расположение слитков по отношению к потоку тепла, а следовательно, неодинаковый нагрев их. По этой причине емкость регенеративных колодцев не превышает 8—10 слитков, так как для увеличения емкости потребовалось бы удлинение камеры, что ухудшило бы равномерность нагрева слитков по длине камеры. Кроме того при этом возможно оплавление поверхности крайних слитков, а иногда и пережог, что обычно наблюдают при работ на жидком топливе.
В настоящее время на новых металлургических заводах строят рекуперативные колодцы (рис. 64), имеющие преимущества по качеству нагрева и условиям эксплуатации.
В рекуперативных колодцах с центральной горелкой (рис. 64, а) пламя движется вверх, ударяется о крышку, растекается по ее поверхности и омывает стены сверху вниз. После этого дымовые газы проходят через каналы в нижней части двух боковых стен и через керамические рекуператоры, расположенные с обеих сторон каждой камеры. Группа таких колодцев состоит из двух камер. Емкость камеры составляет 12—22 мелких или 6 крупных слитков.
В настоящее время рекуперативные колодцы строят с подогревом воздуха и газа. Воздух нагревается в керамическом рекуператоре, а газ — в металлическом сварном трубчатом рекуператоре, установленном за керамическим. Температура подогрева может достигать 800—850 °С для воздуха и 300—350°С для газа. При таких температурах подогрева воздуха и газа колодцы могут работать только на доменном газе.
Рекуперативные колодцы по сравнению с регенеративными более просты по устройству, занимают меньше места и легче поддаются автоматизации.
Кроме рекуперативных колодцев с центральной горелкой, применяют рекуперативные колодцы с боковыми горелками. Различают два типа таких колодцев. В одном случае горелки (обычно одна) расположены с одной стороны (рис. 64, б), в другом — с двух сторон (рис. 64, в).
В колодцы первого типа газ и воздух подаются с одной стороны сверху, а снизу выходят продукты сгорания. Колодцы этого типа строят с камерой длиной до 8,5 м, шириной 2,6—3,35 м и глубиной до 4,5 м. Емкость одной камеры достигает 180 т, а в отдельных случаях 240 т. В одной группе колодцев объединяют четыре камеры.
В рекуперативных колодцах второго типа вход топлива и выход продуктов горения осуществляются с двух сторон. Размер камер этих колодцев составляет 6,5×5 м; одна камера может вместить до 120—130 т слитков.
Недостатком рекуперативного колодца является неравномерность нагрева слитков по высоте. Верхняя часть слитка и поверхность его, обращенная внутрь колодца, бывают нагреты значительно больше других частей. Для уменьшения неравномерности нагрева слитки в колодце приходится выдерживать дольше, а это снижает их производительность.
Для нагрева слитков применяют также электрические нагревательные колодцы. Нагревательными элементами в этих колодцах являются карборундовые желоба, наполненные нефтяным коксом, который при прохождении электрического тока раскаляется и передает тепло окружающему пространству. Для лучшего разогрева нефтяного кокса в желоба иногда укладывают электроды.
Электрические колодцы характеризуются компактностью благодаря отсутствию рекуператоров, дымоходов и труб. В электрических колодцах можно снизить угар металла до 0,2 % путем создания защитной атмосферы, которая образуется при введении в камеры колодцев небольшого количества нефти. При нагреве слитков достигают более равномерный нагрев металла. Расход электроэнергии составляет 60—70 кВт-ч на 1 т слитков при горячем всаде.
Камерные, туннельные, колпаковые печи и печи с выдвижным подом
Камерные, туннельные, колпаковые печи и печи с выдвижным подом применяют для нагрева крупных слитков, блюмов и заготовок, толстых и тонких листов, пакетов, труб, рулонов, сутунки.
Для нагрева блюмов на рельсобалочных станах применяют регенеративные камерные печи, представленные на рис. 65. Печи располагают по обе стороны подводящего рольганга стана. Подачу блюмов к печам производят тележкой. Нагретые блюмы из печей к стану подают такой же тележкой. Посадку блюмов в печи и выдачу из них осуществляют при помощи специальных посадочных машин кранового типа, называемых шаржирными. Топливом для печей служит смесь доменных и коксового газов с теплотой сгорания 5250 кДж/м 3 , причем в регенераторах подогревают газ и воздух.
Отжиг листов производят в коробах. Стопы листов укладывают на поддоне и закрывают коробом. В зависимости от размеров листов конструкции поддонов и коробов различные. Нагрев листов в коробах производят в туннельных печах и печах с выдвижным подом.
Туннельная печь представляет собой длинный туннель (свыше 90 м) с горизонтальным сводом. Печь состоит из трех зон: нагревательной, томильной и зоны охлаждения. Короба с листовым металлом устанавливают на тележках, которые передвигаются в печи одна за другой. Когда в печь со стороны входа задвигается новая тележка, то другая одновременно выталкивается со стороны выхода.
Для термической обработки стали также применяют колпаковые печи (рис. 66), которые состоят из поддонов, короба и колпака с вертикальными трубчатыми обогревателями. Печь отапливают газом, который через горелки поступает в нагревательные трубчатые элементы, расположенные вертикально или горизонтально и излучающие тепло. Для отжига рулонов применяют колпаковые печи круглого сечения, чаще с электрическим обогревом. Для более равномерного нагрева рулонов колпаки имеют нейтральный сердечник с проводами электросопротивления, который входит внутрь рулона.
Для нагрева крупных листовых слитков применяют печи с выдвижным подом (рис. 67). Слитки укладывают на платформу 1, передвигающуюся по рельсам. При помощи стационарных блоков 2 и 3, каната и лебедки или крюка крана платформу со слитками вдвигают в камеру печи и выдвигают из нее. Газ по трубам через клапан 4, канал 5, вертикальные каналы 6 поступает к горелкам 11, где смешивается с подогретым воздухом, поступающим через клапаны 8, 14, каналы 9, 13 и насадки регенератора 10, 12.
Для термической обработки сортового проката применяют такие же печи, но без регенераторов. Платформы передвигаются на колесах или на роликовых цепях, позволяющих уменьшить высоту печи, а также увеличить нагрузку на платформу.
Карусельные печи (рис. 68) применяют на современных трубопрокатных станах, а также для нагрева заготовок при штучной прокатке тонких листов. Горелки расположены по окружности печи с внутренней и наружной сторон. Стены печи покоятся на фундаменте, а под печи имеет катки, которые при вращении пода перемещаются по рельсам, замкнутым по кругу. Загрузку металла производят через загрузочное окно печи. Продолжительность нагрева определяется длиной печи (по окружности) и скоростью движения подины.
Методические печи
Методические печи (двухзонные, трехзонные и многозонные) работают с противозонным движением металла и продуктов горения с использованием тепла в рекуператорах. Они действуют по одному принципу: движение металла и печных газов происходит во взаимно противоположных направленнях. Металл при помощи толкателя продвигается от окна посадки к окну выдачи. По мере продвижения вперед металл отбирает тепло у печных газов, движущихся ему навстречу, и постепенно (методически) нагревается. Печные газы, отдавая тепло металлу в конце печи, уходят через соответствующие каналы в регенераторы или рекуператоры (если они имеются) и в боров, а через него в дымовую трубу.
Методические печи отличаются друг от друга формой свода, способом подвода топлива для его сжигания, наличием устройств для подогрева воздуха и газа, способом выдачи металла из печи и целым рядом конструктивных особенностей.
Кроме соответствующих теплотехнических параметров, нагревательные печи должны удовлетворять современным требованиям с точки зрения надежного дистанционного обслуживания. механизации н автоматизации всего комплекса операций. Скорость нагрева зависит от марок сталей в усилий теплопередачи. Сначала скорость нагрева должна быть небольшой, затем по мере прогревания заготовок она увеличивается.
На рельсобалочных станах за последние годы применяют для нагрева металла методические трехзонные рекуперативные печи с подогревом воздуха (рис. 69). В качестве топлива применяют смесь доменного и коксового газов с теплотой сгорания 7560—8400 кДж/м 3 . Производительность одной печи при горячем всаде достигает 80—90 т/ч, температура нагрева блюмов в этих печах достигает 1200°С.
Блюмы по рольгангу от блюминга поступают к наклонному транспортеру, оборудованному цепными шлепперами, и далее по загрузочному рольгангу к печам, через которые их проталкивают толкателями. После взвешивания на весах, встроенных в секцию загрузочного рольганга перед первой печью, блюм движется по рольгангу и при помощи упора останавливается на секции загрузочного рольганга соответствующей печи. Загрузку блюмов в печь производят толкателем, имеющим две штанги, снизу которых закреплены зубчатые рейки; последние приводятся в движение через шестерни и редукторы от двух электродвигателей.
После загрузки очередного блюма в печь с противоположной торцовой стороны ее выдают нагретый блюм по литым направляющим листам (склизам) на разгрузочный рольганг. Таким образом, толкатель одновременно является и выталкивателем.
На среднесортных и крупносортных станах применяют методические печи (рис. 70) с торцовой посадкой и выдачей, с керамическими воздушными рекуператорами. В печах последних конструкций применяют инжекторные беспламенные горелки высокого давления, что обеспечивает более высокий подогрев воздуха, значительно улучшает сжигание и позволяет автоматически регулировать соотношение газа и воздуха самой горелки, это значительно упрощает схему автоматики и облегчает управление печью.
Печи этого типа оборудованы керамическими рекуператорами для подогрева воздуха до 500—600°С и металлическими трубчатыми рекуператорами для подогрева газа до 350 °С. Печь работает на сравнительно малокалорийной смесн доменного и коксового газов с теплотой сгорания 3760—6260 кДж/мл.
Для нагрева на мелкосортных н проволочных станах заготовок сечением менее 100×100 мм и длиной 9 м устанавливают одну широкую печь с боковой загрузкой и боковой выдачей без нижнего подогрева, с монолитным подом. Для подогрева воздуха до 300—350 °С в этих печах служат керамические рекуператоры. Заготовки передвигаются по наклонной подине, а в методической части — по подовым брусьям. Передвижение заготовок в печи производят рычажным толкателем.
Боковая загрузка заготовок осуществляется при помощи заталкивающей тележки, установленной под загрузочным рольгангом, или при помощи тянущих роликов, установленных за загрузочным окном в печи. Выдачу из печи заготовок осуществляют выталкивателем. Печи такого типа отапливают смесью доменного и коксового газов с теплотой сгорания до 10,5 Мдж/м 3 . На них достигают производительности 70—80 т/ч при наличии горячего всада.
Методические печи последних конструкций имеют полезную длину до 18 м; для гарантии надежного проталкивания заготовок сечением 60×60 мм подину по продольной оси делают вогнутой (лекальной).
Удачными но конструкции и тепловому режиму оказались печи с инжекторными горелками, установленными в двух верхних зонах и одной нижней. Такие печи производительностью до 80 т/ч могут работать на одном доменном газе. Эти печи оборудованы керамическими рекуператорами для подогрева воздуха до 600 °С. Активная длина пода составляет 16,5 м при длине заготовок 9 м.
В последних конструкциях этих печей длину заготовок увеличили до 12 м при длине активного пода лекальной формы, равной 18 м. Форсирование тепловой мощности достигают применением инжекторных горелок, подогревом газа и воздуха. Воздушный рекуператор керамический, газовый — трубчатый металлический. Эти печи без нижнего подогрева имеют производительность до 140 т/ч.
Печи с шагающим подом
Для новых мелкосортных станов с использованием метода бесконечной прокатки (сварки нагретых заготовок в бесконечную полосу) применяют новый способ нагрева — сначала в печах с шагающим подом, а затем для компенсации понижения температуры при сварке и сохранения равномерности температуры заготовок по длине они проходят через печи скоростного нагрева, установленные перед первой клетью стана.
Такой нагрев позволяет сохранить преимущества минимального расстояния между печью и станом и обеспечить возможность компановки не одной, а двух печей; таким образом создается резерв по нагреву металла для высокопроизводительных прокатных станов. Применение двух печей с шагающим подом гарантирует производительность станов до 200—220 т/ч при высоком уровне механизации и автоматизации участка нагревательных устройств.
С точки зрения теплопередачи печь с шагающим подом имеет преимущество перед остальными, так как в этих печах интервалы между заготовками составляют 200 мм, что обеспечивает их нагрев с трех сторон. Время нагрева в печах с шагающим подом уменьшается, что создает условия для снижения угара и обезуглероживания.
На рис. 71 показана печь с шагающим подом с торцевой загрузкой и боковой выдачей и двумя зонами нагрева. Продукты горения в холодной части печи уходят вверх, металлический рекуператор вынесен в сторону, так как низ печи занят механизмами шагающего пода.
Печи скоростного нагрева
Уменьшение продолжительности нагрева металла в печи обеспечивает не только высокую производительность при хорошем качестве, но и решает ряд принципиальных вопросов рациональной компоновки технологического оборудования. Теплофизические свойства большинства сталей обеспечивают большой резерв по ускорению нагрева заготовок, особенно при температурах выше 700 °С.
Скоростной нагрев металла обеспечивает быстрое повышение температуры поверхности, равномерное распределение потоков тепла и организацию сжигания топлива при правильном направлении факела и большую тепловую мощность нагревательных устройств. Скоростная непрерывная печь состоит из ряда небольших секций (часто съемных). Нагреваемые заготовки, трубы или штанги продольно перемещаются по роликам. В секциях обеспечивается получение высоких температур благодаря предварительному смешиванию газа с воздухом, полноте сжигания топлива при небольшом избытке воздуха, а также вследствие увеличения теплопередачи конвекцией. Конструкция горелок, их размещение обеспечивают симметричный нагрев. Применяют и другие печи скоростного нагрева — электрические и индукционные.
Проходные секционные печи работают на трубопрокатных и на современных сортовых станах в комплексе с печами с шагающим подом.
Нагреватели для печей
Высокотемпературные печи практически незаменимы на любом производстве. При помощи высокотемпературного нагрева производится обжиг, расплавка, закалка и прочая термообработка.
Основным узлом конструкции электропечи являются нагревательные элементы, которые могут быть металлическими с температурой нагрева до 1300 градусов или неметаллическими на основе карбида кремния или дисилицида молибдена с температурой нагрева до 1700 градусов.
Рассмотрим основные типы нагревателей для печей, их характеристики и особенности применения.
Разновидности печей и особенности высокотемпературного нагрева
Электрические печи сопротивления по технологическому назначению можно разделить на такие группы:
- Термические печи. Применяются для термообработки стекла, керамики, металлов, металлопластиковых изделий, металлокерамики и прочих материалов
- Сушильные печи. Используются для сушки покрытий, форм, эмалей, металлокерамических изделий, электродов и т.п.
- Плавильные печи. Для плавления хим. активных металлических сплавов, легкоплавких цветных металлов.
По температурной выработке печи разделяют на:
- Низкотемпературные печи. Температура работы до 650⁰С. Преимущественно используется конвекция, т.е циркуляция нагретого воздуха. Часто низкотемпературные печи снабжаются вентиляторами.
- Среднетемпературные печи. Температура работы от 650 до 1250⁰С. Значительная часть теплообмена осуществляется излучением, конвекции меньше. В среднетемпературных печах применяются металлические электронагреватели, такие как нихромовые и фехралевые спирали, керамические канальные ТЭНы.
- Высокотемпературные печи. Температура работы от 1250⁰С. Преимущественно теплообмен осуществляется от излучения, поэтому необходимости в вентиляции нет, зато необходимо размещать нагреватели в одной камере с изделиями. В данном типе печей используются в основном неметаллические нагревательные элементы из кремний-молибдена или карбида кремния, эти электронагреватели способны существенно менять свое сопротивление при нагревании в процессе работы печи.
Карбидокремниевые нагреватели для печей
Нагревательные элементы карбидкремниевые изготавливаются из гранул альфа-карбида кремния высокой чистоты, которые экструдируются в виде стержней или трубок, а затем соединяются друг с другом в процессе перекристаллизации, при температуре более 2500°C. Элементы карбидкремниевые (КЭНы) имеют центральную горячую зону и два холодных конца с низким удельным сопротивлением.
Процесс обжига обеспечивает создание стержней с сильными однородными связями между соседними молекулами, а распределение частиц по размерам строго контролируется, чтобы обеспечить оптимальную плотность и устойчивость к технологической атмосфере.
Температура работы: до 1620°С.
Нагревательные элементы из карбида кремния могут устанавливаться в печи либо вертикально, либо горизонтально, а так как материал остается жестким, даже на максимуме рабочей температуры, никаких специальных опор не требуется.
Карбидокремниевые нагреватели способны принимать значительно более высокие электрические нагрузки, чем металлические элементы, при этом их преимущество в производительности сохраняется как в непрерывных, так и в периодических нагревательных процессах.
Эти факторы могут привести к значительной экономии затрат на строительство печи, а также техническое обслуживание печей значительно упрощается. Элементы обычно могут быть заменены быстро, даже когда печь горячая, чтобы свести к минимуму время простоя.
Применение карбидкремниевых нагревателей
КЭНы используются в самых разнообразных печах, от небольших лабораторных печей до крупных промышленных нагревательных устройств, в различных атмосферах и температурных диапазонах.
Высокотемпературные нагреватели обеспечивают большую свободу при проектировании печи, что в сочетании с простой установкой и длительным сроком службы делает их предпочтительным выбором во многих областях применения, включая стекло, керамику, электронику и металлообрабатывающую промышленность, а также для исследований и разработок.
Ниже приведены примеры некоторых типичных печей, в которых карбидокремниевые нагреватели являются естественным выбором.
Дисилицид- молибденовые нагреватели
Высокотемпературные нагреватели дисилицид-молибденовые состоят из дисилицида молибдена (MoSi2) и оксидного компонента, в основном стеклянной фазы.
Это уникальный материал, сочетающий в себе лучшие свойства металлических и керамических материалов. Подобно металлическим материалам, он обладает хорошей теплопроводностью и электрической проводимостью, а также как керамика, он выдерживает коррозию и окисление и имеет низкое тепловое расширение. Он не подвержен тепловому удару и достаточно прочен, чтобы выдержать многолетнюю работу в качестве нагревательного элемента.
Максимальная температура 1700 ° C.
Нагревательные элементы данного типа способны противостоять окислению при высоких температурах. Это связано с образованием на поверхности тонкого и клейкого защитного слоя из кварцевого стекла. Когда MoSi2 реагирует с кислородом в атмосфере, образуется слой кварцевого стекла, и при этом тонкий слой силицида молибдена с более низким содержанием кремния Mo5Si3. Когда нагревательные элементы из дисилицида молибдена эксплуатируются при температуре около 1200 ° C, материал становится пластичным, в то время как при более низких температурах он становится более хрупким.
Удельное сопротивление дисилицид молибденовых нагревателей резко увеличивается с температурой. Это означает, что когда элементы подключены к постоянному напряжению, мощность будет выше при более низких температурах и будет постепенно уменьшаться с ростом температуры, таким образом сокращая время для достижения печи рабочей температуры. Кроме того, при уменьшении мощности элементов уменьшается опасность перегрева.
Сопротивление нагревательных элементов не изменяется из-за старения даже после длительной эксплуатации при высоких температурах. В течение первого периода времени наблюдается лишь небольшое снижение (≈ 5%).
Благодаря этим свойствам неисправный элемент может быть легко заменен без влияния на производительность других элементов, соединенных последовательно.
Применение дисилицид-молибденовых нагревателей
Характерным свойством печей, оборудованных кремний-молибденовыми нагревателями, является то, что поверхностная нагрузка на стенки печи может быть значительно выше, чем у металлических нагревателей.
Это связано с высокой максимальной рабочей температурой элементов из дисилицид-молибдена. Следовательно, время нагрева может быть значительно сокращено. Нагрузка на стену также зависит от того, как элементы установлены: вдоль стен или перпендикулярно.
Примеры размещения нагревательных элементов в печах можно посмотреть на иллюстрациях.
Металлические нагреватели для печей
Вполне естественно и очевидно, что нагревательные элементы для электропечей должны иметь высокие показатели жаропрочности, высокое удельное сопротивление, постоянство электрических характеристик и хорошую обрабатываемость.
Также очень важным фактором является доступная стоимость нагревателей.
Всеми описанными качествами обладают нагревательные элементы на основе железа, никеля, хрома и алюминия – нихромовые и фехралевые нагреватели.
Максимальная температура 1400 ° C
Нихромовые сплавы имеют высокую механическую устойчивость и длительный срок службы. Однако нихромовые нагреватели менее распространены в связи с высокой стоимостью материала и небольшим температурным диапазонам – нагреватели на основе нихромовых спиралей нагреваются не больше 1000 градусов.
Чаще всего оптимальным выбором нагревательного элемента для печи является фехралевая спираль, которая намного дешевле нихромовой. Фехралевые спирали, в зависимости от марки сплава и диаметра поперечного сечения проволоки, способны поддерживать максимальную температуру нагрева до 1400 °С. Рекомендуемая температура работы нагревательных фехралевых спиралей от 500 до 1300°С.
Однако же, у фехраля имеется и ряд недостатков. Спирали из этого материала являются более хрупкими, чем нихромовые. Также стоит учитывать при проектировании печи тот факт, что при нагреве происходит термическое удлинение спирали.
Футеровка электропечей с нагревательными элементами из фехраля должна исполняться из кирпича или обмазки содержащей глинозем, стандартная шамотная футеровка не подойдет.
Нагревательные элементы из фехраля имеют обычно спиральную, реже – ленточную конструкцию.
Диаметр сечения проволоки фехралевой нагревательной спирали для печей обычно составляет 2-6 мм, но бывают также и печи со спиралями из проволоки большего сечения.
Современные конструкции проволочных фехралевых нагревателей предполагают намотанные спирали на керамических трубках и стержнях.
Использование керамических трубок не только делает установку нагревательных спиралей более легкой задачей, но и продлевает срок службы нагревателей.
Для среднетемпературных печей с температурой до 1000 градусов также используются канальные керамические ТЭНы.
Эти электронагреватели представляют собой керамический литой корпус с открытой нагревательной спиралью из проволоки нихромового сплава.
Канальные ТЭНы очень удобны в установке, они могут изготавливаться как в стандартных размерах, так и под заказ с необходимыми вам параметрами под определенную печь.
Теплоизоляционные и комплектующие материалы для печей
Из-за присутствия в электропечах высокотемпературных зон, помимо стандартных материалов в конструкции используются специальные, обладающие высоким уровнем термоустойчивости. Комплектующие и расходные материалы для печей должны обладать уровнем термостойкости, соответствующим температурным зонам, в которых они будут применяться. К таким материалам относятся материалы для теплоизоляции, а также комплектующие для нагревателей.
Керамические одеяла для теплоизоляции печи
Керамические одеяла применяются в электропечах для понижения теплопотерь через наружные стенки.
Из-за этого материал для теплоизоляции должен иметь высокую огнеупорность и малый коэффициент теплопроводности.
Керамические одеяла представляют собой легкий рыхлый материал с максимальной температурой использования до 1400°С.
Дополнительные расходные материалы для нагревателей печей
Для подключения канальных ТЭНов и других элементов печи нужно использовать провода с высоким уровнем температуроустойчивости. Термостойкие провода в силиконовой оболочке из никеля могут выдержать температуры до 450 градусов.
Дополнительно улучшить температуростойкость и механическую прочность проводов можно за счет использования керамических изоляционных бусин из стеатита.
Для соединения термостойких проводов рекомендуем использовать термостойкие клеммные колодки, которые в широком ассортименте можно найти на нашем сайте в соответствующем разделе.
Высокотемпературные нагреватели для печей
© ПромНагрев 2000-2021 Полное или частичное использование материалов сайта только с письменного разрешения. Запрещается автоматизированное извлечение информации сайта любыми сервисами без официального письменного разрешения. Информация, указанная на сайте, является справочной, и ни в коем случае не является публичной офертой.
Доставка во все города России!
Москва Санкт-Петербург Новосибирск Екатеринбург Нижний Новгород Мурманск Новочеркасск Череповец Южно-Сахалинск Владикавказ Брест Раменское Улан-Удэ Махачкала Дубна Орёл Жуковский Пушкино Ступино Одинцово Павлодар Волжский Челябинск Самара Саратов Краснодар Алматы Казань Иркутск Ростов-на-Дону Пермь Воронеж Оренбург Минск Уфа Красноярск Томск Омск Ставрополь Ижевск Владивосток Тольятти Волгоград Пенза Невинномысск Липецк Барнаул Ярославль Владимир Тула Чебоксары Брянск Кемерово Астана Хабаровск Рязань Калуга Смоленск Тюмень Киров Подольск Ульяновск Белгород Калининград Петрозаводск Тверь Набережные Челны Сосновый Бор Мытищи Обнинск Симферополь Караганда Люберцы Курск Бийск Серпухов Иваново Сочи Вологда Новокузнецк Кострома Саранск Тамбов Костанай Сергиев Посад Великий Новгород Днепр Астрахань Чита Королёв Чехов Псков Магнитогорск Балашиха Йошкар-Ола Фрязино Щелково Химки Курган
Electric Heating Elements Европейское качество, не Китай.
Если не нашли свой город в списке - позвоните менеджерам 8 (499) 689 02 66 и узнайте о способах доставки в ваш город, укажите адрес завода.
Чтобы заказать и купить нагреватель оптом или в розницу, узнать стоимость, запросить прайс-лист, обращайтесь к менеджерам. Низкая цена, скидки.
В наличии на складе и изготовление под заказ по чертежам различные типы изделий: нагреватели, нагревательные элементы, электронагреватели, обогреватели, ТЭНы и комплекты (термопара + регулятор), электрические нагревательные приборы. Напряжение нагревателей 230, 380 V (Вольт), по запросу производство 12, 24, 48, 110 V. Мощность нагревателей от 1 W (Ватт) до 100 кВт (киловатт)
Читайте также: