Электроды электродных печей-ванн.



Электроды для печей–ванн имеют форму пластин, брусков призматической или цилиндрической формы. Материалом служит углеродистая или хромистая сталь с содержанием до 30% хрома.

Металлические нагреватели закрытого типа.

Металлические нагреватели закрытого типа применяются в сушильных шкафах, водяных, масляных, соляных и металлических ваннах с внутренним обогревом и в гальванических ваннах. Кроме того, они применяются для работы в контролируемых атмосферах, т.к. в этих условиях нагреватели открытого типа быстро науглероживаются и разрушаются.

Нагреватели для работы в ваннах представляют собой (рис. 25) спираль 2 из нихрома или другого сплава высокого сопротивления, которая помещается в центре металлической трубки 3 (диаметром более 12 мм) и плотно запрессовываются кварцевым песком 4. Концы спирали привариваются к контактным стержням 1, а торцы трубки с обеих сторон заливаются жаростойкой стекловидной эмалью 5. Электронагреватели закрытого типа называются также трубчатыми электронагревателями (ТЭН). Эти нагреватели имеют обычно U-образную форму, но им может быть придана и другая форма (при радиусе изгиба не менее 19 мм) (приложение 20).

Температура поверхности нагревателя зависит от удельной мощности и нагреваемой среды. Электронагреватели закрытого типа, рассмотренные выше, применяются до 400¸450 оС (разработаны ТЭН для температур до 650 оС). Они работают не менее 3000 час. В ванне их устанавливают на стенках так, чтобы активная часть нагревателя находилась ниже зеркала жидкости. Достоинства ТЭН по сравнению с нагревателями открытого типа:

- лучшая стойкость спиралей;

- большой срок службы;

- безопасность обслуживания;

- более высокий кпд;

- удобство монтажа.

Конструкция нагревателя закрытого типа для безмуфельных печей газовой цементации представлена на рис. 26 – радиационный электронагреватель (РЭН). Внутри трубы 1 имеются шамотные стержни 2, на которые наматывается спираль из нихромовой проволоки 3. Для устранения контакта проволоки3 с жароупорной трубой 1 между шамотными стержнями 2 и внутренней поверхностью трубы устанавливаются специальные шамотные втулки-звездочки 4. Шамотные стержни скреплены между собой жароупорными болтами и могут вместе с электронагревателем легко выниматься из трубы для замены или ремонта. Размещенный в каждой жароупорной трубе электронагреватель представляет собой одну фазу. Оба конца нагревателя выводятся на одну сторону, что облегчает внешние соединения. Для повышения стойкости нагревателей рабочая температура их должна быть не выше 1050 оС. Концы труб лежат в отверстиях стенок печи и закреплены в специальных уплотняющих сальниках, позволяющих трубе расширяться при нагреве.

Расчет нагревательных элементов электропечей.

При расчете нагревателей электропечей необходимо выбрать тип нагревателя и материал, определить размеры нагревателя – сечение и длину – и разместить их внутри печи.

Работа каждого материала в нагревательных элементах может быть охарактеризована двумя температурами – рекомендуемой рабочей и максимально допустимой (приложение 14).

Максимально допустимая температура соответствует той температурной границе, за которой начинается интенсивное окисление или распыление материала и, следовательно, резкое сокращение срока службы.

Рекомендуемая рабочая температура лежит на 100¸150 оС ниже максимально допустимой. В области, ограниченной рекомендуемой температурой, срок службы нагревателя достаточно велик, для металлических сплавов составляет 12.000 – 15.000 часов. При таких температурах можно применять малые сечения нагревателей. Естественно, что нагреватели следует рассчитывать таким образом, чтобы их расчетная температура не превосходила рекомендуемой.

Во многих случаях, однако, приходится превышать рекомендуемые температуры, когда переход на более жаростойкий материал затруднен вследствие его непригодности для работы в данных условиях или из экономических соображений. При таком режиме работы срок службы нагревателя будет определяться, в основном, местными перегревами и его механической нагрузкой. Поэтому необходимо избегать малых сечений нагревателя (проволока должна быть d ³ 4 мм, лента – толщиной ³ 2 мм), разгружать его от механических нагрузок и исключить возможность замыкания соседних витков при короблении.

Характер работы нагревателя, частота его нагревов и охлаждений также сказывается на значениях рекомендуемых и особенно максимально допустимых температур. Чем чаще изменение температуры жароупорного сплава, тем быстрее протекает его окисление. Объясняется это тем, что при частых периодических нагревах и остываниях из-за разности коэффициентов расширения металла и окисной пленки последняя лопается и образует трещины, по которым кислород воздуха достигает более глубоких, неокисленных слоев металла. Поэтому и рекомендуемая и максимально допустимая температуры при прерывистом режиме работы печи (включение и отключение несколько раз в сутки с существенным остыванием) примерно на 50 оС ниже, чем при непрерывном режиме.


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 409; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ