Тверде паливо - студопедія

2 - вимикач або магнітний пускач;

5 - електронагрівальний елемент.

Найбільш поширені печі. Усередині печі розташовані нагрівальні елементи, за якими проходить струм. Тепло від нагрівачів передається випромінюванням і конвекцією.

- простота регулювання температури;

- мале насичення металу газами.

Тема 1.3.2 металевих і неметалевих НАГРІВАЛЬНІ ЕЛЕМЕНТИ

Матеріал для виготовлення нагрівальних елементів повинен мати наступні властивості:

ü високим коефіцієнтом електроопору;

ü малим температурним коефіцієнтом питомого електроопору;

ü високою температурою плавлення і жаростійкістю;

ü стійкістю до хімічного впливу атмосфери печі;

ü низькою вартістю.

Металеві нагрівальні елементи виготовляються зі сплавів опору: нікельхромовие (ніхром), ЖЕЛЕЗОХРОМОНІКЕЛЕВИЕ; ЖЕЛЕЗОХРОМОАЛЮМІНІВИЕ (фехраль), і з тугоплавких металів і сплавів (молібден, вольфрам, тантал), але всі вони окислюються на повітрі і вартість їх висока.

Сплави опору використовуються у вигляді:

û дроту холоднонатянутой і гарячекатаної;

û у вигляді стрічки.

З дроту нагрівачі роблять у вигляді циліндричної спіралі або зигзагів. З стрічки - звивисті нагрівачі. Доцільно навішувати спіралі на керамічні трубки.

Кріплення нагрівачів здійснюється:

· На вертикальних стінках (підвіска на металевих гачках, укладання на керамічних поличках);

· Над подом (укладання на керамічних гребінках або на спеціальній фасонної кераміці);

· Під склепінням (підвіска на металевих гачках або на керамічних трубках).

Неметалеві нагрівальні елементи виготовляються у вигляді спеціальних нагрівальних елементів з:

1) карбіду кремнію (карборунд);

2) дисциліцид молібдену, з графіту, з вугільної крихти (кріптол);

3) у вигляді рідких нагрівальних елементів (розплав солей).

Тема 1.3.3 ІНДУКЦІЙНИЙ НАГРЕВ В ПЕЧАХ із залізною серцевиною І В тигельна ПЕЧАХ (БЕЗ залізний сердечник)

Принцип дії індукційних печей полягає у виділенні джоулева тепла при протіканні по провіднику индуктированного (наведеного) в ньому струму.

Індукційні печі можна розглядати як трансформатор (або повітряний - тигельний, або із залізним сердечником). Його первинної обмоткою є індуктор, всередині якого вміщено нагрівається або розплавляється метал, який грає роль вторинної обмотки і одночасно навантаження. Через індуктор пропускають змінний струм, що створює змінне магнітне поле. Це поле наводить (індукує) в нагрівається металі вихрові струми, внаслідок чого в ньому виділяється тепло.

- на відміну від дугового печі, відсутні такі джерела забруднення, як електроди;

- можна здійснювати нагрів металу на будь-яку глибину, а також здійснювати місцевий нагрів деталей;

- висока продуктивність, внаслідок невеликої тривалості нагріву;

-індукційні печі можуть бути повністю автоматизовані.

- висока вартість печей;

- низька температура шлаку, що утрудняє процес рафінування металу в печі.

Канальні печі з залізним сердечником застосовуються для плавки кольорових важких і легких металів і сплавів з низькою температурою плавлення.

У цих печах навколо індуктора із замкнутим магнітопроводом (сердечником) викладають концентричний вузький кільцевий канал з вогнетривкого матеріалу. Канал повинен бути заповнений розплавленим металом, щоб утворити замкнутий електропровідне кільце. Сердечник забезпечує великий магнітний потік, що дозволяє на таких печах працювати з промисловою частотою 50 Гц.

Тигельні печі без сердечника. Розплавляється або підігрівається метал знаходиться в керамічному тиглі, вміщеному всередині багатовитковому циліндричного індуктора. В цьому випадку застосовувати сердечник неможливо. що збільшує магнітний потік і вимагає відповідного збільшення частоти електромагнітного поля, тому ці печі працюють на токах високої частоти до 440 тис. Гц, що здорожує пічну установку.

Ці індукційні печі застосовуються для плавки легованих і низьколегованих сталей і чавунів. Ємність від 6 кг по сталі і до 600 т по чавуну.

Тема 1.3.4 дугових і плазмового нагріву

У дугових і плазмових електричних печах джерелом тепла є електрична дуга, що представляє собою один з видів газоподібного розряду. Необхідна умова виникнення і горіння дуги - часткова іонізація газу в просторі між електродами.

У дугових печах застосовують електроди наступного типу: вугільні обпалені, вугільні самоспекающіеся, графітові, вольфрамові.

Плазма - це електропровідний середа через суміші електронів, нейтральних і іонізованих атомів і молекул газу, що утворюється в проміжку між електродами, в зоні дуги.

Основна характеристика плазми - ступінь її іонізації. тобто відношення числа заряджених частинок до їх загальної кількості. Залежно від ступеня іонізації розрізняють:

- «Холодну» (низькотемпературну. Застосовується в дугових печах і для нагріву з температурою до 50000 К) плазму зі ступенем іонізації близько 1%;

- «Гарячу» (високотемпературну. Температура плазми становить сотні тисяч градусів) плазму зі ступенем іонізації близькою до 100%.

У плазмових установках використовують різного типу плазматрони, в яких нагрівається газ проходить через проміжок між електродами і перетворюється в плазму. Плазма з високою температурою використовується для плавлення металів і для здійснення хімічних реакцій (відновлення, окислення).

Тема 1.3.5. електронно-променевого НАГРЕВ

При електронно-променевого нагрівання потужний спрямований пучок електронів, що випромінюється спеціальної електронної гарматою, розігнаний в вакуумі до великій швидкості, бомбардує нагрівається метал. При зіткненні з металом кінетична енергія електронів перетворюється на теплову.

Електронно-променевого нагрівання - порівняно новий вид нагріву. Він застосовується для плавки високореакційних, тугоплавких металів. Електронно-променевого нагрівання створює також всі умови для отримання високочистих металів. В електронно-променевих печах необхідно підтримувати вакуум 10 -2 Па.

1. Радіальні гармати.

Для прискорення електронів використовують окремий електрод - анод, що не з'єднується з нагрівається металом. Перевага: катод може бути віддалений від нагрівається металу, що дозволяє збільшити термін його служби.

2. Аксіанальние гармати.

У верхній камері гармати розміщений катод, нагрів якого в гарматах великої потужності може здійснюватися за допомогою допоміжного електронно-променевого нагрівача. Аксіанальная гармата може працювати при залишковому тиск в робочій камері печі 0,1 - 0,5 Па, що особливо цінно при плавці кольорових і рідкісних металів з великою пружністю пара і великим газовиділення.

3. Магнетронниє гармати.

Магнетронниє гармати використовують накладенням магнітного поля на потік електронів, що призводить до руху електрона по спіралі.

4. Кільцеві гармати.

Кільцеві печі є найпростішим пристроєм. Мають високий ККД. Застосовуються для плавки злитка металу і нагрівання металу перед кристалізацією.

Тема 1.4. АВТОГЕННИЙ НАГРЕВ печей

Автогенні процеси - це технологічні процеси, які здійснюється повністю за рахунок внутрішніх енергетичних ресурсів, без витрат сторонніх джерел теплової енергії.

Плавці в автогеном режимі піддається залізовмісні сульфідні сировина.

Основна частка тепла в автогенних процесах виділяється при окисленні сульфіду заліза. В якості окислювача можуть використовувати повітря (збагачене киснем - дуття) або технологічний кисень (98 - 99% О2).

ОСНОВНИЙ вимоги до сировини:

- наявність в ньому компонентів, сумарною реакцією яких при взаємодії кисню (дуття), виділяють тепло, достатнє для розплавлення продуктів плавки.

ОСНОВНИЙ УМОВА автогеном:

- тепло, що виділяється при окисленні сульфідів, має бути більше тепла, що витрачається на нагрівання і плавлення продуктів реакції:

Все автогенні процеси є суміщеними. Вони об'єднують в одному металургійному агрегаті випал, плавку на штейн і часткове або повне конвертування. Це дозволяє найбільш раціонально переводити сірку з вихідної шихти в гази (поступово).

Технологічно ці процеси розрізняються методом спалювання сульфідів, який проводиться в факелі (в підвішеному стані) і в розплаві.

ОБЛАДНАННЯ (в розплаві):

- за методом фірми «Норанда» (Канада);

- за методом «Міцубісі» (Японія);

- печі Ванюкова - найбільш продуктивні (Росія).