Электрические тигельные печи сопротивления

Электрическая тигельная печь сопротивления ETF-BU350

Электрические тигельные печи сопротивления предназначены для плавки, выдержки (раздачи) латуней, алюминиевых, магниевых, цинковых и других сплавов при производстве цветного литья в относительно небольших объемах (емкость тигля печи обычно не превышает 1800 кг по Al). Производятся 2-х типов: стационарные и поворотные.

Принцип действия электрических печей сопротивления базируется на способности материала (проводника), через который пропускают электрический ток, сопротивляться его прохождению, в результате чего в проводнике выделяется тепло, которое по закону Джоуля-Ленца описывается уравнением:

Q=0,24·I2·R·τ дж (кал)

где:
I — сила тока;
R — сопротивление проводника;
τ — время прохождения тока.

Разогрев тигля печи обычно ведут косвенным методом нагрева, при котором электрическая энергия преобразуется  в тепловую, за счет прохождения электрического тока через металлические или неметаллические нагревательные элементы электросопротивления, расположенные вокруг тигля печи, которые нагреваясь до высоких температур, в свою очередь, отдают теплоизлучением накопленную тепловую энергию, нагревая тигель печи.

Стационарная электрическая тигельная печь сопротивления типа САТ

Рис. 1: Стационарная электрическая тигельная печь сопротивления типа САТ

С середины минувшего столетия в Украине нашли широкое применение электрические печи сопротивления типа САТ стационарные (рис. 1) и поворотные (рис. 2), технические характеристики которых приведены в Табл. 1.

Корпус печи САТ (рис. 1) выполнен из стального проката в виде цилиндрического кожуха 1, внутренняя часть которого выложена теплоизоляционным материалом 3 и футерована фасонным легковесным шамотным кирпичем 2. Нагрев чугунного тигля 6, установленного на литом чугунном кольце 5, производится нихромовыми нагревателями 4, которые уложены на полочках фасонных шамотных кирпичей и укреплены металлическими крючками. В донной части печи имеется отверстие 8 для аварийного слива расплава в случае прогорания тигля печи. Температура печи автоматически регулируется прибором управления с помощью хромель-алюмелевой термопары 7.

Печи сопротивления обладают рядом неоспоримых достоинств: низкий угар элементов; отсутствие печных газов; возможность получать высококачественные сплавы, с минимальной степенью загрязнения неметаллическими включениями; возможность проведения в них операций рафинирования, дегазации и модифицирования; высокий КПД; простота регулировки мощности и температуры расплава в печи; компактная конструкция; простота и удобство обслуживания.

Поворотная электрическая тигельная печь сопротивления типа САТ

Рис. 2: Поворотная электрическая тигельная печь сопротивления типа САТ

Таблица 1: Технические характеристики тигельных печей электросопротивления

Наименование параметра Норма для модели
Поворотная Стационарная
САТ САТ
0,15 0,25 0,5 0,15 0,25 0,5
Емкость печи, т 0,15 0,25 0,5 0,15 0,25 0,5
Мощность холодного хода, кВт 40 60 80 40 60 80
Мощность горячего хода, кВт 41 62 83 41 62 83
Максимальная температура нагрева элементов, °С 1000 1000 1000 1000 1000 1000
Максимальная температура металла, °С 800 800 800 800 800 800
Время плавки, ч 2,5-3 2,5-3 3,5-4 2,5-3 2,5-3 3,5-4
Расход электроэнергии, кВт·ч 550 550 430 550 550 430
Число фаз 1/3 3 3 3 3 3
Габариты, м:
— длина 1,75 1,87 2,0 2,0 2,2 2,43
— ширина 1,34 1,44 1,59 1,2 1,3 1,5
— общая высота 2,3 2,38 2,62 2,09 2,05 2,34
— высота до уровня пола 0,96 0,76 1,04
Вес металлургической конструкции, т 0,96 1,17 1,57 0,61 0,83 1,12

Примечание: технологические параметры приведены исходя из плавки алюминиевых сплавов.

К недостаткам электрических тигельных печей сопротивления, которые ограничивают область их применения, следует отнести относительно низкую скорость плавления шихты и максимальную рабочую температуру эксплуатации. Ведущие мировые печестроители и, в том числе, отечественные компании за последнии годы добились заметных успехов в расширении технических возможностей печей сопротивления.

За счет использования нагревательных элементов из новых современных сплавов сопротивления; замены тяжелой огнеупорной футеровки на волоконные теплоизоляционные материалы; замены тяжелых и инерционных, с коротким сроком службы, чугунных и стальных тиглей на графито-шамотные или карбид-кремниевые тигли, удалось построить печи с максимальной температурой использования 1200°С и производительностью до 240 кг/ч (по алюминию).

Известный отечественный разработчик и производитель электрических печей сопротивления ООО «Инженерная компания — САС», г. Киев для выполнения теплоизоляции печей использует современные волоконные теплоизоляционные материалы; для изготовления нагревательных элементов использует многокомпонентный сплав сопротивления Fe-Cr-Al-Si-Mn-Zr-Ti-Y торговой марки «Резистом Р145» производства “Rescal” (Франция); печи комплектуются тиглями торговой марки Noltina, производимые фабрикой Carl Nolte Söhne GmbH (Германия), что позволяет выпускать печи высокой энергетической еффективности. К примеру, печь емкостью 250 кг, мощностью 50 кВт (соответствует печи сопротивления САТ-0,25) обеспечивает скорость плавки 60-70 кг/ч по алюминию (САТ-0,25 дает 35-45 кг/ч), а потребляемая мощность на 1 кг годного литья составляет 0,6—0,8 кВт*ч (потребляемая мощность САТ-0,25 составляет 1,1—1,3 кВт*ч ).

Справочная информация

Статьи по теме