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.
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.
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
- Производители и поставщики электрических тигельных печей сопротивления
- Производители нагревательных элементов к электрическим печам сопротивления
- Поставщики сплавов сопротивления
- Поставщики тиглей для плавки цветных сплавов
Tags:
Печестроение