0 просмотров

Вакуумная печь, дуговая печь, индукционная печь, термическая вакуумная печь, водородная печь: характеристика и особенности эксплуатации

Вакуумная печь, дуговая печь, индукционная печь, термическая вакуумная печь, водородная печь: характеристика и особенности эксплуатации

Вакуумные печи позволяют получать продукцию самого высокого качества, по сравнению с любыми другими видами печей.

В данной статье мы рассмотрим:

  • вакуумно водородная печь;
  • вакуумные печи производство;
  • нагреватели вакуумных печей;
  • камерные вакуумные печи;
  • камера вакуумной печи;
  • промышленные вакуумные печи;
  • вакуумная печь для азотирования;
  • вакуумные трехкамерные печи;
  • лабораторные вакуумные печи;
  • принцип работы вакуумной печи;
  • вакуумные печи спекания;
  • вакуумно компрессионная печь;
  • расчет вакуумных печей;
  • высокотемпературная вакуумная печь;
  • печи шахтные вакуумные;
  • устройство вакуумной печи;
  • вакуумные плавильные печи;
  • вакуумная печь для цементации;
  • вакуумная печь для пайки;
  • вакуумная индукционная плавильная печь;
  • вакуумная печь для отжига;
  • вакуумная муфельная печь;
  • вакуумные закалочные печи;
  • вакуумная печь для закалки деталей;
  • вакуумная индукционная печь;
  • вакуумные печи для термообработки металла;
  • вакуумно водородная печь;
  • колпаковая водородная печь;
  • печи водородным наполнением;
  • водородная печь для спекания;
  • водородные печи конструкция.
Статья в тему:  Кто такой пилат из библии. Понтий пилат- пятый прокуратор иудеи

Навигация по разделу:

В зависимости от потребностей производства, они могут применяться для отпуска, отжига, закаливания, пайки, термообработок поверхности, старения, сушки деталей любой конфигурации. При этом могут обрабатываться металлы, стекло, керамические изделия и другие материалы, требующие высокого качества спекания однородных частиц. Спекание порошков тугоплавкого металла, сложные легированные сплавы, керамическое спекание, все это возможно выполнить в соответствующей вакуумной печи.

Высокое энергопотребление является большим минусом этого вида печей, но высокое качество изделий, необходимое в некоторых сферах промышленности, гарантирует спрос на них.

Печи вакуумного типа позволяют избежать примесей различных веществ, в том числе газов, в составе готового изделия, обеспечивая однородность детали. Существует несколько разновидностей вакуумных печей, отличающихся по принципу воздействия на обрабатываемые детали.

Например, в такой вакуумной печи производится закалка металлов и спекание частиц

Дуговая печь

Дуговая печь может быть, как прямого, так и косвенного действия. При прямом действии плавится металл, на который производится воздействие электрической дугой. При косвенном воздействии дуга проходит между электродами, обеспечивая температурное воздействие на обрабатываемую деталь. Таким образом достигается отсутствие всевозможных изъянов в структуре, образуется сверхплотная поверхность. Дуговая печь обеспечивает высокую температуру нагревания обрабатываемой детали, что позволяет обеспечить спекание даже самых тугоплавких материалов.

В качестве одного из электродов (катода) выступает расплавляемый материал, а в качестве другого (анода) уже расплавленный материал. Между ними образуется электрическая дуга, которая переводит даже самые тугоплавкие металлы в жидкое состояние.

Статья в тему:  Как крепятся жалюзи на пластиковые окна, на саморезы и на скотч. Как крепить жалюзи на пластиковые окна без сверления Самому повесить жалюзи пластиковые окна

Существуют как сверхмощные установки, способные плавить значительное количество материала, так и портативные, предназначенные для небольших объемов. Использование электрической дуги позволяет предотвратить попадание в сплав вредных примесей, и добавлять в сплав добавки, необходимые для улучшения свойств на любом этапе плавки.

Индукционная печь

Вакуумные индукционные печи включают в себя камеру для создания вакуума, индукционные соленоиды, формы и дополнительное оборудование, позволяющее производить присадки различных легирующих элементов, автоматизировать процесс выплавки.

Индукционная печь производит нагрев, за счет создания электромагнитного поля, воздействующего на плавящийся материал. Электрическая дуга в процессе плавления не образуется, происходит воздействие на плавящийся металл с помощью электромагнитного поля. При этом вакуум обеспечивает дегазацию расплава, защиту от проникновения инородных компонентов, ухудшающих свойства конечной продукции.

Индукционные вакуумные печи обладают множеством положительных качеств, таких как:

  • высокая степень очистки металлов от газов;
  • предусмотрена дозагрузка в процессе плавки;
  • возможность полного контроля состояния расплава, что позволяет изменять химический состав и свойства материал во время плавки;
  • быстрое образование расплавов из любого сырья;
  • в процессе плавки происходит постоянное перемешивание расплава, что обеспечивает высокую однородность конечной продукции;

К недостаткам вакуумных индукционных печей можно отнести высокую стоимость оборудования, низкая температура шлакового слоя, затрудняющая перемешивание с расплавом и рафинирование.

Наиболее часто индукционные вакуумные печи применяются для:

  • создания высоколегированных, максимально очищенных от посторонних примесей сталей;
  • получения сложных сплавов цветных металлов;
  • лабораторных исследований свойств расплавов;
  • точного формового литья.
Статья в тему:  Речь родителя на выпускном. Презентация «мамы» под песню. Прощальная речь на последний звонок от родителей выпускников для учителей

Индукционная вакуумная печь в рабочем состоянии

Термическая вакуумная печь

Термические вакуумные печи разделяются на камерные и шахтовые. Печи камерного типа обычно используются в производстве, требующем термической обработки поверхности детали. Таким образом выполняются операции закалки, азотирования, отжига, отпуска материала, придаются нужные физические и химические свойства заготовке. Поверхность обрабатываемой в камерной печи детали предварительно должна очищаться от загрязнений и примесей, поскольку они могут вступить в реакцию и повлиять на свойства материала в дальнейшем.

Термические вакуумные печи шахтного типа позволяют достигать более высоких температур нагрева и получать расплавы с заданными свойствами. Вакуум служит для предотвращения реакции металла с кислородом, в некоторых случаях он заменяется инертными газами.

Электродуговая вакуумная печь

Печи вакуумные электродуговые обеспечивают нагрев материалов до температурных показателей 2000°С в вакуумной среде. Принцип действия установок предусматривает передачу тепловой энергии от электрической дуги, формирование которой производится при подаче постоянного тока. Область применения оборудования включает высокотехнологичные промышленные предприятия и лабораторные комплексы. Преимуществом вакуумной плавки в электродуговых печах является удаление газовых вкраплений, что позволяет получать на выходе изделия с однородной структурой.

Модификация дуговых установок включает:

  • Модели с электродом расходуемого типа;
  • Устройства, при работе которых электрод не растрачивается.

Электродуговая вакуумная печь

Вакуумные печи электродугового типа оборудуются вакуумными насосами для удаления атмосферного воздуха из рабочей камеры, которые предусматривают бустерный либо форвакуумный принцип работы. Устройства оснащены защитными фильтрами, которые препятствуют проникновению частиц грязи и пыли.

Статья в тему:  Что объясняет происхождение дня и ночи. Короткое сказочное описание смены дня и ночи

Индукционные печи для плавки металлов

Литейные производства и металлургические заводы ежедневно применяют индукционные печи для металлов. ZAVODRR – это индукционные печи для плавки черных и цветных металлов, разных видов: канальные, тигельные, вакуумные, с простым недорогим обслуживанием. Конструктивные особенности печей позволяют производить плавку за 45 минут, токами высокой и средней частоты 0,5 – 2,4 кГц.

Индукционные печи используются для следующих задач:

  • переплавка черных и цветных металлов и изготовление оливок (литых изделий);
  • термообработка металлов и металлосодержащих изделий;
  • производство изделий из золотого, серебряного металла.

Как правило, для этих целей используют промышленные модели печей. В повседневном применении используют печи специальной конструкции для обогрева жилых и производственных помещений.

Принцип действия

Работа индукционной печи основана на разогреве металлических изделий при помощи вихревых токов. Для возникновения вихревых токов применяется медный (как привило водоохлаждаемый) индуктор. Количество катушек (витков) рассчитывается индивидуально согласно обрабатываемому изделию. Так же необходимо читывать глубину проникновения в металл, она составляет от 1 до 10 мм.

При взаимодействии металлической детали внутри индуктора, образуется переменное магнитное поле. Сама конструкция по принципу работы похоже на трансформатор. Сердечник является деталью, а обмоткой сам индуктор.

Для сохранности индуктора, его необходимо охлаждать. Деталь внутри него можно разогреть до температуры 1700 °C, что позволит довести его до жидкого состояния. В основном бывают индукционные печи следующих типов:

  • Печи с магнитопроводом.
  • Без магнитопровода.
Статья в тему:  Гиперактивный ребенок — признаки гиперактивности у детей и что делать родителям. Детская гиперактивность: признаки и методы лечения

В обоих вариантах печи содержат индуктор. В первом индуктор взаимодействует с магнитным сердечником по принципу трансформатора, и располагается ниже плавильного узла. Во втором (без магнитопровода) индуктор расположен снаружи тигля или футеровки, что является наиболее распространённым вариантом.

Виды и особенности печей

Индукционные печи делятся на основные виды, они имеют определенные особенности работы и отличаются по пользователям. Некоторые нужны для работ в металлургической промышленности, другие применяются в повседневной жизни, или для приготовления пищи.

Вакуумные индукционные печи

Вакуумные индукционные печи

Такая печь используется для литья металлов с высокой температурой или в какой-либо среде индукционным способом. В герметичной камере установлена тигельная индукционная печь и литейная форма для слива металла.

Вакуум позволяет получить более качественные детали, за счет хорошего перемешивания металла во время плавки. С каждым годом вакуумные технологии совершенствуются и переходят на новый уровень, позволяя делать новые изделия, а так же уменьшать их себестоимость.

Достоинства вакуумной плавки
  • Вакуум позволяет производить долгую выдержу металла.
  • Улучшение свойств металлов.
  • Удобность управления и контроля процессом плавки.
  • Ступенчатая регулировка температуры с возможностью регулировать химический состав сплава в процессе работы.
  • Быстрый разогрев и плавка металла (от 30 минут).
  • Экологически чистое производство, с минимальным уровнем дыма.

Принцип действия вакуумной печи основан на плавки металла, который расположен в тигле, позволяя использовать тугоплавкие металлы и сплавы. Создание вакуума происходит при помощи компрессора, откачивая воздух. Метал хорошо очищается от содержания азота и водорода, благодаря чему становится менее пористый и прочный.

Статья в тему:  Машинка для выпрямления проволоки (катанки) (фото, видео). Как выровнять проволоку: самодельное приспособление Как выровнять проволоку в домашних условиях
Канальные

Канальные печи в отличие от тигельных содержат электромагнитный сердечник и широко применяются литейными производствами в виде раздаточных печей, или для поддержания расплава при определенной температуре (миксеры).

Канальные индукционные печи

2 — расплавленный металл

4 — магнитный сердечник

5 — подовый камень с каналом тепловыделения

Канальная печь сделана из футеровочной массы или жаропрочных камней. Расплавленный металл расположен в плавильном узле, и под ванной соединенные между собой в виде канала. Печь должна работать в непрерывном режиме, что бы металл циркулирующий по замкнутому кольцу не застыл. Она не может работать без замкнутого контура. По мере необходимости происходит слив шихты и догрузка новой.

Индуктор является первичной обмоткой трансформатора, расплавленный металл – вторичный виток по которому циркулирует электрический ток. Металл в печи равномерно перемешивается по принципу работы электромагнитной индукции.

Канальные печи делятся на:

  • Миксеры.
  • Раздаточные печи.
  • Плавильные печи

Если стоит задача накопить расплавленный металл и поддержать его в течение долгого периода времени необходимо использовать миксеры. Объем миксера рассчитывается по его выработки за два часа работы.

Канальные печи разделяют по расположению каналов:

  • Вертикальные.
  • Горизонтальные.

По форме рабочей камеры:

  • Барабанные.
  • Цилиндрические.

Цилиндрическая печь сделана в виде цилиндра с технологическими отверстиями для слива металла. Для наклона печи используется редуктор или система гидравлики, но в большинстве случаев применяются стационарные печи со сливным отверстием внизу системы.

Статья в тему:  Цветаева где. Биография Марины Цветаевой: жизнь и творчество поэтессы

Индукционные печи цилиндрические

Для загрузки шихты используется технологическая крышка расположенная сверху печи. Для слива металла используется канал выполненный в виде V-образной формы. Иногда слив происходит при помощи избыточного давления газа. Корпус блока охлаждается водой, обмотка сердечника – воздухом.

Преимущества канальных печей
  • Небольшое потребление электроэнергии.
  • Высокий электрический КПД.
  • Небольшая стоимость.
Недостатки канальных печей
  • Трудность изменения химического состава, из постоянного нахождения металла в печи.
  • Невозможность произвести одну плавка металла в печи, процесс должен быть постоянным.
Конструктивные особенности

Каркас печи изготовлен из высоколегированной стали, и представляет собой наклонную конструкцию на редукторе или гидравлике. Индуктор сделан в виде цилиндра и закреплен на стальном каркасе плавильного узла.

Корпус печи сделан не разъемным, но предусмотрена операция для удобной замены индуктора, в случае его выхода из строя.

На печах с гидравлическим видом наклона магнитопровод выполнен из пластин специальной стали толщиной 0,4 мм. Пластины заизолированы между собой усиления электромагнитного поля.

Для отведения тепла используется двухконтурная градирня. Ее применяют, как правило для охлаждения индуктора узла и реактора тиристорного преобразователя. Она выполнена в виде двух контуров, каждый из которых выполняет определенную задачу. Один контур охлаждает печь, а второй саму себя (градирню).

Если печи плавят цветные металлы: медь, алюминий, то используется графитовый тигель. Если шихта представляет собой черные металлы, то используется набивная футеровочная смесь, которую уплотняют специальные вибраторы.

Статья в тему:  Прохождение игры райс оф томб райдер. Гайд Rise of The Tomb Raider: прохождение гробниц Ледяной корабль, Советская шахта, Древняя цистерна и Глас Божий

В электрооборудование печи входит:

  • Тиристорный преобразователь частоты 1 компл.
  • Индукционный плавильный узел в сборе 2 компл.
  • Конденсаторная батарея 1 компл.
  • Водоохлаждаемые кабеля 4 компл.
  • Распределитель воды 1 шт.
  • Редуктор, электродвигатель 2 компл.
  • Дистанционный пульт управления наклоном печи 1 шт.

Для нормального функционирования печи, ее запуск и настройку должны производить только высококвалифицированные специалисты.

Набивочные материалы футеровки содержат:

  • 45% кварцевый порошок.
  • 2% борная кислота.

Футеровочная смесь приготавливается в сухом виде при помощи литейного смесителя и просевки через сито. Приготовленная смесь должна в течение 20 часов быть уложена.

Футеровку тигля производят специальные вибраторы. Электрические вибраторы уплотняют футеровку, их применяют на больших печах от 250 кг. При уплотнении футеровки вибратор перемещается по вертикали при помощи подъемного механизма.

Тигельные

Медный индуктор и тиристорный преобразователь являются основными узлами тигельной печи. Медная трубка имеет прямоугольный вид и определенное количество витков. Формы индукторов для печей обычно имеют цилиндрический вид.

Тигельные индукционные печи

Преимущества тигельных печей
  1. Удобная загрузка и слив металла (редуктор или гидравлика).
  2. Хорошее перемешивание металла, однородный состав.
  3. Во время плавки можно проводить реакцию окисления и восстановления металла.
  4. Хорошая производительность печей (1 плавка 45 минут).
  5. На разогрев не требуется много электроэнергии.
  6. Простая эксплуатация и быстрое обучение работе.
  7. Внешняя среда не подвергается вредным выбросам.
Недостатки тигельных печей
  1. Малая температура расплава до 1750 С °, невозможно применить для обработки тугоплавких металлов.
  2. Печи от 500 кг должны иметь разрешение на применение Ростехнадзора.
Статья в тему:  Как избавиться от пауков народными средствами. Как избавиться от пауков в частном доме, в квартире, в теплице и в саду

Несмотря на имеющиеся недостатки, тигельные печи являются самыми востребованными среди российских литейщиков.

Вакуумные печи дуговые

Вакуумные печи дуговые

Дуговые вакуумные печи предусматривают высокотемпературное воздействие на материалы методом спекания, сушки либо плавления. Принцип действия установок основывается на прогреве веществ до температуры 2000°С в условиях высокого давления. Основным функциональным элементом оборудования является электрическая дуга, которая создается под действием постоянного тока. Технология плавления в вакуумных печах осуществляется с одновременным удалением газовых включений, что положительно сказывается на структурных характеристиках материалов. По конструктивным особенностям установки делятся на:

  • Агрегаты с расходуемым электродом – предусматривают размещение электрической дуги между плавильной ванной и электродом;
  • Печи с электродом нерасходуемого типа – дуга проходит между электродом из графита и материалом, подвергающимся обработке.

В качестве откачных устройств для вывода воздушного потока применяются форвакуумные, бустерные и высоковакуумные насосы, укомплектованные фильтрами для очистки воздушной среды.

Отличительные особенности вакуумных индукционных и индукционных тигельных печей

У вакуумных индукционных печей (ВИП) должны быть:

  • герметичная вакуумная камера и вакуумные насосы;
  • индукторы ВИП рассчитаны на напряжение средней частоты не выше 400В.
  • применение более высокого напряжения приводит к пробою на корпус печи;
  • для получения пониженного напряжения применяется понижающий трансформатор;
  • для подачи напряжения средней частоты на индуктор, находящийся в вакуумной камере;
  • применяются специальные гермовводы.
  • ВИП могут развивать температуру в индукторе вакуумной камеры до 2200°C.
Статья в тему:  Машинка для выпрямления проволоки (катанки) (фото, видео). Как выровнять проволоку: самодельное приспособление Как выровнять проволоку в домашних условиях

Индукционные тигельные печи отличаются от ВИП:

  • у них нет вакуумной камеры, плавят они в набивном тигле открытым способом — в среде воздушной атмосферы;
  • индукционные тигельные печи развивают температуру до 1800°C;
  • на индукторы индукционных тигельных печей подается напряжение средней частоты 800 – 1000 В;
  • индукционные тигельные печи не применяются для плавки сверхчистых тугоплавких сплавов железа, никеля, кобальта, цветных металлов.

Надеемся, мы сумели раскрыть и показать отличия работы вакуумных и тигельных индукционных печей в полной мере. Теперь не должно остаться сомнений в том, что это абсолютно разные плавильные печи, с разным строением и предназначением.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector