Навигация:

  1. Сферы применения промышленных печей
  2. Разновидности температурных камер
  3. Классификация промышленных печей
  4. Муфельные печи
  5. Виды муфельных температурных печей
  6. Из чего делают корпуса муфельных печей?
  7. Сферы применения
  8. Лабораторные печи
  9. Виды лабораторных печей
  10. Вакуумные печи
  11. Разновидности вакуумных печей

Эти устройства являют собой камеры, которые разогревают определённые изделия до температуры плавления, производят термообработку или конвекцию различных предметов. Нагрев происходит при помощи электроэнергии, которая преобразуется в тепло благодаря специальным устройствам. А также существует разогрев печей при помощи топлива, жидкого либо твёрдого. Главным нюансом в процессе нагрева изделий считается то, что размер стоимости тепловой энергии для обработки одной единицы сырья, должен быть меньше, чем стоимость этого количества сырья. В противном случае использование такой технологии нерационально. Нужно отметить, что сама промышленная печь не является полноценным устройством, так как её нужно укомплектовывать системой прогрева, разного рода автоматикой и защитой от избытка тепла.

промышленные печи в производстве

Промышленная печь

Сферы применения промышленных печей

Благодаря разнообразию модификаций нагреваемых камер и возможности подключения периферийных устройств их применяют для следующих технологических процессов:

  • Литьё алюминия;
  • Обеспечение контролированной температуры;
  • Переплавка и перегрев металла;
  • Термообработка всевозможных материалов;
  • Приготовление продуктов питания (в больших количествах);
  • Закалка стекла;
  • Обжиг глиняных изделий;

Универсальность использования промышленных печей обеспечена наличием в них терморегуляторов, антипригарного покрытия, большим диапазоном температурных режимов, возможность обеспечения вакуумной среды, разнообразие тепловых источников и т. д.

Разновидности температурных камер

Такие устройства могут отличаться по следующим параметрам:

  • Используемый источник энергии. Для того чтобы печь можно было использовать в любых условиях промышленности, её снабжают как электрическим питанием, так и топливным. Особой популярностью пользуются модели, работающие на жидком топливе, с использованием автоматического впрыска, который создаёт максимальную экономичность в работе установки;
  • Режим работы. В зависимости от технологии производства и объёма обрабатываемого сырья существуют однофазные и конвейерные агрегаты, которые работают в заданном цикле и непрерывно соответственно;
  • Тип конструкции. Размер рабочей камеры может быть как «коробочной» величины, так и огромных масштабов. Размеры печей зависят от профиля предприятия, на котором печь будет эксплуатироваться;
  • Температура внутри печи. Существуют высокотемпературные печи (рабочая температура свыше 1000 оС и теплообмен происходит за счёт излучения), среднетемпературные камеры (от 600 до 1000 оС с теплообменом в виде излучения), низкотемпературные (до 600 оС, в них теплообмен происходит через конвекцию газов);

Классификация промышленных печей

В силу того, что данные устройства имеют огромное количество разновидностей, которые могут использоваться в самых непредсказуемых процессах (к примеру, в виде бойлера, объёмом в 1000 литров), их принято квалифицировать по определённым типам.

Муфельные печи

Устройства, сконструированные для разогрева обрабатываемого материала до необходимой температуры. Главным рабочим органом таких печей является муфель, так как он защищает материал от продуктов сгорания топлива и занимает основную часть пространства внутри промышленной камеры. Принцип действия муфельной системы заключается в многократной смене муфелей, которые содержат единицу обрабатываемого материала. Муфель помещают в постоянно горячую камеру, на время, необходимое для готовности материала. После этого его изымают и остужают, а в камеру помещают новый муфель и цикл повторяется.

муфельные печи

Муфельная печь

Виды муфельных температурных печей

Печи, используемые в промышленности, имеют следующие отличия:

  1. Способ нагрева муфельной камеры. Нагнетание температуры может исходить как от электрической системы, так и от газовой форсунки;
  2. Окольцовывающая защита муфеля. Среда, в которой находится муфель может быть воздушной (применима в основном для низкотемпературных печей), газовой (используется азот, водород, аргон, гелий, восстанавливающие газы и такой способ защиты подходит для камер с любым температурным режимом, кроме сверх высокотемпературных), вакуумной (идеальный вариант, но реализация данного способа защиты требует дополнительного вакуумного оборудования и абсолютной герметичности муфельной камеры);
  3. Конструктивные особенности. Конструкции отличаются по способу загрузки муфеля и делятся на следующие типы: горизонтально загружаемые, вертикально загружаемые, трубчатые и колпаковые;

Из чего делают корпуса муфельных печей?

Для изготовления всей конструкции муфельной печи необходимы материалы, обладающие определёнными свойствами. К таким материалам относятся:

  • Конструкционные виды стали. Из таких материалов производят опорные балки, дверцы для загрузки муфелей, изоляционные шары для самой камеры и другое;
  • Огнеупорные засыпки вспененной структуры. Используются для теплоизоляции корпуса, создавая барьер между температурой в печи и окружающей средой;
  • Огнеупорные глиноземляные смеси. Служат для изготовления муфелей;
  • Токопроводные материалы для нагревательных элементов. Для устройств, которые производят нагрев муфельной печи посредству электричества, необходимы элементы из следующих сплавов: нихрома, фехраля, вольфрам, молибден, тантал, платина и хромитовые сплавы.

Сферы применения

Муфельные печи используют для термообработки металлов, обжига керамики, купелирования (для анализа в пробирках), высушивания, выращивания монокристаллов, плавки металлов и т. д.

Лабораторные печи

Так сложилось, что лабораторные манипуляции с разными предметами и веществами имеют малые объёмы, то и лабораторные печи должны быть малогабаритными. Но такие «малютки» однозначно должны иметь широкий температурный диапазон и универсальность в использовании.

лбораторные печи

Лабораторная печь

Виды лабораторных печей

Печи, которые чаще всего используются в лабораторных условиях:

  • Трубчатые печи. Удобны тем, что имеют две рабочие дверцы, которые позволяют беспрепятственно помещать материал вовнутрь. Нагревательный элемент представляет собой керамическую трубку, с намотанной на неё нитью накала. Во избежание короткого замыкания в результате соприкосновения витков нагревательной спирали, на трубке делается спиральное углубление, в котором расположена нагревательная проволока или лента. Для защиты обрабатываемого материала трубка помещена в термостойкий кожух, заполненный изоляционным наполнителем. Температурный режим таких устройств начинается от 300 °С и достигает 1200 °С; виды лабораторных печей
  • Тигельные печи. В качества нагревательной энергии используется магнитное поле. Благодаря действию вихревых электрических токов в тигельной камере происходит нагрев стержня, который является сердечником. В тигель (сердечник) помещается материал для теплового воздействия и подключённый к тигелю переменный ток создаёт индукцию магнитных потоков, которые впоследствии выделяют тепло. Температура, которая достигается в данных устройствах доходит до отметки в 1700 °С;

    виды лабораторных печей

  • Муфельные печи. В отличие от промышленных экземпляров, устройство оснащено встроенным муфелем, который нагревается благодаря проволочным или ленточным нагревателям. Максимальная температура для муфельных лабораторных камер составляет 1500 °С;

    виды лабораторных печей

В зависимости от максимальной температуры нагрева лабораторных печей используются разные материалы для изготовления электронагревателей. При рабочей температуре до 900 °С используются нихромовые сплавы, для достижения 1200 °С применяются 0Х23Ю5А (ЭИ-595) и 0Х27Ю5А (ЭИ-626) сплавы. В случае с использованием температуры, достигающей 2000 °С, используется угольный нагреватель.

Вакуумные печи

Предназначены для нагрева до определённой температуры или плавки различных металлов. Вакуумные камеры активно используются для отделения нежелательных примесей, газов и неметаллических частиц из металла. Благодаря таким печам производства изготавливают металлы и сплавы особого назначения. По степени рабочего давления внутри печи существуют низковакуумные агрегаты (до 10 Па), средневакуумные (не ниже 0,1 Па), высоковакуумные печи (менее 0,1 Па) и сверхвысоковакуумные (давление менее 0,1 мПа).

Камера состоит из герметичного короба, к которому подсоединены вакуумные насосы (для создания давления от 10 мм рт. ст. до 10-7 мм рт. ст.). Вакуумные печи нашли применение в космическом ракетостроении, медицине, металлургии, машиностроении, химической промышленности и прочих областях.

вакуумные печи

Вакуумная печь

Разновидности вакуумных печей

По конструктивным особенностям различают печи с внешним источником нагрева (ретортные) и со стандартным расположением нагревательных элементов (внутри камеры). При стандартном расположении все узлы нагревательной системы также находятся в камере, поэтому их стенки имеют двойную полость, для водяного охлаждения, во избежание повреждений системы. В таком варианте достигается более высокий вакуум, и температура может зашкаливать за 2500 °С.

Говоря о типах вакуумных температурных камер, их можно разделить на шахтные печи и колпаковые вакуумные камеры. В первом варианте камера располагается вертикально её основанию, где загрузка материала производится сверху. Во втором варианте камера расположена также, но погрузка материала осуществляется снизу, благодаря специальному поду. Колпаковые печи удобнее, так как под может передвигаться как вертикально (для соединения с камерой), так и горизонтально (для возможности погрузить на под тяжелый материал).

разновидности вакуумных печейразновидности вакуумных печейШахтная печь Колпаковая печь