Контрольные вопросы
1. Назначение элеваторных печей
2. Перечислите основные конструктивные характеристики элеваторных печей
3. Где размещаются нагреватели?
4. Как осуществляется герметизация элеваторных печей. 5.Индексы элеваторных печей
Рис. 3.28,а. Элеваторная печь /Свенчанский, с. 116/: 1- кожух; 2- футеровка; 3- боковые нагреватели; 4 – пневматические защелки пода; 5- платформа с рельсовым путем; 6 – платформа плунжера; 7 и 9 – колонны; 8 – плунжер; 10 – подовые нагреватели; 11- футеровка тележки; 12 – песочный затвор; 13 - тележка
Применяются для отжига деталей из легкоокисляющихся материалов (Ti, Zn), трансформаторных и электротехнических сталей, пермаллоя, термодиффузионной обработки различных деталей, термообработки с интенсивным охлаждением в аргоне деталей из аустенитных сталей и других видов обработки. Эти печи позволяют:
1) защитить материал от окисления;
2) обезгаживают нагреваемый металл и рафинировать его от окислов и примесей, испаряющихся при температуре его обработки;
|
|
3) получать очень высокие температуры.
Промышленность выпускает вакуумные печи с низким (> 100 Па), средним (100-10-1 Па), высоким (10-1 - 10-5 Па) и сверхвысоким (< 10-5 Па) вакуумом.
Вакуумные печи обычно выполняются периодического действия, т. к. создать непрерывную вакуумную печь очень трудно. Поэтому они бывают шахтные, элеваторные, колпаковые или камерные.
Для невысоких температур порядка 600…650 °С вакуум создается в муфеле, а при более высоких температурах под вакуумом держат всю печь иначе муфель не смог бы выдержать атмосферное давление.
Муфельные печи с температурой более 650 °С должны иметь муфели малого диаметра. При больших размерах муфеля и температурах 1000…1100 °С приходится держать под вакуумом и муфель и печь. Причем в самой печи поддерживают грубый вакуум 130…13 Па при помощи насоса, а в муфеле высокий вакуум двумя насосами: механическим форвакуумным и пароструйным (для получения высокого вакуума).
В высокотемпературных печах с низким вакуумом применяют нормальную конструкцию печи с футеровкой, а при необходимости высокого вакуума стараются избегать футеровки вследствие поглощения ею газов и длительного времени ее обезгаживания. В таких печах футеровка заменяется системой экранов из металлических листов керамики или гранита, снимающих тепловые потери печи. В зоне температур до 1100 °С экраны выполняются из жароупорной стали, а в зоне 1100…1700 °С из молибдена, свыше 1700 °С - из вольфрама.
Корпус печи выполняют из листовой стали, с водяным охлаждением. Также охлаждаются резиновые и фланцевые уплотнения.
Преимущества вакуумных печей: отпадает необходимость в установках для получения контролируемых атмосфер, проще поддерживать высокотемпературные режимы, уменьшается расход электроэнергии.
|
|
На рис. 3.29показана вакуумная элеваторная печь для отжига СЭВ-5.5/11,5. Загрузка и выгрузка изделий производится специальным механизмом снизу. Наличие холодильника резко увеличивает производительность электропечей и обеспечивает осуществление технологических процессов с различными режимами охлаждения.
Вакуумные печи представляют герметичный, охлаждаемый водой стальной кожух, в котором помещена нагревательная камера, легко извлекаемая для осмотра и ремонта. Отечественная промышленность выпускает вакуумные элеваторные, камерные и шахтные печи с вакуумом до 1,3 ▪ 10 –3 Па (10-5 мм рт. ст.). Максимальная температура 3000 °С.
Рис. 3.29. Элеваторная вакуумная печь типа СЭВ: 1 – нагревательная камера; 2- крышка; 3 – футеровка; 4 – нагреватель; 5-механизм подъема; 6 – привод; 7 – камера охлаждения; 8- корзина (контейнер); 9 - дверца
В комплект установки входят: понижающий трансформатор, автотрансформатор, вакуумный блок, маслонапорная установка, механизмы перемещения садки, щиты управления и автоматического регулирования температуры и вакуумное водоохлаждение камеры. Рабочая температура в печи 1150 °С.
Нагреватели высокотемпературных печей выполняются из проволоки в виде зигзага, шпилек из прутков, сетки, жести. Токоподводы в свою очередь могут быть водоохлаждаемые (рис 4.29) и неводоохлаждаемые (рис. 4.30 см. альбом).
На рис. 4.31 (см. альбом) приводятся схемы высокотемпературных вакуумных садочных печей, а на рис. 4.32 (см. альбом) - печей непрерывного действия.
Недостатки садочных печей является их низкая производительность и малый КПД, так как после каждого нагрева охлаждают печь, снимают вакуум, а потом после замены садки вновь откачивают.
Поэтому садочные печи заменяют при массовом производстве непрерывными с шлюзовыми камерами. Компромиссным решением является конструирование садочных печей с камерой охлаждения (рис4.31, д - альбом). Камера охлаждения установлена над печью, в нее закладывается изделие, она быстро откачивается, после открывается вакуумный затвор между нею и нагревательной камерой и изделие опускается в камеру для нагрева. После окончания нагрева изделие поднимается в верхнюю камеру, обе камеры изолируются друг от друга затвором и происходит остывание изделия. Затем изделие вынимается из камеры охлаждения и заменяется новым. Таким образом, камера нагрева все время нагрета и находится под вакуумом, повышается КПД печи, увеличивается ее производительность.