Odporová pec
Odporová pec je elektrická pec, která využívá jako zdroj tepla Jouleovo teplo generované proudem procházejícím vodičem. Podle způsobu elektrického ohřevu se odporové pece dělí na dva typy: přímotopné a nepřímé. V přímotopné odporové peci proud protéká přímo materiálem. Vzhledem k tomu, že elektrický topný výkon je soustředěn na samotný materiál, materiál se rychle zahřívá, takže je vhodný pro procesy, které vyžadují rychlý ohřev, jako je ohřev kovaných sochorů. Tento typ odporové pece může ohřívat materiály na velmi vysoké teploty, jako je elektrická pec pro grafitizaci uhlíkového materiálu, která může ohřívat materiály na více než 2500 stupňů. Přímotopná odporová pec může být použita jako vakuová odporová topná pec nebo odporová topná pec s ochranným plynem. V práškové metalurgii se běžně používá pro spékání wolframu, tantalu, niobu a dalších produktů. Při použití tohoto typu pece k vytápění je třeba věnovat pozornost:
① Pro zajištění rovnoměrného ohřevu materiálu je nutné, aby vodivý průřez a vodivost každé části materiálu byly konzistentní;
Průmyslová odporová pec
Průmyslová odporová pec
② Vzhledem k relativně malému odporu samotného materiálu, aby bylo dosaženo požadovaného elektrického topného výkonu, je pracovní proud poměrně vysoký. Proto je kontakt mezi vysílací elektrodou a materiálem dobrý, aby nedocházelo k jiskření a spálení materiálu. Kromě toho by měl být odpor vysílací přípojnice malý, aby se snížily ztráty v obvodu;
Většina odporových pecí jsou odporové pece s nepřímým ohřevem, které jsou vybaveny odporovými tělesy speciálně navrženými k dosažení elektrické tepelné přeměny, nazývanými elektrická topná tělesa, která předávají tepelnou energii materiálům v peci (obrázek 1: Odporové pece s nepřímým ohřevem).
Elektrostruskové přetavování
Tento typ pláště elektrické pece je vyroben z ocelového plechu a pec je vyložena žáruvzdornými materiály, jako jsou keramická vlákna, s materiály umístěnými uvnitř.
Nejčastěji používanými topnými prvky jsou železo-chrom hliníkové topné prvky, nikl-chromové topné prvky, tyče z karbidu křemíku a tyče z disilicidu molybdenu, stejně jako tyče z křemíku a uhlíku a keramické kompozitní topné prvky s diboridem zirkonu. Podle potřeby může být atmosféra uvnitř pece běžná atmosféra, ochranná atmosféra nebo vakuum. Obecné napájecí napětí je 220 voltů nebo 380 voltů a v případě potřeby by měl být nakonfigurován mezilehlý transformátor s nastavitelným napětím. Malá pec (<10 kW) single-phase power supply, large furnace three-phase power supply. For materials with a single variety and large batch size, continuous furnace heating is recommended. Resistance furnaces with furnace temperatures below 700 □ are mostly equipped with blowers to enhance heat transfer inside the furnace and ensure uniform heating. A resistance furnace used for melting fusible metals (lead, lead bismuth alloys, aluminum, magnesium and their alloys, etc.), which can be made into a crucible furnace; Alternatively, it can be made into a reflective furnace with a molten pool, and an electric heating element can be installed on the top of the furnace. An electric slag furnace is a resistance furnace that converts slag into electric heating.
Úvod do indukční pece
Elektrická pec, která využívá indukčního ohřevu materiálů k jejich ohřevu nebo tavení. Základní součástí indukční pece je indukční cívka vinutá měděnými trubkami. Na obou koncích indukční cívky je přivedeno střídavé napětí, které vytváří střídavé elektromagnetické pole. V indukční cívce jsou umístěny vodivé materiály a vlivem elektromagnetické indukce v materiálech vznikají vířivé proudy. Působením odporu se elektrická energie přeměňuje na tepelnou energii k ohřevu materiálů; Lze tedy také uvažovat, že indukční pec je přímotopná odporová pec.
Charakteristikou indukční pece je, že elektrický topný výkon (rozložení proudu) transformovaný v ohřívaném materiálu je velmi nerovnoměrný, s největším povrchem a nejmenším středem, známý jako skin efekt. Aby se zlepšila účinnost elektrického ohřevu indukčního ohřevu, měla by být vhodná frekvence napájení. Malé tavicí pece nebo povrchový ohřev materiálů by měly využívat vysokofrekvenční elektřinu, zatímco velké tavicí pece nebo ohřev materiálů s hlubokým průnikem by měly využívat elektřinu střední frekvence nebo výkonové frekvence. Indukční cívky jsou zátěže se značnou indukčností a jejich účiník je obecně velmi nízký. Aby se zlepšil účiník, indukční cívky jsou obecně zapojeny paralelně se středně nebo vysokofrekvenčními kondenzátory, známými jako rezonanční kondenzátory. Mezera mezi indukční cívkou a materiálem by měla být malá. Indukční cívka by měla být vyrobena ze čtvercové měděné trubky s vodním chlazením uvnitř trubky. Mezera mezi závity indukční cívky by měla být co nejmenší a izolace by měla být dobrá. Indukční topné zařízení se používá především pro ohřev a odlévání oceli, mědi, hliníku, zinku atd. Má rychlý ohřev, nízkou ztrátu hořením, vysokou mechanizaci a automatizaci a je vhodné pro konfiguraci na automatických provozních linkách.
Jádrová indukční pec
Indukční tavicí pece používané v průmyslu zahrnují kelímkové pece (indukční pece bez jádra) a drážkové pece (indukční pece s jádrem), jak je znázorněno na obrázku 2 pro schematický diagram tělesa indukční pece. Kelímek je vyroben ze žáruvzdorného materiálu nebo oceli s kapacitou od několika kilogramů do desítek tun. Charakteristikou tavení je, že roztavený kov v kelímku je vystaven elektrické síle, která nutí hladinu kapaliny v roztavené lázni vyčnívat, a roztavený kov proudí ze středu hladiny kapaliny do okolních oblastí, což způsobuje cyklické proudění. Tento jev se nazývá elektrický jev, který může učinit složení taveniny stejnoměrným. Nevýhodou je, že struska má tendenci k periferii a má špatné pokrytí. Ve srovnání s drážkovou pecí má kelímková pec flexibilní provoz, vysokou teplotu tavení, ale nízký účiník a vysokou spotřebu energie. Senzor drážkové pece pro taveninu se skládá ze železného jádra, indukčního kroužku a vyzdívky drážkové pece pro taveninu. Drážka taveniny je jedna nebo dvě prstencové drážky ve tvaru pásu, které jsou vyplněny roztaveným materiálem spojeným s lázní taveniny. Zákopovou pec lze v zásadě považovat za transformátor se železným jádrem s pouze jedním závitem cívky v sekundáru a zkratem. V roztavené drážce protéká indukční proud a dosahuje transformace elektrického ohřevu.
Ve výrobě po dokončení každé pece tavení kovu nelze tavnou lázeň vyprázdnit, jinak je snadné ji vyschnout. Je nutné ponechat část taveniny jako výchozí taveninu pro další pec. Teplota drážky taveniny je vyšší než teplota lázně taveniny a také nese erozi toku taveniny, takže vyzdívka pece drážky taveniny je náchylná k poškození. Pro usnadnění údržby jsou moderní snímače pece vyrobeny do snadno vyměnitelných sestav. Kapacita tavicí pece se pohybuje od několika set kilogramů až po více než sto tun. Tavná pec dodává energii na napájecí frekvenci a díky použití železných jader vyrobených z plechů z křemíkové oceli jako magnetických drah je elektrická účinnost i účiník vysoké. Tavicí pec se používá především pro tavení litiny, mědi, zinku, mosazi atd. Lze ji použít i jako směšovací pec pro skladování a ohřev roztavených materiálů.
oblouková pec
Elektrická pec, která využívá obloukového tepelného efektu k tavení kovů a jiných materiálů (obrázek 3 Typ obloukové pece). Existují tři typy způsobů ohřevu: Nepřímý ohřev elektrická oblouková pec.
oblouková pec
Mezi dvěma elektrodami vzniká oblouk, aniž by se dotýkal materiálu, a materiál se zahřívá tepelným zářením. Tento typ pece má vysokou hlučnost, nízkou účinnost a postupně se vyřazuje Přímý ohřev elektrické obloukové pece.
Mezi elektrodou a materiálem vzniká oblouk, který materiál přímo zahřívá;
Třífázová elektrická oblouková pec pro výrobu oceli je nejběžněji používaná přímotopná elektrická oblouková pec. Ponořená oblouková pec, známá také jako redukční pec nebo ponořená oblouková pec. Jeden konec elektrody je pohřben ve vrstvě materiálu, vytváří oblouk uvnitř vrstvy materiálu a zahřívá materiál pomocí odporu samotné vrstvy materiálu; Běžně se používá pro tavení feroslitin.
Vakuová oblouková pec
Jedná se o elektrickou pec, která využívá elektrický oblouk k přímému ohřevu a tavení kovů v tělese vakuové pece. Plyn uvnitř pece je řídký a při vytváření oblouku se spoléhá hlavně na páru roztaveného kovu. Ke stabilizaci oblouku se obvykle dodává stejnosměrný proud. Podle vlastností tavení se dělí na pece pro přetavování kovů a pece na odlévání. Podle toho, zda se elektrody spotřebovávají (taví) během procesu tavení, se dělí na pece pro vlastní spotřebu a pece pro vlastní spotřebu. Většina průmyslových aplikací jsou pece pro vlastní spotřebu. Vakuová oblouková pec se používá pro tavení speciální oceli, aktivních a žáruvzdorných kovů, jako je titan, molybden a niob.
Obloukové vytápění lze považovat za obloukové odporové vytápění. Stabilní odolnost proti oblouku je nezbytnou podmínkou pro normální výrobu pece. Obloukové pece na střídavý proud obvykle využívají elektřinu s elektrickým proudem. Aby se oblouk stabilizoval, měla by být v napájecím obvodu pece vhodná indukčnost. Přítomnost indukčnosti však může snížit účiník a elektrickou účinnost. Snížení frekvence proudu je způsob, jak vyvinout střídavé obloukové pece. Hodnota odporu oblouku je poměrně malá a pro získání potřebného tepla vyžaduje pec značný pracovní proud. Proto by měl být odpor krátké sítě pece co nejmenší, aby nedocházelo k nadměrným ztrátám v obvodu. U třífázových obloukových pecí je nutné zajistit, aby impedance tří fází byla blízká stejné, aby nedocházelo k nesymetrickému třífázovému zatížení.
Plazmová pec
Elektrická pec, která využívá plazmu generovanou při ionizaci pracovního plynu k ohřevu nebo tavení. Zařízení, které generuje plazmu, se obvykle nazývá plazmová pistole a existují dva typy: oblouková plazmová pistole a vysokofrekvenční indukční plazmová pistole. Pracovní plyn je přiváděn do plazmové pistole, která je vybavena zařízením generujícím obloukové nebo vysokofrekvenční (5-20 MHz) elektrické pole. Pracovní plyn je působením ionizován a vzniká plazma složená z elektronů, kladných iontů a směsi atomů a molekul plynu. Stejně vzdálený
Pec s elektronovým paprskem
Poté, co je dceřiné těleso vyhozeno z trysky plazmové pistole, vytvoří vysokorychlostní a vysokoteplotní plamen plazmového oblouku, který má mnohem vyšší teplotu než typický oblouk. Nejčastěji používaným pracovním plynem je argon, což je jednoatomový plyn, který se snadno ionizuje a je to inertní plyn, který může chránit materiály. Pracovní teplota může dosáhnout až 20 000 □; Používá se pro tavení speciální oceli, titanu a titanových slitin, supravodivých materiálů atd. Mezi typy pecí patří vodou chlazená měděná krystalizační pec, dutá katodová pec, plazmová pec s indukčním ohřevem a plazmová pec se žáruvzdornou vyzdívkou.