Materiale pentru elemente de încălzire - stadopedia

Elementele de încălzire au cea mai mare temperatură în cuptor și, de regulă, pre-determină funcționarea instalației în ansamblu.

Aceste materiale sunt supuse următoarelor cerințe:







1. Rezistență suficientă la căldură (rezistență la scară).

2. Rezistență suficientă la căldură - rezistență mecanică la temperaturi ridicate, astfel încât încălzitoarele se pot sprijini singure.

3. Rezistență electrică ridicată. Cu cât rezistența electrică este mai mică, cu atât lungimea încălzitorului este mai lungă și cu atât este mai mică secțiunea transversală. Secțiunea transversală a încălzitorului trebuie să fie suficient de mare pentru a asigura durata de viață necesară. Un încălzitor lung nu poate fi așezat întotdeauna în cuptor. Astfel, este de dorit ca materialele elementelor de încălzire să aibă o valoare ridicată a rezistenței electrice specifice.

4. Coeficient de rezistență la temperaturi scăzute. Această cerință trebuie îndeplinită pentru a se asigura că energia produsă de încălzitoare în condiții fierbinți și reci este aceeași sau puțin diferită. Dacă coeficientul de temperatură de rezistență este mare, transformatoarele sunt utilizate pentru a porni cuptorul în stare rece, dând o tensiune inițială mai mică.

5. Constanța proprietăților electrice. Unele materiale, de exemplu carborundum, devin vechi cu timpul, adică cresc rezistența electrică, ceea ce complică condițiile de exploatare a acestora. Sunt necesare transformatoare cu un număr mare de trepte și o serie de tensiuni.

6. Lucrabilitate. Materialele metalice trebuie să aibă plasticitate și sudabilitate, astfel încât acestea să poată fi realizate din sârmă, bandă, iar ultima - configurații complexe de încălzire. Încălzitoarele nemetalice sunt presate sau modelate astfel încât încălzitorul să fie un produs finit.

Principalele materiale pentru elementele de încălzire sunt aliajele pe bază de fier, nichel, crom și aluminiu.

Acest lucru, în primul rând - crom-nichel, precum și aliaje de fier-crom-aluminiu. Proprietățile și caracteristicile acestor aliaje sunt prezentate în [22].

Aliajele dublate constau din nichel și crom (aliaje de crom-keliu), ternare - din nichel, crom și fier (aliaje de fier-crom-nichel). Aliajele triple sunt o dezvoltare ulterioară a oțelurilor crom-nichel, deoarece X23N18, X15N60-N sunt utilizate până la aproximativ 1000 ° C.

Aliajele duble sunt, de exemplu, H20H80-H. Ele formează o suprafață protectoare de oxid de crom. Punctul de topire al acestui film este mai mare decât cel al aliajului în sine; Filmul nu se sparge când este încălzit și răcit. Aceste aliaje au proprietăți mecanice bune atât la temperaturi scăzute, cât și la temperaturi ridicate, sunt rezistente la furtun, plastic, bine prelucrate, sudate.

Aliajele crom-nichel au proprietăți electrice satisfăcătoare, nu îmbătrânesc, nu sunt magnetice. Principalul lor dezavantaj este costul ridicat și lipsa, în primul rând nichelul. Prin urmare, au fost create aliaje de fier-crom-aluminiu conținând fier, crom și până la 5% aluminiu. Aceste aliaje pot fi mai rezistente la căldură decât cele cu crom-nichel, adică pot lucra până la 1400 ° C (de exemplu aliajul X23U5T). Cu toate acestea, aceste aliaje sunt fragile și fragile, în special după ce au rămas la o temperatură mai mare de 1000 ° C. Prin urmare, după ce încălzitorul a funcționat în cuptor, acesta nu poate fi înlăturat și reparat. Aceste aliaje sunt magnetice, pot ruja într-o atmosferă umedă la temperatura normală. Acestea au o rezistență scăzută la fluaj, care ar trebui luată în considerare la proiectarea încălzitoarelor din ele. Dezavantajul acestor aliaje este, de asemenea, interacțiunea lor cu căptușeala de șamot și oxizii de fier. In locuri cu touch-căptușită aceste aliaje la temperaturi de lucru de mai sus căptușire 1000 ° C trebuie să fie te-polyene din cărămidă ridicată de alumină sau acoperite cu „daubing special ridicat de alumină. În timpul funcționării, aceste încălzitoare sunt substanțial alungite, care trebuie, de asemenea, luate în considerare în proiectare, adică este necesar să se prevadă posibilitatea de alungire a acestora.

Reprezentanții acestor aliaje sunt XSiO5 (temperatura de aplicare este de aproximativ 800 ° C); X23O5 (1200 ° C); X27Y5T (1300 ° C) și X23Y5T (1400 ° C).

Recent, a dezvoltat aliaje cum H15N60YU3 și H27N70YUZ, t. E. Cu adaos de 3% aluminiu, că valorile, îmbunătățit considerabil aliaj rezistență la căldură, iar prezența nichelului-nici practic excluse aliajele dezavantajele existente zhelezohromo-aluminiu.







Aliajele X15N60SU, X27N60UZ nu interacționează cu chamot și oxizii de fier, sunt suficient de bine formate, puternice din punct de vedere mecanic, non-fragile.

În cuptoarele cu temperatură înaltă sunt utilizate încălzitoare nemetalice: încălzitoare carborundum și disilicid de molibden.

Pentru cuptoarele cu atmosferă protectoare și vid, se utilizează încălzitoare cu carbon și grafit. În acest caz, încălzitoarele sunt realizate sub formă de tije, țevi și plăci.

Încălzitoarele din molibden și tungsten sunt utilizate în cuptoare de vid în condiții de temperatură ridicată și cuptoare cu o atmosferă protectoare. Încălzitoarele cu molibden în vid pot funcționa până la 1700 ° C, și într-o atmosferă protectoare - până la 2200 ° C. Temperatura aplicării în vid este mai mică, ceea ce se explică prin evaporarea molibdenului. Încălzitoarele din cadrul tungsten pot funcționa la 3000 ° C.

În unele cazuri sunt folosite încălzitoare din niobiu și tantal.

Elementele de încălzire ale celor mai multe cuptoare industriale sunt realizate fie din bandă, fie din sârmă (figurile 3.4 - 3.7). De obicei, pentru fabricarea încălzitoarelor industriale de cuptor, se utilizează diametrul sârmei de până la mm. Cu toate acestea, pentru cuptoarele cu o temperatură de funcționare de C și de mai sus, ar trebui să se ia un fir cu un diametru mai mic de un milimetru. Raporturile dintre înălțimea elicei și diametrul său, și un diametru de sârmă este selectat astfel încât să faciliteze introducerea de incalzire in cuptor, acestea oferă o rigiditate suficientă și, în același timp, nu împiedică prea multă căldură de la ei la articole.

Fig. 3.4. Schițe de încălzitoare cu sârmă și banda, cu desemnarea dimensiunilor geometrice principale: a - zigzag de sârmă; b - aceeași bandă; in - spirală

Pentru firele mai subțiri, raportul dintre diametrul helixului și sârmă, precum și înălțimea spirală, este de obicei mărit. Incalzitoarele spirale pe tuburile ceramice sunt foarte frecvente. Astfel de încălzitoare în ceea ce privește radiația și distribuția puterii pe pereții cuptorului sunt aproape aproape echivalente cu spiralele care radiază liber și, dimpotrivă, ele sunt mult mai eficiente decât spiralele în sloturi și rafturi. Proiectarea sistemelor de încălzire prin sârmă spirală pe tuburi ceramice este universală din punct de vedere al utilizării materialelor și amplasării încălzitoarelor în camera cuptorului. Raportul diametrului interior al helixului cu diametrul exterior al tubului pentru astfel de încălzitoare poate fi considerat aproximativ egal. distanța dintre axele tuburilor diametrului spiralei. De obicei, pentru fabricarea încălzitoarelor industriale de cuptor, se utilizează diametrul sârmei de până la mm. Cu toate acestea, pentru cuptoarele cu o temperatură de funcționare de C și de mai sus, ar trebui să se ia un fir cu un diametru mai mic de un milimetru.

Raporturile dintre înălțimea elicei și diametrul său, și un diametru de sârmă este selectat astfel încât să faciliteze introducerea de incalzire in cuptor, acestea oferă o rigiditate suficientă și, în același timp, nu împiedică prea multă căldură de la ei la articole. Cele mai mari bobine de diametru și mai groase decât pitch, cu atât mai ușor este de a plasa încălzitoare în cuptor, dar scade cu diametrul puterea helix în creștere mărește bobinele sale predilecție se află unul pe celălalt. Pe de altă parte, cu o creștere a densității de lichidare crește efectul de ecranare la produsele care se confruntă o parte din bobine sale pe ceilalți și, prin urmare, se deteriorează utiliza suprafața sa.

Fig. 3.5. Proiectarea sistemelor de încălzire a centurilor: încălzitoare cu zigzag cu curea pe peretele lateral pe cârlige metalice; b - încălzitor cu zigzag cu panglică; la fel în arc; g - aceleași pe rafturile ceramice; д - un element de tracțiune la temperatură ridicată; e - element de cadru cu temperatură scăzută; g - încălzitor cu unde plate pe tuburi ceramice; z - încălzitor cu zigzag cu panglică pe cârlige; și - denumirea convențională a dimensiunilor unui încălzitor cu zigzag cu panglică

Pentru firele mai subțiri, raportul dintre diametrul spiralei și firul de spirală, de obicei, este luat mai mult. Incalzitoarele spirale pe tuburile ceramice sunt foarte frecvente. Astfel de încălzitoare în ceea ce privește radiația și distribuția puterii pe pereții cuptorului sunt aproape aproape echivalente cu spiralele care radiază liber și, dimpotrivă, ele sunt mult mai eficiente decât spiralele în sloturi și rafturi.

Fig. 3.6. Construcțiile de încălzitoare cu spirală de sârmă pe tuburi ceramice: a - încălzitoare; b - tuburi pe pereții laterali, fixați pe pandantive rezistent la căldură; în - la fel în canelurile de stâlpi de ceramică; d - tuburi în partea de jos

Fig. 3.7. Sisteme de încălzire prin sârmă: încălzitor cu zigzag cu o sârmă pe peretele lateral pe cârlige metalice; b - încălzitor cu zigzag din sârmă; la fel în arc; g - aceleași pe rafturile ceramice; d - o spirală de sârmă pe cărămizile proeminente ale peretelui lateral cu un cârlig la cârlig; spirale e - wire în piatră și caneluri ale vetrei; g - spirala de sârmă pe rafturi ceramice; z - spirală de sârmă pe tubul ceramic; și - ieșirea încălzitorului de sârmă; k - denumirea convențională a dimensiunilor încălzitorului de sârmă

Proiectarea sistemelor de încălzire prin sârmă spirală pe tuburi ceramice este universală din punct de vedere al utilizării materialelor și amplasării încălzitoarelor în camera cuptorului. Raportul diametrului interior al helixului cu diametrul exterior al tubului pentru astfel de încălzitoare poate fi considerat aproximativ egal. distanța dintre axele tuburilor diametrului spiralei.

Centralele de încălzire sunt fabricate sub formă de zigzaguri de diferite mărimi și sunt atașate la metal (din oțel rezistent la căldură sau din nirom) sau cârlige din ceramică. Încălzitoarele zigzag cu bandă mai groasă, cu cât încălzitorul poate fi mai lung în cuptor, dar cu cât protecția bobinelor este mai lungă, cu atât este mai puțin folosită suprafața benzii. Prin urmare, au fost stabilite dimensiunile acceptate ale încălzitoarelor zigzag cu bandă, asigurându-se rezistența lor suficientă și ecranarea reciprocă scăzută. Cel mai comun raport dintre lățimea benzii și grosimea sa este de 10.

Pentru temperaturi pe încălzitor la C în cuptoare industriale se folosește o bandă de cel puțin 1 x 10 mm, la temperaturi mai ridicate - nu mai puțin de 2 x 20 mm.

EPS la o temperatură nominală de 1350 ° C aplicat încălzitoare carborund (SiC) (Figura 3.8.) Și EPS cu o temperatură nominală de 1700 ° C - captuseala din disilicide molibden (MoSi2) (Figura 3.9.) Și lantan cromit (Fig. 3.10).

Fig. 3.8 Schițe ale încălzitoarelor carborundum: a - încălzitor dintr-o singură bucată; b - încălzitor compus

Fig. 3.9. Schițele încălzitoarelor din disilicidul de molibden a - cu concluzii directe; b - cu plumb curbat la un unghi de 90º







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: