8.2.1. Электрические нагревательные колодцы

Их применяют для нагрева слитков качественной стали. В электрических колодцах (рис. 8.1) используют твердые неметаллические нагревательные элементы, в качестве которых используют карборундовые желоба, засыпан­ные прокаленным нефтяным коксом размером кусков 15–50 мм. Мак­симальная рабочая температура равна 1500 ⁰С. Так как эле­ктрическое сопротивление кокса зависит от температуры, питание электрических колодцев осуществляется через трансфор­маторы с регулированием вторичного напряжения.

Рис. 8.1. Электрический нагревательный колодец: 1 – желоба-нагреватели; 2 – рабочее пространство; 3 – песочные затворы крышки; 4 – каналы для подсыпки кокса в желоба

Главное преимущество элект­рических нагревательных колодцев перед топливными – не­большой угар металла (не более 0,3 %), благодаря отсутствию окислительной атмосферы в рабочей камере.

Если кисло­род из окружающей печь воздушной среды, просачивается в колодец через неплотности крышки, то взаимодействует с раскаленным коксом, образуя окись углерода и создавая этим газовую среду, защищающую сталь от окисления. Вследствие этого кокс в желобах постепенно выгорает, поэтому над желобами предусматриваются специальные отверстия для периодической подсыпки кокса.

Отсутствие потерь тепла с уходящими газами значительно повы­шает тепловой к.п.д. электрических нагревательных колодцев по сравнению с топливными. Футеровку и тепловую изоляцию рабочих камер электрических колодцев выполняют гораздо более толстой, чем у топливных колодцев, также для, чтобы сокращения потери теп­ла через стенки.

В электрических нагревательных колодцах осуществляют на­грев слитков массой 3–48 т при общей садке 20–160 т [1] в зави­симости от размеров рабочей камеры. Также как и в топливных колодцах здесь удельный расход энергии на нагрев слитка зависит от его температуры при посаде в печь. Электрические нагре­вательные колодцы наиболее эффективны для подогрева слитков горячего посада, так как в этом случае резко снижается расход электроэнергии, который является основным фактором, ограничивающим ши­рокое применение этих колодцев.

Расход электроэнергии резко возрастает при снижении температуры посада слитков, поэтому применение электрических нагревательных ко­лодцев неэкономично по сравнению с топливными. Использование электрических нагревательных колодцев для нагрева слитков при холодном посаде целесообразно только в случае нагрева очень дорогого металла, потери которого с ока­линой и брак по нагреву должны быть сведены к минимуму.

8.2.2. Колпаковые электрические печи

К олпаковая электрическая печь для высокотемпературного отжига листов трансфор­маторной стали (рис. 8.2).

Рис. 8.2. Колпаковая электрическая печь для отжига листов транс­форматорной стали в стопах:1 – муфель; 2 – колпак; 3 – фиксаторы колпака; 4 – термопара; 5 – песочный затвор; 6 – подвод защитного газа; 7 – нагревательные эле­менты в стенде; 8 – плита, закрывающая подовые нагреватели; 9, 10 – нагревательные элементы на стенках колпака; 11 – футеровка стенда; 12 – выводы нагревателей; 13 – токоподводы; 14, 15 – контакты

По конструкции сходна с колпаковыми топливными печами. Основные элементы печи следующие: стенд, на который загружается нагреваемый металл, закрываемый затем муфелем из жароупорной стали (под кото­рый вводится специальная атмосфера), и футерованный колпак с установленными на его внутренних стенках электрическими нагревателями сопротивления. Также как и при работе топливных печей после завершения нагрева и выдержки колпак поднимают и переносят на другой стенд с под­готовленной на нем садкой, а нагретый металл на первом стен­де остывает под муфелем в защитной атмосфере. С учетом соотношения време­ни нагрева и выдержки ко времени остывания на один колпак приходится обычно два или три стенда.

В печи не осущест­вляется принудительная циркуляция газа, так как не разработана конструкция вентилятора, надежно работающего при температурах порядка 1100 ⁰С. Поэтому нагрев металла протекает значительно дольше. Глав­ные нагревательные элементы расположены на стенках муфеля, вспомогательные – в поду стенда для пре­дотвращения отвода тепла через кладку стенда и недогрева низа садки. Для герметизации подмуфельного пространства используется песочный затвор.