10.1. Размещение металлических нагревателей.

В соответствии с расположением садки в печи и требованиями технологического процесса выбирается расположение нагревателей в рабочей камере печи. При этом нужно пользоваться следующими рекомендациями:

- если технологический процесс требует высокой равномерности нагрева, то нагреватели располагают не только на боковых стенках печной камеры, но и на своде, на поду, на задней стенке и на дверце; в шахтных печах – на стенках, на дне и крышке;

- при нагреве крупных и длинных изделий в шахтных печах основная мощность нагревателей должна быть сосредоточена на стенках;

- при нагреве низких и плоских изделий основная мощность должна быть на своде и на поду;

- на поверхностях, не играющих существенной роли в передаче тепла изделиям, мощность нагревателей должна покрывать лишь тепловые потери;

- в больших печах даже на участках с одинаковой температурой устанавливаются несколько тепловых зон, что обеспечивает равномерное распределение температуры по длине этого участка.

Б

Рис.12. Боковые спиральные нагреватели на керамических полочках: 1 – керамическая полочка, 2 – нагреватель, 3 – фасонный кирпич.

Рис.13 Боковые спиральные нагреватели на металлических рамах и керамических кольцах.

оковые спиральные нагреватели размещаются:

- на керамических полочках (при диаметре проволоки 4-7 мм) (рис. 12),

- на металлических рамах с помощью керамических колец (рис. 13),

- на керамических трубках (рис. 14).

Сводовые спиральные нагреватели размещаются:

-

Рис. 14. Боковые спиральные нагреватели на керамических трубках: 1 – керамическая трубка, 2 – нагреватель, 3 – керамическая консоль.

в щелях на своде (рис 15),

- на керамических трубках (рис. 16).

Подовые спиральные нагреватели размещаются в щелях на поду (рис. 17).

П

Рис.15 Спиральные нагреватели в щелях на своде.

Рис. 16. Сводовые спиральные нагреватели на керамических трубках.

роволочные зигзагообразные боковые нагреватели подвешиваются на жароупорных или керамических крючках (штырях) (рис. 18), забиваемых под углом 45⁰ в огнеупорную кладку, обязательно в согнутом состоянии для уменьшения контакта с футеровкой

С

Рис.17. Подовые спиральные нагреватели.

водовые зигзагообразные проволочные нагреватели размещаются:

- на крючках (рис. 18),

- на керамических полочках (рис. 19).

П

Рис. 18. Зигзагообразные проволочные нагреватели.

одовые проволочные зигзагообразные нагреватели размещаются в углублениях пода, обязательно в согнутом состоянии (рис. 18).

Б

Рис. 19. Сводовые зигзагообразные нагреватели на керамических полочках.

оковые ленточные нагреватели подвешиваются на крючках (не вплотную к стенке печи) (рис. 20). Для предотвращения замыкания витков могут устанавливаться керамические распорные изоляторы. Сводовые ленточные нагреватели подвешиваются, как и проволочные зигзагообразные (рис. 20), а подовые – с обязательным углублением для окалины (рис. 20).

При температурах более 900 ⁰С рекомендуется не допускать непосредственного соприкосновения нагревательных элементов с шамотной

кладкой во избежание образования легкоплавких соединений металла нагревателя с отдельными компонентами огнеупорного материала, например, окислами железа. В этом случае необходимо применять керамические детали из высококачественных огнеупоров (шамот класса А, высокоглиноземистый огнеупор, электрокорунд).

П

Рис. 20. Зигзагообразные ленточные нагреватели.

оскольку часть нагревателя должна проходить сквозь футеровку, которая имеет большое термическое сопротивление, то на этой части всегда

Рис.8.10. Зигзагообразные ленточные нагреватели.

будет наблюдаться значительный перегрев, по сравнению с основной частью нагревателя, находящегося непосредственно во внутреннем пространстве печи. Этого допускать нельзя, поэтому любой металлический нагреватель состоит минимум из трех частей – собственно нагреватель и два утолщенных конца - выводы. Именно вывод и проходит через футеровку и его большее сечение обладает меньшим электросопротивлением и, следовательно, выделяется меньше тепла и вывод нагревается до существенно более низких температур, чем собственно нагреватель.

Нагреватели для печей прямоугольной формы выполняются в одной плоскости c выводами (рис. 21).

Нагреватели для печей цилиндрической формы выполняются в разных плоскостях с выводами (рис. 22).

Наиболее слабое

Рис. 21. Нагреватель в одной плоскости с выводами.

место нагревателей – место их соединения с выводами т. к. вывод должен иметь существенно большее сечение, чем нагреватель, чтобы меньше нагреваться. Обычно поперечное сечение вывода не менее, чем в 3 раза превышает сечение нагревателя. Качество соединения нагревателя с выводом (который должен изготавливаться из того же материала) во многом определяет срок службы нагревателя. Соединение нагревательных элементов с выводами обычно выполняется посредством электрической или газовой сварки (рис. 23)

Рис. 22. Нагреватель в разных плоскостях с выводами.

.

При выборе внутренних размеров печей следует учитывать, что нагревательные элементы должны отстоять от нагреваемых изделий или транспортных устройств на расстоянии 100200 мм. Сами нагревательные элементы, расположенные на стенках и своде, выступают внутрь печи на 50150 мм.

В муфельных и трубчатых печах (небольшого сечения) проволочные и ленточные нагреватели наматываются непосредственно на керамический муфель или трубку, причем, для того, чтобы витки намотки при расширении от нагрева не ослабевали и не сдвигались с места, керамика снабжается пазами, в которые и закладывается лента или проволока. Другой способ закреп

Рис. 23. Рекомендации по сварке металлических нагревателей:

а – нагревателей (проволочных и ленточных) с выводами по рис. 22, б – проволочного нагревателя с выводом по рис. 21.

ления витков нагревателя на керамике заключается в обмазке последней после намотки слоем огнеупорной глины с шамотом.