2. Материалы, применяемые в электропечестроении:

Огнеупорные, теплоизолирующие, материалы для нагрева элементов. Из огнеупорных материалов изготавливают внутренние части стен и детали рабочих камер печей. Огнеупорные (1580-1770 С), высокоогнеупорные (1770-2000 С) и высшей огнеупорности (выше 2000 С). Требования: Достаточная механическая прочность, достаточная термостойкость – способность материала выдерживать не разрушаясь резкие колебания температуры.сопротивляемость химическим воздействиям при нормальных и высоких температурах, малая теплопроводность и теплоемкость, малая электрическая проводимость и достаточная электрическая прочность при низких и высоких температурах.

Теплоизолирующие материалы – предназначены для уменьшения тепловых потерь электропечи, предъявляются след требования: малая теплопроводность, малая удельная теплоемкость, определенная огнеупорность, определенная механическая прочность, дешевизна и доступность. Кирпичи, плитки, маты, картон, вата, войлок т.д.

Материалы для нагревательных элементов. Требования: 1.достаточная жаростойкость. 2.жаропрочность – механическая прочность при высоких температурах, необходимая для того чтобы нагреватели могли поддерживать самообогрев. 3.большое удельное электрическое сопротивление. 4.малый температурный коэффициент сопротивления. 5.постоянство электрических свойств. 6.обрабатываемость. Основные материалы – сплавы на основе железа, никеля, хрома, алюминия. В первую очередь хромоникелевые, железохромоалюминиевые сплавы.

3. Классификация печей сопротивления косвенного действия: периодического и непрерывного действия. По роду работы. Периодического действия – нагреваемое тело не меняет своего положения в течение всего времени пребывания в печи. Печь работает циклично. Цикл включает загрузку, тепловую обработку в печи по заданному температурному режиму и выгрузку. В печах непрерывного действия нагреваемые изделия в процессе нагрева или охлаждения перемещаются от места загрузки к месту выгрузки. Один из основных параметров печей – рабочая температура: до 600-700 С низкотемпературная, от 600-700 до 1250 среднетемпературная. Верхняя граница определяется возможностью применения металлов нагревателей, способных работать в окислительной среде. По виду среды в рабочем пространстве. Печи с окислительной ( воздушной) атмосферой, с контролируемой атмосферой и вакуумные. По назначению плавильные и нагревательные.

4. Печи сопротивления прямого действия. Наибольшее распространение прямой нагрев получил в штамповально – ковочном производстве при ковке, высадке, закалке изделий формы прутков, стержней и т.д. В установках и печах прямого нагрева ток проходит непосредственно по нагревательному изделию. Активное сопротивление у большинства заготовок мало, поэтому для прямого нагрева применяется ток в сотни и тысячи ампер при напряжениях на заготовке от единиц до десятков вольт.

5. Тепловой и электрический расчет печей сопротивления косвенного действия. Для определения мощности печи, потерь хх, кпд и удельного расхода эл.энергии необходимо знать температурный график тепловой обработки материала. В общем случае время цикла обработки: t_ц= t_н+t_в+t_охл+t_вз. t_н – время нагрева до заданной температуры, t_в – время выдержки при заданной температуре, t_охл – время охлаждения, t_вз – выгрузка и загрузка нового изделия. За время цикла в печи выделяется количество теплоты: Q_ц=Q_пол+Q_всп+Q. Где Qпол – необходимое для нагрева изделия, Qвсп – необходимое для нагрева вспомогательных приспособлений, загруженных в печь вместе с изделием, Q – потери тепла. Q=К_п(q_нt_н+q_вt_в+q_охлt_охл+Q_изл), где К_п – коэффициент неучтенных тепловых потерь, q_н и q_в – потери тепла за 1 ч через стенки печи в период нагрева и обработки, Q_изл – излучение через открытый проем печи.

Мощность садочной печи: P=Q_н/t, где Q_н= Q_пол+ Q_всп+ q_нt_н+q_охлt_охл+Q_изл

Для печи непрерывного действия мощность: P=Pпол+Рвсп+Кпq+q_изл, где q – сумма всех потерь через стенки печи, q_изл – потери за 1 ч излучением через проемы печи.

Удельный расход энергии: 1.для садочной печи при массе G загрузки: а=Qц/G. При расчете нагревателей к нему подводится Р=F, где  - удельная поверхностная мощность нагревателя. F – площадь нагревателя. Размеры нагревателя: l=P/П.

6. Методы измерения температуры. Значение температуры определяется по изменению физических свойств тел, зависящих от температуры и сравнительно просто поддающихся измерению. На основе: 1.изменения объемного или линейного размеров (дилатометрические). 2.электрического сопротивления(электротермометры). 3.термоэдс (термоэлектрические). 4.излучения (пирометры). 5.спектрального состава.

В ЭТПУ чаще всего применяются термоэлектрические термометры, термометры сопротивления и термометры излучения. Электротермометры сопротивления: датчик и измерительный прибор, определяющий R датчика. Элементы сопротивления – платина, медь, никель. «+» - высокая точность , возможность дистанционного измерения, сравнительная простота и надежность эксплуатации. «-» - отночительно большие размеры датчика, ограниченность верхнего диапазона температуры (до 650С)

Термоэлектрические термометры: в цепи, составленной из нескольких металлических проводников различного материала при неодинаковой температуре точек их соединения (спаев)возникает термоэдс, значение которой ависит от температуры.

Пирометры излучения основаны на зависимости между лучеиспускательной (интегральной и спектральной) способностью нагретого тела и его температурой. Радиационные пирометры – измеряют количество тепла, излучаемого нагретым телом. Оптический пирометр – измеряет яркость тела в видимой области спектра. Спектральные методы используются для измерения температуры электрических дуг и других видов электрических разрядов в виде плазмы, высокотемпературных газовых потоков.

7. Методы регулирования температур: 1.двухпозиционное регулирование. 2.изменение схемы соединения. 3.включение через трансформатор или автотрансформатор. 4.включение последовательного R. 5.фазово-импульсный с использованием птр приборов.

8. Особенности электроснабжения печей сопротивления.

   1. печи подключают непосредственно или через печные трансформаторы к цеховым сетям U 380/220 или 660/380 В

   2. печи мощностью выше 20 кВ обычно выполняют в 3 фазы с равномерным распределением нагрузки по фазам.

   3. у печей непосредственного присоединения при регулировке температуры отключенным контактором нагревателей. Коэффициент мощности =1

   4. включение цепи через трансформатор несколько снижает cos вследствие потребления трансформатором реактивной мощности.

10)Особенности ЭО для печей сопротивления.

Применение в ЭПС ЭО подразделяется на силовое, аппаратуру управления, измерительную и пирометрическую. Силовое: трансформаторы, понижающие и регулировочные АТ, блоки питания, приводящие в действие механизмы эл приборов.

9)Печи сопротивления как потребители эл энергии.

-для приготовления пищи

-отопительные

-водонагревательные

-Электроутюги

-приборы личной гигиены (фены, сушилки)

-индивидуальные обогреватели (одеяла, грелки)