Нагреватели и теплоизоляция печей

Конструкция нагревателей и теплоизоляции электропечей аналогична конструкциям, применяемым в обычных вакуумных электропечах. Поэтому при выборе этих узлов наиболее целесообразно обратиться к литературе, посвященной конструированию вакуумных электропечей сопротивления. Так же, как и в этих печах, и электропечах применяются проволочные или листовые вольфрамовые и молибденовые нагреватели. Нагреватели из нихрома или хромеля в электропечах не применяются из-за высокой упругости пара составляющих их металлов.

С водоохлаждаемым токовводом нагреватели соединяются непосредственно или с помощью неохлаждаемого стержня из тугоплавкого металла путем свободной навески или механического крепления. Чаще других в электропечах применяются трехфазные проволочные нагреватели, свободно навешиваемые на дуги, устанавливаемые на неохлаждаемую часть токоввода. При решении конструкции нагревателя и узлов его крепления к тоководам следует иметь в виду, что наличие керамических изоляторов в горячен зоне создает дололнительные газовыделения и поэтому нежелательно. В вакуумных печах на каждую фазу трехфазного нагревателя обычно имеются два токоввода, которые одновременно выполняют роль опор, удерживающих нагреватели. Это оправдано, так как узел герметизации токовводов сравнительно прост и надежен.

В электропечах делать шесть токовводов для а трехфазного нагревателя нецелесообразно, поскольку силовые тоководы представляют собой сложные и дорогие узлы. Кроме того, это вызывает необходимость увеличивать количество изоляторов, ввариваемых в кожух печи патрубков, и соответственно приводит к увеличению длины сварных швов. Конструкция крепления трехфазного нагревателя, позволяющая закрепить каждую фазу на одном токовводе. Сущность конструкции состоит в том, что на токовводе устанавливается поперечная дуга обычно из молибдена и укрепляется на нем с помощью клиньев или болтового зажима. К этой дуге в свою очередь крепятся вольфрамовые или молибденовые стержни, на которых устанавливается фазная дуга нагревателя.

Экранная теплоизоляция электропечей конструктивно выполняется, как и в обычных вакуумных электропечах. Экраны набираются из листов вольфрама, молибдена и нержавеющей стали. Количество экранов в электропечах в 1,5—2 раза меньше количества экранов в обычных вакуумных печах, а расстояние между ними несколько больше. Обычно в конструкциях электропечей количество экранов в зависимости от рабочей температуры составляет от 4 до 7. Уменьшение количества экранов вызвано необходимостью сократить площадь поверхностей, имеющих высокие температуры, и соответственно уменьшить количество газов, выделяющихся внутри печи.

Увеличение тепловых потерь при уменьшении числа экранов оправдывается сокращением времени откачки. Увеличение зазора между экранами улучшает условия обезгаживания их. Кроме обычных конструкций экранов, в электропечах применяют теплоизоляцию из перфорированных экранов, что увеличивает вакуумную проводимость теплоизоляции и, следовательно, сокращает время откачки. Экраны собираются таким образом, чтобы отверстия в экранах одного слоя перекрывались экранами следующего слоя. Помимо экранной, можно использовать теплоизоляцию из сыпучих материалов, обладающих высокой сорбционной способностью, например, титановой губки.