Тема № 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЙ

Составители

Т.Ф. Малахова

С.Г. Захаренко

Учебное пособие
по дисциплине «Основы электротехнологий»

для студентов направления подготовки

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»,

образовательная программа «Электроснабжение»

для всех форм обучения

Рекомендовано учебно-методической комиссией направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» в качестве
электронного издания для использования в учебном процессе

Кемерово 2016

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

С. А. Захаров – заведующий кафедрой «Электроснабжение горных и промышленных предприятий»

И. Ю. Семыкина – председатель учебно-методической комиссии направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Малахова Татьяна Федоровна, Захаренко Сергей Геннадьевич. Основы электротехнологий: учебное пособие по дисциплине «Основы электротехнологий» [Электронный ресурс]: для студентов направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», образовательная программа «Электроснабжение», всех форм обучения / сост. : Т. Ф. Малахова, С. Г. Захаренко. – Кемерово: КузГТУ, 2016. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM); зв ; цв. ; 12 см. – Систем. требования: PentiumIV; ОЗУ 8 Мб; Windows ХР; (CD-ROM-дисковод); мышь. – Загл. с экрана.

Составлено в соответствии с программой дисциплины «Основы электротехнологий».

КузГТУ

© Малахова Т. Ф.,

© Захаренко С. Г.,

составление, 2016

Содержание

Тема № 1. Электрические печи сопротивления……….. 1.1. Общие положения…………………………… 1.2. Нагревательные элементы…………………... Контрольные вопросы……………………….
Тема № 2. Сварка давлением…………………………… 2.1. Общие положения…………………………….. 2.2. Основные параметры режима……………….. 2.3. Основные способы контактной сварки……… Контрольные вопросы………………………...
Тема № 3. Индукционный нагрев……………………… 3.1. Общие положения…………………………….. 3.2. Классификация индукционных установок и область их применения…………………….. 3.3. Индукционные нагревательные установки…. 3.4. Установки диэлектрического нагрева……….. Контрольные вопросы………………………...
Тема № 4. Электродуговые печи ………………………. 4.1. Свойства дугового разряда………………….. 4.2. Общие сведения о дуговых электрических печах…………………………………………... 4.3. Дуговые печи переменного тока…………….. 4.3.1. Конструкция дуговых сталеплавильных печей прямого действия……………………. 4.3.2. Технологии плавки стали в ДСП…………... 4.3.3. Дуговые печи косвенного действия………... 4.3.4. Электрооборудование ДСП………………... 4.3.5. Режимы работы дуговых сталеплавильных печей………………………………………… 4.4. Дуговые печи постоянного тока (ДППТ)…… 4.5. Вакуумные дуговые печи постоянного тока.. 4.6. Руднотермические печи………………………. Контрольные вопросы………………………..
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………

Тема № 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Общие положения

Электрическими печами и электротермическими устройствами называют электротермическое оборудование, в котором электрическая энергия преобразуется в тепло. От электротермических устройств электрические печи отличаются наличием камеры нагрева.

Электротермической установкой называют комплекс из электрической печи или электротермического устройства и электрического, механического и другого оборудования, обеспечивающего выполнение рабочего процесса.

В электрической печи сопротивления преобразование электрической энергии в тепло происходит либо в электронагревателях сопротивления, либо за счет прохождения тока через нагреваемый материал, включенный в электрическую цепь. Классификация печей сопротивления по способу ввода энергии в материал показана на рис. 1.1.

Электропечи сопротивления классифицируются:

– по роду работы: печи периодические (садочные) к печи непрерывного действия (методические). В первом случае нагреваемые изделия подаются в печь определенными порциями и извлекаются из печи после окончания соответствующего процесса термообработки; во втором – нагреваемые изделия проходит через печь непрерывно и за время перемещения в печи нагреваются по определенному режиму;

– по рабочей температуре: низкотемпературные (до 650 °С), среднетемпературные (до 1250 °С), высокотемпературные (выше 1250 °С);

– по рабочей атмосфере: с окислительной (воздушной) средой, с контролируемыми атмосферами и вакуумные;

– по технологическому назначению: печи плавильные, термические и сушильные;

– по конструктивному исполнению: садочные – камерные, шахтные, колодцы, ванны, калориферы и др.; методические – конвейерные, толкательные, протяжные, барабанные и др.

Рис. 1.1. Классификация электрических печей сопротивления

Печи и установки прямого нагреваприменяют в штамповально-ковочном производстве при ковке, высадке, закалке изделий формы прутков, стержней, болванок, труб, а также при производстве проволоки и ленты.

В установках прямого нагрева (рис. 1.2) нагреваемая заготовка 3 с помощью нажимного устройства (контакты 2) присоединяется к изолирующему основанию 4, подключенному к трансформатору 1. Ток подается прямо на заготовку. Заготовка при этом нагревается для дальнейших технологических операций. Сила тока ограничена условиями токоподвода (допустимое усилие нажима, охлаждение устройства токопровода, порча поверхности, испарение и т. п.). Поэтому прямой нагрев применяют в случаях, когда активное сопротивление имеет значение, при котором можно получить необходимую плотность потока энергии.

Активное сопротивление заготовки пропорционально отношению . Поэтому чем больше это отношение, тем выше к.п.д., установки и целесообразность ее применения. Нагрев изделий до температуры 1200 °С производится за время, измеряемое секундами или десятками секунд, вследствие чего обеспечивается высокая производительность труда, достаточная равномерность нагрева и малые потери металла на окисление (малый угар металла).

Активное сопротивление у большинства заготовок мало, поэтому для прямого нагрева применяют ток в сотни и тысячи ампер при напряжениях на заготовке от единиц до десятков вольт. Необходимость регулирования мощности при большой силе тока обусловила питание установок и печей прямого нагрева переменным током.

Мощность трансформатора можно определить из выражения

Среднее значение к.п.д. в установках прямого нагрева коэффициента мощности

Мощность , кВт, вводимая в заготовку длиной ,

где – скорость выделения тепла на 100 мм длины заготовки, определяемая на основании экспериментальных данных для действующей установки.

Недостатком способа является трудность в создании контактов, удовлетворительно работающих при высоких токах, а также трудность измерения и автоматического регулирования температуры.

Рис. 1.2. Установка прямого нагрева:

1 – понизительный трансформатор;

2 – контакты; 3 – нагреваемое изделие;

4 – изолирующее основание

Печи периодического действия применяют для термической и химико-термической обработки металлов, пайки твердыми припоями, нагрева для последующей горячей деформации, сушки и т. п. Конструкция печей определяется особенностями процесса тепловой обработки. Схемы устройства некоторых печей периодического действия показаны на рис. 1.3.

Камерные печи (рис. 1.3, а) просты по конструкции, универсальны для различных изделий и технологических проессов, позволяют изменять в большом диапазоне режимы термообработки. Печи, рассчитанные на работу с контролируемой атмосферой, полностью герметизированы, пламенная завеса дает возможность работать при открытой дверце.

Недостатки камерных печей: трудность обеспечения равномерного нагрева изделий по всему объему рабочего пространства; сложность механизации загрузки и разгрузки и создания в печи газовой среды заданного состава при кратковременных режимах термообработки; высокий удельный расход защитного газа.

Печь с выдвижным подом (рис. 1.3, б) представляет собой механизированную модификацию камерной печи. Под печи монтируется на тележке, для загрузки и выгрузки изделий тележка выкатывается из печной камеры.

Шахтные печи (рис. 1.3, в) просты и компактны. В них легче, чем в камерных, осуществить загрузку и выгрузку изделий с использованием цеховых подъемных механизмов. Изделия подвешиваются в вертикальном положении, загружаются в корзинах или на решетках. Печь занимает небольшую площадь в цехе. Крышку шахтной печи легче уплотнить, чем дверцу камерной печи, поэтому в шахтной печи тепловые потери меньше, и она более пригодна для работы с защитной атмосферой.

Печи с рабочей температурой 350 °С и 750 °С оборудованы одним или несколькими центробежными вентиляторами.

Колпаковая печь (рис. 1.3, г) состоит из неподвижного футерованного стенда, на который устанавливается нагреваемый материал, и перемещаемого колпака. Основная часть нагревательных элементов установлена в колпаке, меньшая в стенде, ток подводится к нагревателям стенда через разъемные контакты. Нагрев, выдержка и охлаждение изделий могут вестись в атмосфере защитного газа или вакуума. При этом загрузка закрывается жароупорным муфелем. В зависимости от конфигурации загрузки форма колпака, стенда и муфеля может быть цилиндрической или прямоугольной. Так как при процессах обжига требуется длительное охлаждение под муфелем, то на один колпак приходится два-четыре стенда.

Электрические ванны представляют широкую группу печей сопротивления. Соляные, масляные и щелочные электрованны – цилиндрической или прямоугольной формы могут иметь внешний или внутренний обогрев. Внутренний обогрев осуществляется электродными группами или ТЭН.

Рис. 1.3. Основные типы печей периодического действия

Печи непрерывного действия (методические)применяют при массовом поточном производстве. Характерной особенностью их является перемещение изделий в процессе нагрева от загрузочного проема к разгрузочному. Наибольшее распространение эти печи получили для термической обработки черных и цветных металлов. Их исполь­зуют также для нагрева под ковку и штамповку, для термообработки стекла и керамики, сушки и т. д.

По сравнению с печами садочного типа печи непрерывного действия имеют большую производительность. Их сравнительно просто компоновать в агрегаты для различных циклов термообработки и встраивать в поточные и автоматические линии. Печи с рабочей температурой до 300-350 °С рассчитаны на работу с окислительной атмосферой; печи с более высокой температурой герметичны и могут работать с контролируемой атмосферой, для чего они снабжены шлю­зовыми камерами. Печи с рабочей температурой до 700 °С (иногда и выше) снабжены вентиляторами.

Методические печи, как правило, выполняют многозонными. Мощность и рабочая температура зоны зависят от назначения печи и технологического режима термообработки.

Название типов печей непрерывного действия чаще всего соответствует виду механизма перемещения загрузки. Схемы устройства печей непрерывного действия показаны на рис. 1.4.

Рис. 1.4. Основные типы печей непрерывного действия

Конвейерная печь (рис. 1.4, а) представляет собой прямоугольную камеру, изделия внутри печи перемещаются на конвейерной ленте.

Толкательная печь (рис. 1.4, б) представляет собой длинную прямоугольную камеру, в торцах которой имеется загрузочный и разгрузочный проемы. Изделия периодически проталкиваются по направляющим или роликам пода печи с помощью находящегося перед загрузочными дверцами механизма-толкателя.

Основными достоинствами толкательных печей являются возможность термической обработки изделий большой массы, простота конструкции печи и надежность работы толкательного механизма, находящегося вне рабочей камеры.

Недостатки: большое количество транспортирующих приспособлений на каждую печь (поддоны или «башмаки»); непроизводительный расход электроэнергии на их нагрев и, как следствие этого, невысокий к. п. д. ( ).

Карусельные печи (рис. 1.4, в) имеют кольцевой вращающийся барабан, в который через загрузочный проем подаются изделия.

Барабанные печи (рис. 1.4, г) содержат внутри печи шнек – жароупорный барабан с архимедовой спиралью. При вращении барабана изделия перекатываются, перемещаясь постепенно от загрузочного кольца к разгрузочному.

Протяжные печи (рис. 1.4, д). Обрабатываемое изделие (проволока или лента) перемещается вдоль камеры печи с помощью разматывающих и наматывающих устройств, находящихся вне печи.

Из других печей непрерывного действия в последние годы получают распространение печи с шагающим или пульсирующим подом и рольганговые.

Для электрических печей косвенного нагрева характерны следующие циклы термической обработки металлов и неметаллических материалов. На рис. 1.5 показан простейший цикл, предусматривающий только достижение нагреваемым телом заданной конечной температуры. Наиболее часто этот цикл встречается в печах для нагрева заготовок под горячую деформацию цветных металлов или для закалки тонкостенных изделий.

Рис. 1.5. Циклы работы печей:

а – нагрев без выдержки; б – нагрев с выдержкой;

в – нагрев с выдержкой и последующим охлаждением

На рис. 1.5 представлен наиболее распространенный цикл работы печи, включающий выдержку изделий при определенной температуре. Назначение этой выдержки – выравнивание температуры по сечению изделия и обеспече­ние необходимых превращений в его материале. Этот цикл характерен для процессов закалки, отпуска, нормализации и термохимической обработки материалов.

Третий вид цикла (рис. 1.5, в) имеет место в печах для отжига металлов, керамики, спекания металлокерамичэских изделий, получения монокристаллов, т. е. где по технологии требуется медленное охлаждение и выдача изделий из печи после охлаждения при определенной температуре. Печи периодического действия при таком цикле работы имеют очень низкие экономические показатели. В каждом цикле за период охлаждения печь теряет большое количество теплоты, аккумулированной кладкой в периоды нагрева и выдержки по времени. Поэтому к.п.д. печи низок, а удельный расход электроэнергии велик. Такой цикл может быть оправдан только для термообработки дорогих материалов, для которых стоимость расходуемой электроэнергии несущественна (монокристаллов металлокерамики, тугоплавких металлов и т. д.).

Тепловой баланс печи периодического действия в общем случае за время цикла составит

где – количество тепла, необходимое для нагрева материала до заданной температуры; – количество тепла, необходимое для нагрева вспомогательных устройств, находящихся в нагревательной камере; – суммарные тепловые потери в печи.

Полезная теплота , Дж, на нагрев изделий, например для цикла рис. 1.5, а, определяется по формуле

где – средняя удельная теплоемкость материала загрузки, Дж/(кг·ºС); – масса загрузки, кг; и – конечная и начальная температуры изделия, ºС.

Аналогично определяется количество теплоты , Дж, потребное для нагрева вспомогательных загрузочных приспособлений и газа

где , – соответственно удельные теплоемкости жаропорного материала и газа, Дж/(кг·ºС); , – массы жароупорных устройств и газа, расходуемого за цикл работы печи, кг; , , , – конечная и начальная температуры изделий и газа, ºС.

Суммарные тепловые потери , Дж, например, для циклов (рис. 1.5, а, в) определяются по формуле

где – коэффициент неучтенных тепловых потерь (через загрузочные проемы и щели при загрузке и выгрузке); – мощность тепловых потерь через стенки печи, Вт; – время цикла работы печи, с; – мощность тепловых потерь через загрузочные проемы и щели при загрузке и выгрузке, Вт; – время загрузки и выгрузки, с.

Потребная мощность печи периодического действия определяется по расходу теплоты в период нагрева, так как именно в этот период требуется максимальное количество энергии

Установленная мощность печи равна

Коэффициент запаса мощности учитывает:

– возможность понижения напряжения сети против номинального значения;

– увеличение сопротивления нагревательных элементов с течением времени («старение» нагревателей);

– форсирование режима разогрева печи с холодного состояния. Тепловой к.п.д. печи периодического действия равен отношению полезной теплоты, расходуемой на нагрев материала, ко всей теплоте, затрачиваемой за время цикла

Удельный расход электроэнергии , т. е. расход ее на единицу массы материала, обрабатываемого в печи, равен

где – масса загрузки, обрабатываемой в печи.

Если печь велика по габаритам рабочего пространства, то она делится на участки – тепловые зоны. Каждая зона имеет самостоятельное регулирование температуры посредством изменения мощности соответствующих нагревателей.

Принцип разбивки рабочего пространства печи и ее мощности на тепловые зоны основывается на требовании равномерного распределения температуры внутри печи. По высоте рабочего пространства зона должна занимать 1,5-2 м, по длине печи – 2-2,5 м. Чем выше требования технологического режима к равномерности распределения температуры, тем меньше размеры зоны по высоте и длине.

Нагревательные элементы

Нагревательные элементы– основная и наиболее ответственная часть печи. Работа нагревателей происходит в очень тяжелых температур­ных условиях, часто при предельно допустимых для материала, из которого они выполнены, температурах. Поэтому, если срок службы остальных механизмов и деталей печей (кроме жароупорных деталей, находящихся в зоне высоких температур) исчисляется многими годами, то нагревательные элементы выходят из строя и требуют замены через один-два года. Такая недолговечность нагревателей приводит к частым ремонтам и простоям печей и снижает надежность их, кроме того, нагреватели выполняются из дорогих и дефицитных материалов и стоимость их является весьма существенной составляющей себестоимости нагрева.

По конструктивному исполнению металлические нагреватели бывают трех видов: зигзаг проволочный и ленточный (рис. 1.6, а), спираль (рис. 1.6, б).

Рис. 1.6. Схемы исполнения нагревателей:

а – зигзаг проволочный и ленточный; б – спираль

Большое распространение для низких температур получили ТЭНы (трубчатые нагреватели). Они представляют собой трубку диаметром 7-15 мм из обычной (до 400 °С) или нержавеющей (до 700 °С) стали, по оси которой располагается спираль из нихромовой проволочки (диаметр 0,5-1,5 мм). Пространство между трубкой и спиралью заполняется порошком из окиси магния, которая уплотняется в монолит.

Трубчатые нагреватели широко применяются в низкотемпературных печах, сушильных, нагревательных и плавильных, а также в электрокалориферах и в бытовых нагревательных приборах (плитках, утюгах, водоподогревателях и т. д.).

Расчет нагревательных элементов выполняют для определения по заданному температурному режиму размеров (сечения и длины) и размещения нагревательных элементов в камере печи. Исходными данными для расчета являются мощность печи, напряжение, материал и температура изделия, габариты рабочей камеры и атмосфера в печи. Так как нагревательные элементы могут включаться по различным схемам, то расчет ведут для одного нагревателя, понимая под этим один или несколько нагревательных элементов, соединенных последовательно при расчетном напряжении. Поэтому следует в расчете брать мощность нагревателя и поверхность печи, на которой он размещен.

В стационарном режиме при заданной температуре к нагревателю подводится электрическая мощность

которая равна тепловой, отдаваемой поверхностью нагревателя изделию,

где удельная поверхностная мощность нагревателя, Вт/см²; – площадь поверхности нагревателя, см².

При расчете нагревателей удельная поверхностная мощность яв­ляется важнейшей исходной величиной. При прочих равных условиях ею определяется температура нагревателя и связанный с ней срок его службы. Для определения рассмотрим идеализированную картину нагрева изделия, когда: а) тепло передается излучением; б) нагреватель в виде сплошного тонкого листа охватывает загрузку; в) тепловые потери отсутствуют. Тогда по формуле удельную поверхностную мощность идеального нагревателя можно представить как

где , – абсолютные температуры нагревателя и изделия; , – относительные коэффициенты излучения нагревателя и изделия.

В большинстве случаев Тогда,

Для этого случая кривые зависимости удельной поверхностной мощности идеального нагревателя от температуры показаны на рис. 1.7. Здесь же для предварительной оценки указаны ориентировочно максимальные мощности , кВт/м², размещаемые на 1 м² футеровки свободно излучающих систем нагревателей в зависимости от температуры изделия и нагревателя.

Рис. 1.7. График зависимости ,

при различной температуре нагревателя

Картина лучистого теплообмена в камере печи с реальными нагревателями отличается от идеальной, так как не все излучаемое ими тепло попадает на изделие. Часть лучей попадает на соседние нагреватели и футеровку. Поэтому вводят условную эффективную поверхность нагревателя площадью , считая, что Тогда

где – коэффициент эффективности излучения нагревателя, который зависит от взаимных поверхностей облучения нагревателя, изделия и стенок печи, их приведенных коэффициентов излучения и от относительной величины тепловых потерь.

В табл. 1.1 представлены рекомендуемые значения .

Таблица 1.1

Рекомендуемые значения

при нагреве различных материалов

Тип нагревателя	Материал нагреваемых изделий
Сталь	Медь	Латунь	Сталь в защитной оболочке	Алюминий
Спираль на керамической трубе	0,46	0,47	0,48	0,49	0,51
Спираль в пазу	0,31	0,32	0,33	0,34	0,36
Спираль на керамической полочке	0,39	0,40	0,41	0,44	0,47
Ленточный зигзаг свободный подвешенный	0,46	0,47	0,48	0,51	0,54
Ленточный зигзаг в пазу	0,44	0,45	0,46	0,50	0,54
Ленточный зигзаг на керамической полочке	0,41	0,43	0,44	0,47	0,50
Проволочный зигзаг свободно подвешенный	0,68	0,69	0,71	0,73	0,75
Проволочный зигзаг в пазу	0,56	0,57	0,56	0,6	0,53

При определении поверхностной мощности следует учитывать следующие условия:

1) температура нагревателя не должна превышать максимальную рабочую для данного изделия;

2) выбор конструкции и способа размещения нагревателя влияет на коэффициент эффективности и значение ;

3) вследствие зависимости между сечением, длиной нагревателя и удельной поверхностной мощностью может оказаться, что для найденного сечения длина столь велика, что нагреватель не размещается в печи. Тогда увеличивают сечение и снова производят расчет. Как по условию размещения, так и по продолжительности работы берут большее сечение, если напряжение на нагревателе допускает это.

Для определения размеров нагревателя по значению введем следующие обозначения характеристик материала нагревателя:

– сопротивление, Ом;

– удельное сопротивление материала при рабочей температуре, .

– длина, м;

– сечение, мм²;

– диаметр проволочного нагревателя, мм;

– соответственно толщина и ширина сечения ленточного нагревателя, мм;

– периметр, мм.

Выразим длину нагревателя из выражений соответственно

Приравняв эти два выражения, найдем размеры сечения

Для проволочных нагревателей (спиральных, зигзагообразных, стержневых) периметр равен , сечение Тогда

откуда диаметр, мм,

У ленточных нагревателей обычно отношение ширины к толщине

Учитывая, что периметр , сечение толщина ленты

Длина нагревателя, м, изготовленного из материала круглого сечения,

из материала прямоугольного сечения

Масса нагревателя где – плотность материала нагревателя, кг/м³. Для размещения нагревателей в рабочем пространстве печи необходимо определить длину спирали или гармошки для выбранного конструктивного исполнения нагревателя и проверить соответствие необходимого для них места с имеющимся в печи, предназначенным для размещения нагревателей.

Рассмотренный расчет нагревательных элементов для печей с теплопередачей излучением можно распространить и на низкотемпературные печи. Но допустимую удельную поверхностную мощность нагревателя определяют по-другому, так как в низкотемпературных печах существенное значение в процессах теплообмена внутри рабочей камеры печи имеет конвекция.

Для проведения ориентировочных расчетов нагревателей круглого и прямоугольного сечения с отношением построены номограммы (рис. 1.8), связывающие мощность, выделяемую нагревателем, напряжение, сечение, длину и удельную поверх­ностную мощность. Номограммы построены для наиболее применяемых сплавов X15Н60, Х20Н80, ОХ23Ю5А (ЭИ-595) и ОХ27Ю5А (ЭИ-626). По осям координат отложены следующие величины: по оси – длина нагревателя, м, при напряжении , В; по оси – мощность нагревателя, кВт, для того же напряжения; по оси – напряжение , В. Кривые 1, 2, 3, ..., соответствуют определенным значениям удельной поверхностной мощности нагревателя, Вт/см², кривые S1, S2, S3, ..., – некоторым значениям сечений нагревателя, кривые – определенным длинам нагревателя, кривые P1, P2, P3,…, – ряду значений мощностей нагревателя.

Рис. 1.8. Номограммы для расчетов нагревательных элементов

Номограммы особенно эффективны при сравнении различных вариантов нагревателей и выборе оптимальных решений. Имеются универсальные номограммы, по которым можно определить размеры нагревателей с сечением любой формы и различным удельным электрическим сопротивлением.

Для определения сечения и длины нагревателя из точки 1 оси , соответствующей заданному напряжению , проводят вертикальную прямую до пересечения в точке 2 с кривой заданной мощности . Из точки 2 проводят горизонтальную прямую до пересечения с кривой, соответствующей удельной поверхностной мощности (например, точка 3). Точка 3 соответствует диаметру проволоки или толщине ленты с отношением сторон нагревателя сечением .

Для определения длины нагревателя из точки 3 опускают перпендикуляр на ось до точки 4, пересечения с горизонтальной прямой, проведенной из точки 1. Полученная точка 4 соответствует искомой длине нагревателя.

Срок службы нагревателя пропорционален его диаметру, поэтому для промышленных печей обычно берут проволоку диаметром не менее 5 мм.

В процессе расчёта нагревателей необходимо также подобрать его допустимую температуру и материал (см. табл. 1.2).

Допустимая температура материала должна быть равна

Зная , можно выбрать материал, исходя из предельно допустимой рабочей температуры.

По окончательным расчётам необходимо разместить нагреватели в печи. Расположение нагревателей в печи должно соответствовать расположению в ней изделий, для того чтобы обеспечить наилучшие условия для теплопередачи. При размещении в печи изделий, вытянутых в вертикальном направлении, следует нагреватели размещать в первую очередь на боковых стенках. При низких, плоских изделиях основная мощность нагревателей, наоборот, должна быть сосредоточена на своде и в поду. Разбивка нагревателей печи на отдельные тепловые зоны значительно улучшает управление печью и облегчает поддержание в ней равномерной температуры. Размеры нагревательных элементов рекомендуются следующие:

Спираль

Проволочный зигзаг

Ленточный зигзаг

Таблица 1.2

Рекомендуемая и максимально допустимая

температура нагревателя

Наименование материала нагревателя	Рекомендуемая температура, оС	Максимально допустимая температура, оС
Непрерывный режим	Прерывный режим	Непрерывный режим	Прерывный режим
Х20Н30 и Х20Н80Т
Х15Н60
Х13Ю4 (фехраль)
0Х23Ю5А
0Х27Ю5А
Карбид кремневые нагреватели
Нагреватели из дисилицид молибдена

Рекомендации по выбору конструкции нагревателей следующие:

1) для повышения срока службы и надежности нагревателей нужно стремиться к большей площади сечения при минимальном его периметре. Оптимальным является круглое сечение, обладающее максимальной массивностью ( );

2) оптимальной конструкцией нагревателей по