Нагрев формы без наружного опокового кольца X6 Если форму X6 нагревают до 270° C, то диаграмма ее нагрева изменяется. Большее количество порошка (320 г) требует и существенно большего количества жидкости (ок. 48-60 мл) в зависимости от вида формовочной смеси.

На температурной кривой видно, что теперь процесс испарения замедляется, и форма дольше остается в температурном диапазоне между 110° C ... 120° C.

Теперь время прокаливания составляет 30 минут нагрева плюс 45 минут выдержки, пока температура формовочной смеси в центре формы не достигнет 265° C. Только после этого увеличивают температуру нагрева в муфельной печи.

При использовании стального опокового кольца с вискозной прокладкой нагрев прекращают в диапазоне 270° C ... 300° C (при применении той же самой формовочной массы). Выдержка и температурный режим не изменяется.

Нагрев формы со стальным опоковым кольцом и синтетической прокладкой X6 В этом случае используют формовочную смесь с большим содержанием влаги, что значительно замедляет процесс испарения при температуре 110°C ... 120°C. На 320 г порошка добавляют от 68 до 80 мл жидкости.

Поэтому необходимо значительно увеличить выдержку при нагреве по сравнению с менее влагосодержащими формовочными массами.

После 30 минут нагрева до 300° C выдерживают еще 75 минут при постоянной температуре, чтобы форма в центре прогрелась до 265° C, после чего продолжают процесс предварительного нагрева.

Время выдержки определяется исключительно количеством влаги в формовочной смеси, а не конструктивными особенностями формы.

Нагрев формовочной смеси без опокового кольца X9

При изготовлении формы величиной X9 мы увеличиваем количество порошка до 480 г и объем жидкости, соответственно, от 72 до 90 мл. Вследствие этого при нагреве формы температура еще дольше остается в пределах 110°.. .120° C.

Температурная кривая собранной формы размером X9 складывается из участков 30 минутного крутого подъема температуры и 60 минутного стабильного прогрева при 270° C (до тех пор пока центр формы не достигнет фактической температуры 265° C), после чего процесс нагрева продолжают.

При использовании стального опокового кольца с вискозной прокладкой (при тех же самых типах формовочных масс) изменяется не время выдержки, а только температура нагрева в первой фазе выдержки.

Нагрев формы X9 со стальным кольцом и синтетической прокладкой

При массе порошка 480 г и объеме жидкости от 102 до 120 мл время выдержки увеличивается до 90 минут. Это обусловлено длительным испарением большого объема влаги из формы.

Время предварительного нагрева составляет 120 минут (при температуре печи 300° C температура в центре формы должна достигнуть 265° C), после чего нагревание может вестись дальше.

Превращение кварца

Превращение кварца в процессе нагрева собранной формы начинается при температуре формовочной смеси от 570° C и связано с продолжительностью процесса.

Как указывает приведенная рядом диаграмма, изменения начинаются только при температуре 570°C. Окончание превращения зависит от его длительности. Для полного перехода кварц должен быть выдержан 30 минут при температуре 570°C ... 580°C.

Важно не то, какую температуру создает муфельная печь, а когда именно температура формовочной смеси в центре формы действительно достигла этого значения.

Форма X3 Опоку с формовочной массой полностью высушивают при температуре 450°C. На этом участке нагрева от 300°C до 600°C воск или моделировочная пластмасса полностью выгорает в муфельной печи, то есть также имеет место термическое воздействие.

Так как формовочная масса в опоке полностью высохла, теперь имеет значение только величина собранной формы, а не количество влаги (т.к. она уже испарилась). Температуру нагрева поднимают со скоростью менее 8° C в минуту до температуры 580°C.

Форма величиной X3 нуждается в выдержке только 10 минут, пока масса не достигнет заданной температуры, после чего начинается превращение кварца. Собранная форма выдерживается в муфельной печи (если необходим дальнейший нагрев), так что в этом случае 30 минут для фазы выдержки вполне достаточно.

Форма X6 При величине формы X6 формовочной смеси необходимо примерно 15 минут, для достижения температуры 570° C, после чего в ней начинается фаза превращения кварца.

После 30-минутной выдержки форму можно нагревать дальше. Форма X9 Собранную форму размера X9 необходимо прогревать на протяжении 20 минут до температуры 570° C в центре формы. Поэтому при этом размере и литье сложных объемных конструкций рекомендовано устанавливать выдержку 40 минут.

Это очень важно, если речь идет о каркасе большой протяженности или цельнолитой вторичной конструкции. Цельнолитые каркасы достаточно велики, и оптимальное расширение - это предпосылка для хорошей припасовки в дальнейшем.

Спекание кварца в формовочной смеси Спекание кварца происходит в интервале температур между 820° C ... 870° C и не ограничено по времени.

Если температура в форме достигла 870° C, то кварц, независимо от прошедшего времени, спечется. Спекшийся кварц не подвержен расширению или сжатию при изменении температуры.

Прохождение этой фазы термообработки имеет большое значение для припасовки работ большой протяженности. По окончании процесса спекания формовочная масса, охлажденная ниже 580° C, снова возвращает баланс кварца к исходному пункту.

Температура нагрева формовочной смеси всегда должна достигать 900° C, если нужен оптимальный результат литья и припасовки с очень хорошей поверхностью отливки.

Сплав также нужно прогреть почти до 900° C, дальнейший температурный режим плавки должен быть указан в инструкции производителем сплава. Сравнение измерений глубины шероховатостей на приведенной рядом иллюстрации показывает отчетливое улучшение качества поверхности.

Поверхностное спекание

Линейные графики нагрева:

Нагрев формы без опокового кольца X9 - 480 г порошка, 75 мл жидкости для смешивания

Эта диаграмма нагрева получена после сведения воедино предшествующих результатов физикохимических преобразований и графика повышения температуры в печи.

Максимальное воздействие на компоненты формовочной массы оказывают периоды выдержки температуры.

Именно они обеспечивают повторение качественных результатов литья и припасовки. Некоторые процессы подчинены физико-химическим законам и не могут изменяться по нашим желаниям.

Нагрев формы со стальным опоковым кольцом и синтетической прокладкой X9 - 480 г порошка, 75 мл жидкости для смешивания

При сравнении графика нагрева формы со стальным опоковым кольцом и вискозным вкладышем, с графиком нагрева формы без кольца, наблюдается идентичная последовательность во всем, кроме выдержки температуры в муфельной печи при 300° C.

В этом случае собранная форма в центре достигает той же самой температуры 265° C, как и формовочная масса без опокового кольца при температуре выдержки нагрева печи 270°C. При температуре нагрева муфельной печи выше 450° C тепловая реакция различных форм идентична.

Очень часто керамисты, у которых есть самодельная муфельная печь задаются вопросом, как измерить температуру в этой самой печи. Для этого есть несколько проверенных способов.

1. Определение температуры по цвету черепка

Это самый малозатратный способ. Но вместе с тем и довольно сложный, т.к. температуру нужно определять по цвету раскаленной керамики в печи. При определенной сноровке это можно делать довольно точно. Примерное соответствие цвета и температуры в печи показано на рисунке ниже.

Пирометрический конус — это керамическая пирамидка, которая под воздействием определенной температуры начинает размягчаться и падать. Каждый конус имеет свой номер, и рассчитан на свой температурный диапазон (см. картинку выше).

Пирамидки устанавливаются на подставки из материала более тугоплавкого, чем сами пирометры, например из шамота, на глубину 3-4 мм.

Обычно ставят несколько конусов разных номеров — один посередине на рабочую температуру, другие на более низкую и более высокую. Рабочий пироскоп должен при обжиге наклониться и достать основания. При этом конус номером ниже ложится практически полностью, а номером выше слегка наклоняется. За состоянием конусов обычно наблюдают во время обжига через смотровое окошко и, как только рабочий конус коснулся поверхности, печь выключают.

Это традиционный способ измерения температуры в печи. Правда, с его помощью измеряется не только и не столько температура в конкретной точке печи, а колличество тепла, которое пироскоп смог принять. Например, можно быстро нагреть печь до 1050°С, при этом конус №105 может не упасть, если же довести температуру до 1030°С и сделать длительную выдержку, то конус начнет плавиться и падать. Это свойство пирометрических конусов очень близко к свойствам обжигаемой керамики, поэтому «обжиг на конус» очень распространен в наше время, т.к. он позволяет добиваться схожих результатах в печах с разными характеристиками и разными программами для обжига.

3. Температурные кольца

Температурные кольца — это новое поколение пироскопов. Также, как и конусы кольца позволяют узнать количество поглощенного тепла, при этом полученные показатели будут более точными. При нагреве температурные кольца сокращаются в размере, и измерив их диаметр после обжига с помощью микрометра, получим определенную величину, которую можно затем перевести в температуру.

Правда, этот способ не подходит, если мы хотим наблюдать за температурой в печи непосредственно во время обжига, т.к. кольца сокращаются на очень малую величину, которую невозможно заметить невооруженным взглядом.

Пирометр — это прибор, который измеряет температуру в печи дистанционно. При направлении пирометра на объект на экране высвечивается его температура.

Высокотемпературный пирометр — вещь довольно дорогостоящая, поэтому используют его, как правило, на крупных производствах.

Пожалуй, самый распространенный способ измерения температуры в муфельной печи — с помощью термопары. Термопара в основе своей — это два куска проволоки из специальных сплавов, сваренных между собой.

Каким-то непостижимым образом на кончике термопары вырабатывается электричество, причем, чем температура выше, тем больше милливольт мы получим на выходе. Эти милливольты можно замерить соответствующим прибором и перевести их в температуру.

Наибольшее распространение получила — хромель-алюмель, или К-типа по международной классификации. Эта термопара позволяет измерять температуру вплоть до 1300°С. Причем, чем проволока толще, тем дольше будет служить термопара на высоких температурах.
В настоящее время существуют различные приборы, которые могут измерять температуру с помощью термопары ТХА. Вот, один из самых простых.

Еще один доступный вариант — Мультиметр М838 (DT-838) — в него заложена функция измерения температуры с помощью ТХА, и часто термопара идет в комплекте. Правда, она очень тонкая и на высоких температурах прослужит недолго.

Второй распространенный тип термопар, который устанавливается в современных муфельных печах, — это термопара ТПП — платинародий-платина или S-типа. Эта термопара намного дороже хромель-алюмели, но зато она может долго служить на высоких температурах вплоть до 1600°С. Как правило она идет в защищенном кожухе.

Термопару ТПП, также как и ТХА, можно подключить к электронному измерителю-регулятору температуры, например, к .

Этот прибор позволяет измерять текущую температуру, а также может управлять печью по программе, заданной пользователем.

Термопару ТХА можно подключать непосредственно к контроллеру, если хватает длины проводов. Если же нет, то необходимо использовать термокомпенсационный провод. Как правило, этот провод состоит из той же пары металлов — хромель-алюмели, только меньшего диаметра. Для подключения платиновой термопары можно использовать простой медный провод.

Если просто подключить термопару к контроллеру и подать на него питание, то он будет показывать текущую температуру в печи. Если же добавить к этой системе какой-нибудь управляющий элемент — симистор или твердотельное реле, то мы сможем проводить обжиг по программе и высвободить немного времени для более творческих задач. О том, как это все подключить и получить при этом , мы поговорим как-нибудь .

А пока я прощаюсь с вами. До новых встреч и успехов вам в гончарном деле!

Про муфельные печи слышал, наверняка, каждый, но редко кто возьмется объяснить не только строение, но и назначение данного устройства. Между тем, муфельная печь – это конструкция узкой специализации, которая предназначена для выплавки металлов, обжига глиняных или керамических изделий, стерилизации инструментов или выращивания некоторых кристаллов. Помимо производственных печей иногда встречается муфельная печь для дома, ведь широко известны изделия домашних мастеров.

Компактные печи фабричного производства, которые предназначены для домашнего использования, отличаются достаточно высокой стоимостью, поэтому все чаще речь заводится о самостоятельном строительстве устройства. Для полного понимания каждого этапа изготовления печи сначала следует ознакомиться с общими теоретическими вопросами, связанными с ее особенностями, строением, классификацией.

Готовый заводской вариант

Классификация

Первым признаком для разделения на подгруппы является внешний вид. По ориентировке печи разделяют на вертикальные и горизонтальные. Обработка материала может производиться в нормальном воздушном пространстве, в безвоздушном пространстве, в капсуле, заполненной инертным газом. Второй и третий способ обработки своими руками сделать будет невозможно, что нужно учесть перед началом работ.

Источником тепла дрова выступать не могут, так как в муфеле температура может достигать свыше 1000°С градусов, а древесина не обладает такой удельной теплотой сгорания. Поэтому используется только два варианта изготовления нагревателя:

1. Первый вариант представляет газовая муфельная печь, которую можно встретить только на производстве. Известно, что любые манипуляции с газовым оборудованием сразу же пресекаются несколькими контролирующими органами, а уж об изготовлении каких-либо устройств кустарным способом и речи быть не может.
2. Электрическая муфельная печь позволяет применить некое творчество при условии соблюдения всех необходимых условий безопасности.

Большая печь на производстве

Подготовка к работе

Любая работа должна начинаться с определенного подготовительного этапа. Даже если утвержден план действий, необходимо приготовить инструменты и материалы, иначе в работе могут возникать длительные перерывы, которые негативно скажутся на работоспособности мастера и качестве построенной конструкции.

Перед тем, как начнется непосредственное строительство, придется сразу приготовить болгарку для резки листового металла и обработки шамотного кирпича. Круги для болгарки должны быть соответствующими. Перечень пополнит электросварка с расходными материалами и прочий слесарный инструмент повседневного использования.

К материалу можно отнести нихромовую или фехралевую проволоку, базальтовую вату, кирпич шамотный и листовое железо толщиной не менее 2 мм. В зависимости от способа изготовления конструкции некоторые инструменты или материалы могут не пригодиться, а дополнительные будут приобретены в процессе.

Кустарно изготовленная печь

Некоторые готовые элементы для изготовления печи

При планировании работ придется проявить не только терпение и умение пользоваться инструментами, но и смекалку. Ведь нас окружает такое количество ненужных вещей, способных стать готовыми узловыми элементами некоторых конструкций. На данный момент мы воспользуемся готовым опытом и наблюдениями некоторых умельцев, позволяющими упростить процесс самостоятельного изготовления печи.

В качестве корпуса будущей печи можно использовать металлическую духовку. Наверняка вы знаете, где достать старую газовую плиту или электропечь. Если поверхность металла не повреждена коррозией, то находка может служить корпусом, так как она конструктивно приспособлена для выдерживания высоких температур. Останется только демонтировать лишние детали и избавиться от пластиковых элементов.

Старая духовка

Нагревательный элемент придется изготовить самостоятельно, так как во многих электроприборах он залит изоляционным веществом, и демонтировать его без повреждений вряд ли получится. Но в самостоятельном изготовлении есть один существенный плюс – возможность выполнить элемент нужной геометрии с заданными параметрами.

Фехраль использовать наиболее предпочтительно, так как он выдерживает более высокую температуру и контакт с воздухом ему не причиняет особого вреда, чего нельзя сказать про нихром.

Проволока должна иметь диаметр 2 мм. Диаметр витка и длину проволоки несложно вычислить, исходя из габаритов нагревательного элемента по элементарной физической формуле. Сразу нужно отметить, что полученная печь потребляет большую мощность. Ее значение достигает 4 кВт, значит, от щитка придется тянуть отдельную линию с автоматом-выключателем, рассчитанным на 25 А.

Готовая проволока

В качестве теплоизоляции нужно использовать материалы, которые не только обладают низкой теплопроводностью, но и выдерживают высокие температуры. Чтобы не заставлять читателя ворошить физические таблицы, сразу отметим, что в качестве подходящего материала выступает базальтовая вата, жаростойкий клей, который приобретается в магазине, и шамотный кирпич или шамотная глина. Если не обеспечить должной степени изоляции, то большая доля тепла будет уходить бесцельно, что приведет к лишним расходам энергии.

Самостоятельное изготовление

Если нет возможности отыскать старую духовку, то придется воспользоваться листовым металлом и электросваркой. По требуемым размерам с помощью болгарки вырезаются из листа металла стенки нашего будущего изделия. Чтобы упростить процесс, печь делают цилиндрической формы. Тогда полоска металла сворачивается в цилиндр и сваривается одним швом.

Металлический круг будет служить одним торцом, а с другой стороны несколько позже установится дверца. Конструкцию необходимо усилить, а для этого придется наварить несколько уголков на места соединения стенок цилиндра и круга.

Сгибаем лист металла в цилиндр

Изнутри стенки получившегося цилиндра обшиваются базальтовой ватой. Этот материал выбран неслучайно. Предельная температура при контакте с открытым огнем составляет 1114°С градусов, материал обладает плохой теплопроводностью, что в данных условиях нам просто необходимо, а также является безопасным для здоровья человека даже при критических температурах.

Грани шамотного кирпича обрабатываются болгаркой таким образом, чтобы в сечении он представлял собой трапецию. Из таких элементов можно составить своеобразное огнеупорное кольцо.

Создание огнеупорного кольца

Так как грани получатся под разными углами, а разбирать конструкцию придется, то рекомендуется на каждом кирпиче поставить порядковый номер. Уложив кирпичи на ровную поверхность так, чтобы внутренние грани «смотрели» вверх, сделайте неглубокие прорези под небольшим углом, в эти прорези будет вставлена спираль. Канавки должны изолировать витки спирали друг от друга и обеспечить распределение нагревательного элемента по всей активной зоне. Теперь снова потребуется собрать кирпичи в кольцо и стянуть их проволокой или хомутом.

Подготовленную спираль укладывают в канавку, а концы ее выводят наружу, где будут монтироваться соединительные клеммы. Кольцо со спиралью представляет нагревательный элемент печи.

Укладка спирали

Цилиндр с базальтовой ватой устанавливается торцом на горизонтальную плоскость. На дно его помещается шамотный кирпич, чтобы защитить круглую стенку от воздействия высокой температуры. Внутрь вставляется нагревательный элемент, и все пустоты заполняются жаростойким клеем. На высыхание устройства потребуется несколько дней. За это время можно придумать и изготовить дверцу для печи. Чем плотнее она будет закрывать топку, тем дольше будет служить самодельная спираль. Построенная своими руками муфельная печь способна плавить драгоценные металлы, обжигать глину, плавить некоторые металлы.

Для того, чтобы производить обжиг глиняных изделий небольшого размера в домашних условиях можно изготовить более простой вариант печи. Он состоит из электроплитки с открытым нагревательным элементом и керамическим горшком подходящего размера. Класть деталь непосредственно на спирали нельзя, поэтому под нее подкладывают шамотный кирпич и сверху накрывают горшком.

Материалы для создания печи

Недостатки самодельной конструкции

Каждое устройство не лишено определенных недостатков, а самодельное устройство их еще и преумножает. В условиях поставленной цели можно пожертвовать одними требованиями ради выполнения других. Однако перечень негативных последствий обязан знать каждый.

• Самодельная конструкция лишена всяческих гарантий, в том числе, гарантий безопасности.
• Испарение металла со спирали нагревателя может привести к тому, что он в виде примесей будет содержаться в составе обрабатываемого драгоценного металла.
• Самодельная теплоизоляция не обеспечит полную концентрацию тепла в топке, поэтому корпус самодельной печи очень горячий и требует осторожного с ним обращения. Кстати, в этом заключается недостаток и некоторых фабричных моделей.
• Отсутствие должной системы контроля и регулировки температуры может стать причиной того, что печь не сможет служить для выполнения определенной задачи, связанной с термической обработкой.

Готовые печи фабричного производства разработаны для выполнения достаточно узкого спектра задач, но это является, скорее, показателем профессионализма, нежели недостатком. Основные параметры и сфера применения конкретного устройства указаны в его паспорте.

Лидерами по производству компактных и стационарных муфельных печей являются такие компании, как TSMP Ltd (Англия), СНОЛ-ТЕРМ (Россия), CZYLOK (Польша), Daihan (Южная Корея). Представленный перечень отображает топовый список компаний по оценке поставщиков высокотемпературного оборудования на российский рынок.

Начало

Началась эта затея, как обычно начинается множество подобных затей – случайно зашёл в мастерскую к знакомому, а он показал новую «игрушку» – полуразобранную муфельную печь МП-2УМ (рис.1 ). Печь старая, «родной» блок управления отсутствует, термопары нет, но нагреватель целый и камера в хорошем состоянии. Естественно, у хозяина вопрос – а нельзя ли приделать к ней какое-нибудь самодельное управление? Пусть простое, пусть даже с небольшой точностью поддержания температуры, но чтобы печь заработала? Хм, наверное, можно… Но сначала неплохо было бы посмотреть документацию на неё, а потом уточнить техническое задание и оценить возможности его воплощения.

Итак, первое – документация есть в сети и легко находится по запросу «МП-2УМ» (также лежит в приложении к статье). Из перечня основных характеристик следует, что питание печи однофазное 220 В, потребляемая мощность примерно 2,6 кВт, верхний порог температуры – 1000°С.

Второе – нужно собрать электронный блок, который мог бы управлять питанием нагревателя с потребляемым током 12-13 А, а также мог бы показывать заданную и реальную температуры в камере. При конструировании блока управления следует не забывать, что нормального заземления в мастерской нет и неизвестно, когда будет.

Учитывая вышеперечисленные условия и имеющуюся электронную базу, решено собирать схему, измеряющую потенциал термопары и сравнивающую его с выставленным «заданным» значением. Сравнение проводить компаратором, выходной сигнал которого будет управлять реле, которое в свою очередь будет открывать и закрывать мощный симистор, через который сетевое напряжение 220 В будет поступать на нагревательный элемент. Отказ от фазоимпульсного управления симистором связан с большими токами в нагрузке и отсутствием заземления. Решили, что если при «дискретном» управлении окажется, что температура в камере колеблется в больших пределах, то тогда переделаем схему в «фазовую». Для индикации температуры можно применить стрелочный прибор. Питание схемы – обыкновенное трансформаторное, отказ от импульсного блока питания так же обусловлен отсутствием заземления.

Самым сложным было найти термопару. В нашем городишке магазины таким не торгуют, но выручили, как обычно, радиолюбители с их желанием вечно хранить в гаражах всякое радиоэлектронное барахло. Примерно через неделю после оповещения ближайших знакомых о «термопарной потребности» позвонил один из старейших радиолюбителей города и сказал, что есть какая-то, лежащая ещё с советских времён. Но её надо будет проверить – может оказаться, что она низкотемпературная хромель-копелевая. Да, конечно проверим, спасибо, ну, а для экспериментов подойдёт любая.

Небольшой «поход в сеть» на предмет просмотра того, что уже сделано другими по этой теме, показал, что в основном по такому принципу самодельщики их и конструируют –«термопара – усилитель – компаратор – силовое управление» (рис.2 ). Поэтому и мы не будем оригинальными – попробуем повторить уже проверенное.

Эксперименты

Сначала определимся с термопарой – она одна и она односпайная, поэтому в схеме компенсации изменения комнатной температуры не будет. Подключив к выводам термопары вольтметр и обдувая спай воздухом с разной температурой из термофена (рис.3 ), составляем таблицу потенциалов (рис.4 ) из которой видно, что напряжение растёт с градацией примерно в 5 мВ на каждые 100 градусов. Учитывая внешний вид проводников и сравнивая полученные показания с характеристиками разных спаев по таблицам, взятым из сети (рис.5 ), можно с большой вероятностью предположить, что применяемая термопара является хромель-алюмелевой (ТХА) и что её можно использовать длительное время при температуре 900-1000 °С.

После выяснения характеристик термопары экспериментируем со схемотехникой (рис.6 ). Схема проверялась без силовой части, в первых вариантах применялся операционный усилитель LM358, а в окончательный вариант был установлен LMV722. Он тоже двухканальный и тоже рассчитан на работу при однополярном питании (5 В), но, судя по описанию, имеет лучшую температурную стабильность. Хотя, очень может быть, что это была излишняя перестраховка, так как при применённой схемотехнике погрешность установки и поддержания заданной температуры и так достаточно велика.

Результаты

Окончательная схема, управления показана на рис.7 . Здесь потенциал с выводов термопары T1 поступает на прямой и инверсный входа операционного усилителя ОР1.1, имеющего коэффициент усиления примерно 34 dB (50 раз). Затем усиленный сигнал проходит через фильтр низкой частоты R5C2R6C3, где 50-тигерцовая помеха ослабляется до уровня –26 dB от уровня, приходящего с термопары (эта цепь была предварительно симулирована в программе , расчетный результат показан на рис.8 ). Далее отфильтрованное напряжение подаётся на инверсный вход операционного усилителя ОР1.2, выполняющего роль компаратора. Уровень порога срабатывания компаратора можно выбирать переменным резистором R12 (примерно от 0,1 В до 2,5 В). Максимальное значение зависит от схемы включения регулируемого стабилитрона VR2, на котором собран источник образцового напряжения.

Для того, чтобы компаратор не имел «дребезга» переключений при близких по уровню входных напряжениях, в него введена цепь положительной обратной связи – установлен высокоомный резистор R14. Это позволяет при каждом срабатывании компаратора смещать уровень образцового напряжения на несколько милливольт, что приводит к триггерному режиму и исключает «дребезг». Выходное напряжение компаратора через токоограничительный резистор R17 подаётся на базу транзистора VT1, управляющего работой реле К1, контакты которого открывают или закрывают симистор VS1, через который напряжение 220 В подаётся в нагреватель муфельной печи.

Блок питания электронной части выполнен на трансформаторе Tr1. Сетевое напряжение поступает на первичную обмотку через фильтр низкой частоты C8L1L2C9. Переменное напряжение со вторичной обмотки выпрямляется мостом на диодах VD2…VD5 и сгладившись на конденсаторе С7 на уровне около +15 В, поступает на вход микросхемы-стабилизатора VR1, с выхода которой получаем стабилизированные +5 В для питания ОР1. Для работы реле К1 берётся нестабилизированное напряжение +15 В, избыточное напряжение «гасится» на резисторе R19.

Появление напряжения в блоке питания индицируется зелёным светодиодом HL1. Режим срабатывания реле К1, а значит и процесс нагрева печи, показывает светодиод HL2 с красным цветом свечения.

Стрелочный прибор Р1 служит для индикации температуры в камере печи при левом положении кнопочного переключателя S1 и требуемой температуры при правом положении S1.

Детали и конструкция

Детали в схеме применены как обыкновенные выводные, так и рассчитанные на поверхностный монтаж. Почти все они установлены на печатной плате из одностороннего фольгированного текстолита размером 100х145 мм. На ней же закреплен трансформатор питания, элементы сетевого фильтра и радиатор с симистором. На рис.9 показан вид на плату со стороны печати (файл в формате программы находится в приложении к статье, рисунок при ЛУТ надо «зеркалить»). Вариант установки платы в корпус показан на рис. 10 . Здесь же видны закрепленные на передней стенке стрелочный прибор Р1, светодиоды HL1 и HL2, кнопка S1, резистор R12 и пакетный переключатель S2.

Ферритовые кольцевые сердечники для сетевого фильтра взяты из старого блока питания компьютера и затем обмотаны до заполнения проводом в изоляции. Можно использовать дроссели и другого типа, но тогда потребуется внести необходимую правку в печатную плату.

Уже перед самой установкой блока управления на печь, в разрыв одного из проводников, идущих от фильтра к трансформатору был впаян обрывной резистор. Его цель не столько защищать БП, сколько понизить добротность резонансного контура, получающегося при шунтировании первичной обмотки трансформатора конденсатором С9.

Предохранитель F1 впаян на вводе 220 В в плату (установлен вертикально).

Трансформатор питания подойдёт любой, мощностью более 3…5 Вт и с напряжением на вторичной обмотке в пределах 10…17 В. Можно и с меньшим, то тогда потребуется установка реле на более низкое рабочее напряжение срабатывания (например, пятивольтовое).

Операционный усилитель ОР1 можно заменить на LM358, транзистор VT1 на близкий по параметрам, имеющий статический коэффициент передачи тока более 50 и рабочий ток коллектора более 50…100 мА (КТ3102, КТ3117). На печатной плате разведено место и для установки транзистора в smd исполнении (ВС817, ВС846, ВС847).

Резисторы R3 и R4 сопротивлением 50 кОм - это 4 резистора номиналом 100 кОм, по два "в параллель".

R15 и R16 припаяны к выводам светодиодов HL1, HL2.

Реле К1 – OSA-SS-212DM5. Резистор R19 набран из нескольких последовательно включенных для того, чтобы не перегревался.

Переменный резистор R12 – RK-1111N.

Кнопочный переключатель S1 – КМ1-I. Пакетный выключатель S2 – ПВ 3-16 (исполнение 1) или подобный из серии ПВ или ПП под нужное количество полюсов.

Симистор VS1 – ТС132-40-10 или другой из серий ТС122…142, подходящий по току и напряжению. Элементы R20, R21, R22 и C10 распаяны навесным монтажом на выводах симистора. Радиатор взят из старого компьютерного блока питания.

В качестве стрелочного электроизмерительного прибора Р1 подойдёт любой подходящего размера и с чувствительностью до 1 мА.

Проводники, идущие от термопары к блоку управления сделаны максимально короткими и выполнены в виде симметричной четырёхпроводной линии (как описано ).

Силовой вводной кабель имеет сечение жил около 1,5 кв.мм.

Наладка и настройка

Отлаживать схему лучше поэтапно. Т.е. запаять элементы выпрямителя со стабилизаторами напряжения – проверить напряжения. Спаять электронную часть, подключить термопару – проверить пороги срабатывания реле (на этом этапе понадобится или какой-то нагревательный элемент, подключенный к внешнему дополнительному блоку питания (рис.11 ), или хотя бы свеча или зажигалка). Затем распаять всю силовую часть и, подключив нагрузку (например, электрическую лампочку (рис.12 и рис.13 )) убедиться, что блок управления поддерживает выставленную температуру, включая и выключая лампочку.

Настройка может понадобиться только в усилительной части – здесь главное, чтобы напряжение на выходе ОР1.1 при максимальном нагреве термопары не превышало уровня 2,5 В. Поэтому если выходное напряжение велико – то его следует понизить изменением коэффициента усиления каскада (уменьшив сопротивление резисторов R3 и R4). Если же используется термопара с малым выходным значением ЭДС и напряжение на выходе ОР1.1 получается небольшим – то в этом случае нужно увеличить коэффициент усиления каскада.

Номинал подстроечного резистора R7 зависит от чувствительности применяемого прибора Р1.

Можно собрать вариант блока управления без индикации напряжения и, соответственно, без режима предварительной установки нужного температурного порога – т.е. удалить из схемы S1, Р1 и R7 и тогда для выбора температуры следует сделать риску на ручке резистора R12 и на корпусе блока нарисовать шкалу с температурными отметками.

Провести калибровку шкалы несложно – на нижних пределах это можно сделать с помощью термофена паяльника (но нужно как можно больше прогревать термопару, чтобы её длинные и относительно холодные выводы не остужали место термоспая). А более высокие температуры можно определить по плавлению разных металлов в камере печи (рис.14 ) – процесс это относительно долгий, так как требуется изменять установки малым шагом и давать печи достаточное время для прогрева.

Фото, показанное на рис. 15 , сделано при первых включениях в мастерской. Температурная калибровка ещё не была сделана, поэтому шкала прибор чистая – в дальнейшем на ней появится множество разноцветных меток, нанесённых маркером прямо на стекло.

Через некоторое время владелец печи позвонил и пожаловался на то, что перестал загораться красный светодиод. При проверке оказалось, что он вышел из строя. Скорее всего, это произошло из-за того, что при последнем включении проверялись возможности печи и камера, со слов владельца, нагревалась до белого цвета. Светодиод заменили, блок управления переносить не стали – во-первых, может быть, дело было и не в перегреве блока управления, а во-вторых, больше таких экстремальных режимов не будет, так как нужды в таких температурах нет.

Андрей Гольцов, r9o-11, г. Искитим, лето 2017

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
OP1	Операционный усилитель	LMV722	1	возможна замена на LM358		В блокнот
VR1	Линейный регулятор	LM78L05	1			В блокнот
VR2	ИС источника опорного напряжения	TL431	1			В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	КТ315В	1			В блокнот
HL1	Светодиод	АЛ307ВМ	1			В блокнот
HL2	Светодиод	АЛ307АМ	1			В блокнот
VD1...VD5	Выпрямительный диод	1N4003	5			В блокнот
VS1	Тиристор & Симистор	ТС132-40-12	1			В блокнот
R1, R2, R5, R6, R9, R17	Резистор	1 кОм	6	smd 0805		В блокнот
R3, R4	Резистор	100 кОм	4	см. текст		В блокнот
R8, R10, R11	Резистор	15 кОм	3	smd 0805		В блокнот
R13	Резистор	51 Ом	1	smd 0805		В блокнот
R14	Резистор	1.5 МОм	1	smd или МЛТ-0,125		В блокнот
R15, R16	Резистор	1.2 кОм	2	МЛТ-0,125		В блокнот
R18	Резистор	510 Ом	1	smd 0805		В блокнот
R19	Резистор	160 Ом	1	smd 0805, см. текст		В блокнот
R20	Резистор	300 Ом	1	МЛТ-2		В блокнот
R21	Резистор

В настоящее время довольно разнообразный сортамент ответственных труб нагревают и охлаждают в процессе термообработки в проходных муфельных печах различной конструкции с подачей в них защитного газа для получения светлой поверхности. Муфели обогреваются снаружи либо продуктами сгорания, либо электрическими нагревателями. Печи громоздкие, электрические нагреватели высокотемпературных печей часто перегорают, срок службы муфелей невелик из-за неравномерного нагрева и коробления. Однако основной их недостаток - отсутствие механизации: для организации непрерывного потока (по одной трубке через каждый муфель) на входной стороне печи трубы вручную стыкуются друг с другом с помощью втулок, а с выходной их вручную расстыковывают. Это снижает производительность труда и приводит к заметному браку, особенно на трубках мелких диаметров (6-12 мм). Конвейерные муфельные печи громоздки, неэкономичны и часто выходят из строя из-за обрывов цепей.

Организация непрерывного транспортирования труб малого диаметра (особенно тонкостенных) при их прямом нагреве кипящим слоем также вызывает значительные трудности, если не говорить о технологических процессах, в которых труба, как проволока, движется в виде сплошной бесконечной нити.

Сотрудниками Первоуральского новотрубного завода было предложено осуществлять термообработку (нагрев и охлаждение) холоднодеформированных труб перлитного класса с целью снятия напряжений, возникающих при деформации, в муфелях, обогреваемых снаружи кипящим слоем. Первый такой агрегат описан.

Предварительные опыты показали, что скорость нагрева в обогреваемых кипящим слоем муфелях примерно вдвое меньше скорости прямого нагрева этих трубок в кипящем слое частиц корунда 320 мм, но значительно больше, чем в пламенной газовой муфельной печи с цепным конвейером. При одинаковой температуре муфеля (920° С) время нагрева в муфелях трубы 25 X 2 (сталь 20) до 820° С составляло соответственно 2,5 и 6 мин, причем температура рабочего пространства пламенной печи была на 70-80° С выше температуры кипящего слоя. Различие скоростей нагрева в этих условиях объясняется большой массой металла цепей, прогревающихся вместе с трубой конвейерной печи и неравномерностью температур по длине муфеля. Этим же объясняется и примерно вдвое меньшая скорость охлаждения труб в конвейерной печи. Интересно, что в муфеле небольшого диаметра (25 мм) поверхность нагреваемых труб получалась светлой даже без подачи в них защитного газа за счет сгорания смазки, поскольку нагревали необезжиренные трубы непосредственно после стана ХПТР.

На основании этих данных проектный отдел завода и теплотехническая лаборатория совместно с УПИ спроектировали полностью механизированный пятиручьевой муфельный агрегат. Он включает в себя загрузочный стол со стеллажами; устройство, задающее в печь трубы и состоящее из пятиручьевого трайб аппарата с индивидуальным электроприводом и пневмонажимным устройством; камеру нагрева с кипящим слоем, в которой с шагом 175 мм расположены пять муфелей длиной ~2,8 м (длина обогреваемой части 1,3 м) диаметром 114 мм и толщиной стенки 10 мм из стали Х23Н18; трубчатый водяной холодильник (труба в трубе) длиной 1,7 м, являющийся фактически продолжением муфелей; устройство, принимающее трубы (магнитный ролик с индивидуальным электроприводом, скорость вращения которого равна скорости задающего устройства); рольганговый стол выдачи с гладкими роликами и цепным сбрасывателем.

Печь с кипящим слоем имеет камеру нагрева прямоугольного сечения, футерованную шамотом на жидком стекле, с газоплотной металлической обшивкой. Роль подины в печи выполняют две съемные газораспределительные решетки площадью 960 х 570 мм, каждая из которых имеет по 40 (фактически 39) колпачков из стали Х23Н18 с диаметром головки 50 мм, установленных с шагом 110 мм по углам квадрата. Каждый колпачок имеет по шесть отверстий диаметром 2,8 мм, через которые из камер смешения подается газо-воздушная смесь. Для сушки печи и разогрева предусмотрена двухпроводная горелка ГНП-2. Псевдоожижаемым материалом является корунд № 32 (320 мкм) ГОСТ 3647-71 и ОН-11-60 с высотой насыпного слоя (от отверстий в колпачках) 300 мм.

Агрегат был изготовлен и смонтирован силами завода и сдан в промышленную эксплуатацию в декабре 1970 г. Сметная стоимость печи составляет - 9 тыс. руб., из них на кладку 2,5 тыс. руб. и загружаемый в печь корунд ЭБ-32 1,5 тыс. руб. Фактические затраты на корунд существенно меньше, так как он стоит 293 руб/т, а его загрузка не превышает 1 т. Воздуходувка стоит -2 тыс. руб. Сметная стоимость механизации равна 11 тыс. руб, КИП и автоматики -4 тыс. руб.

Ускорение нагрева труб в агрегате с кипящим слоем позволило сократить его длину по сравнению с пламенными муфельными печами, что исключило необходимость стыковки труб. Так как длина печи с холодильником меньше длины термически обрабатываемых труб, то вне печи всегда имеется свободный конец трубы, находящийся либо в толкающем трубу трайб-аппарате до печи, либо в тянущем ее магнитном ролике после холодильника. Пройдя магнитный ролик, трубы попадают на цепной сбрасыватель, управляемый автоматически или дистанционно, и сбрасываются им со стола выдачи.

Единственной ручной операцией на агрегате является задача пакета труб в трайб-аппарат, причем через каждый муфель одновременно движется от 1 до 30 труб со скоростью 1,0-0,2 м/мин в зависимости от диаметра труб и толщины стенки.

Температура в печи поддерживается автоматически изменением расхода газа при постоянном для данной номинальной температуры расходе воздуха, заметно превышающем теоретически необходимое количество (а в = 1,15-2,5). Рабочие скорости псевдоожижения составляют 0,5-0,8 м/с при температуре печи 900-1100° С. Такой способ регулирования увеличивает потери с уходящими газами, но упрощает систему автоматики и позволяет регулировать температуру, практически не изменяя заданную скорость псевдоожижающего агента. С увеличением номинальной температуры расход воздуха увеличивается задатчиком.

Измерения с помощью зачеканенных термопар показали, что после разогрева печи и выхода ее на стационарный режим (примерно через 2 ч после розжига) температура всех муфелей становилась одинаковой как по длине, так и по сечению и практически равной температуре кипящего слоя. Лишь температура с входного конца муфеля была несколько ниже. Следовательно, в муфельных печах с кипящим слоем теплоотдача от слоя к муфелю не лимитирует скорость нагрева труб, которая определяется только внутренним теплообменом.

Печь нормально работает при 900-1000° С. На холостом ходу при 900; 950 и 1000° С приведенный к нормальным условиям расход природного газа равен соответственно 16, 21 и 24 м 3 /ч. Видно, что с увеличением производительности печи общий расход газа увеличивается незначительно, а удельный - резко сокращается. Приведены данные разных авторов по удельным расходам тепла, затрачиваемого на нагрев 1 т трубных изделий в проходных печах, видно, что в печи с кипящим слоем удельные расходы тепла в 1,9-1,25 раза меньшие, чем в пламенных печах.

Балансовые испытания, проведенные при температуре печи 1000° С и нагреве в ней 520 кг/ч труб размером 8 X 1,5 мм до 820° С, показали, что на нагрев труб расходуется 29,8% подводимого тепла, потери через кладку составляют 18,7%, потери с излучением через открытый верх печи 11%, на нагрев защитного газа (азота), подаваемого в муфели, идет 5,2%, потери с дымовыми газами 35,3%. Зависимость к. п. д. печи от ее производительности оказалась достаточно близкой к расчетной, заложенной в основу проекта.

Термограммы, полученные измерением температуры движущейся в муфеле трубы с вставленной в нее термопарой, показывают, что время нагрева каждой трубы до заданной температуры увеличивается при увеличении числа труб в муфеле, однако несмотря на вызываемое этим уменьшение скорости движения труб производительность печи при этом увеличивается. Если одна труба диаметром 40 X 2 мм при скорости 0,55 м/мин нагревается до 820° С за 120-130 с, то две - за 180 с, что при уменьшении скорости в 1,5 раза позволяет примерно на 35% повысить производительность.

При анализе данных необходимо иметь в виду: наличие в трубах крупнее 10 мм воды и смазки, замедляющих прогрев на начальном участке; медленный нагрев труб в части муфеля, расположенной в кладке; охлаждение выходного конца муфеля и труб теплопроводностью (муфель соединен с холодильником без теплоизолирующей прокладки, чтобы охлаждение труб начиналось уже в выходной части муфеля).

В описываемой печи, находившейся в непрерывной промышленной эксплуатации с декабря 1970 по март 1972 г., осуществляли отжиг труб промежуточных и конечных размеров (в том числе и на экспорт) сталей 10; 20; 35; 45; 15Х; 20Х; 40Х; 20А диаметром 4-12 мм с толщиной стенки <4,0 мм, а также готовых труб для ВАЗа из сталей 10, 20 диаметром 6-36 мм толщиной стенки <55,0 мм. Механические свойства как по длине отдельной трубы, так и по разным трубам всех пяти муфелей, заметно не различались (o в и о s обычно не более чем ±1-2 кгс/мм 2 , б не более ±4%), были стабильны по времени и вполне удовлетворяли техническим условиям. Металлографические исследования показали, что микроструктура металла труб после отжига в кипящем слое представляет собой равноосные зерна феррита и перлита.

При нормальных режимах эксплуатации термообработанные трубы имеют светлую поверхность. При увеличении производительности трубы выходят из холодильника нагретыми до температуры, превышающей 300° С, поэтому на поверхности появляются цвета побежалости (допускаемые техническими условиями).

В течение 1971 г. печь проработала под нагрузкой 6589 ч со средней производительностью 300 кг/ч, т. е. выдала -2000 т продукции (-1000 ч печь работала без загрузки - холостой ход, испытания, отработка режимов; -1000 ч составили простои), а за 2 месяца 1972 г. - 1116 ч со средней производительностью 322 кг/ч. Максимальная производительность печи при температуре слоя 1000° С на трубах готовых размеров (5 X 1-8 X 1 мм) достигает (от 3,6-4 до 1 мм и менее). За год эксплуатации на печи было обработано более 3,5 тыс. т. труб. Сравнительные показатели муфельных печей с кипящим слоем и пламенным нагревом приведены в табл. 27, составленной по цеховым данным.

Из табл. 27 видно, что съем труб с 1 м 2 пода печи при переходе на кипящий слой увеличен с 58,5 до 240 кг/(м 2 .ч), т. е. в шесть раз. Число обслуживающих рабочих сокращено вдвое (с двух до одного в смену). Стоимость печи с оборудованием и КИП составила 35,5 тыс. руб, экономический эффект - более 45 тыс. руб/год.

Используя положительный опыт работы этих печей, сотрудники того же цеха ПНТЗ в ноябре 1972 г. сдали в промышленную эксплуатацию третий десятимуфельный агрегат для светлой термообработки труб для ВАЗа и других заказчиков.

В состав агрегата рис. 74 входит стеллаж 1; роликовый стол задачи 2; три электромагнитных секционных ролика 3 с электроприводом, задающие трубы в печь; десять муфелей 4 диаметром 89x6 мм из стали Х23Н18, расположенных в камере нагрева 5 с кипящим слоем электрокорунда 0,4 мм; трубчатый водяной холодильник 6; электромагнитный секционный ролик 7 расстыковки труб; направляющие патрубки 8 из немагнитной стали с электрокатушками, сигнализирующими о прохождении трубы и открывающие желоба 10 сброса труб; электромагнитный сгонный ролик 9, перемещающий трубы в желоб сброса 10; ленточный транспортер для труб, падающих с желоба 10 в карман 11. Трубы перед подачей их в печь стыкуются двумя рабочими с помощью патрубков из немагнитной стали.

На выходе из холодильника трубы автоматически расстыковываются роликом 7, скорость вращения которого больше, чем роликов задачи труб, а патрубки свободно падают в корзину. В зоне стола выдачи и ленточного транспортера расположен кнопочный пульт ручного управления сбросом труб, который при необходимости обслуживается третьим рабочим. На агрегате термически обрабатывают трубы диаметром 12-30 мм с толщиной стенки 0,5-3,5 мм из углеродистых сталей. Основные требования, предъявляемые к качеству термически обработанных труб:

Качество обработанных на агрегате труб удовлетворяет указанным требованиям. Для получения светлой поверхности в муфели подается 70-80 м 3 /ч защитного газа (95-96% азота, 4-5% водорода). Муфели установлены на опорах, выполненных из тех же труб, что и муфели. Практика показывает, что оптимальный шаг между опорами для муфелей с толщиной стенки 5-7 и 10-14 мм составляет соответственно 300 и 500 мм. Наличие опор не влияет на псевдоожижение материала.

По длине камеры нагрева агрегата, аналогичной изображенным на рис. 69 и 74, внутренними размерами в плане 3,78x1,58 м и расширением вверху до 2,04 м, предусмотрено три газораспределительные решетки площадью 1,94 м 2 , и соответственно, три самостоятельные зоны регулирования температуры. В каждую решетку при изготовлении вварено по 180 колпачков с шагом 100x100 мм. Как и на печи, изображенной на рис. 74, колпачки изготовлены из трубки (сталь Х23Н18) диаметром 24 мм, один конец которой закован, а ниже просверлено по четыре отверстия диаметром 3 мм (толщина стенки трубки 7 мм). Такие колпачки, нетрудоемкие в изготовлении, отлично зарекомендовали себя на второй пятимуфельной печи (за все время эксплуатаци ни один не вышел из строя). В верхней части камеры нагрева предусмотрен дырчатый свод. Высота насыпного слоя 250 мм, сопротивление решетки и слоя (суммарное) ~8 кН/м 2 . Условная скорость пневдоожижения (в расчете на холодную смесь) на номинальном режиме и при пуске составляет соответственно 0,1-0,15, 0,22-0,25 м/с.

В соответствии с требованием технологического режима в трех зонах печи поддерживают разные температуры. При обработке труб готовых размеров для ВАЗа (трубы 30x1,5 и 36x2,1 мм, ТУЗ-208-69) они составляют 850, 820 и 810° С соответственно. Скорости перемещения труб при этом равны 0,8-1,2 м/мин, что обеспечивает среднюю производительность 600 кг/ч. Для труб готовых и предготовых размеров по ГОСТ 9567-60 и др. температуры по зонам составляют 950, 920 и 820° С, а скорости перемещения труб 0,8-8 м/мин в зависимости от толщины стенки. Средняя производительность на этих трубах достигает 1 т/ч.

Важно отметить, что переход с одного температурного режима на другой (например, повышение температуры с 820 до 950° С) длится всего 5-6 мин, что практически исключает простои печи при переходе на другой сортамент труб. Регулирование температуры осуществляется автоматически изменением расхода газа на каждую зону при постоянном расходе воздуха. Абсолютный расход топлива (природного газа) при таком режиме колеблется в пределах 55-80 м 3 /ч. Капитальные затраты по агрегату составили на печь 12 086, КИП и автоматику 8461 и на механическое оборудование 23 048 руб.

Поскольку этот агрегат представлял собой реконструированную муфельную пламенную печь, не удалось создать оптимальный вариант механизации. Между тем сейчас есть все исходные данные для создания механизации таких печей, практически полностью исключающей ручной труд. Такая печь нами разрабатывается в настоящее время. Тем не менее даже при существующей дорогой и не очень совершенной механизации расчетный экономический эффект от реконструкции печи составляет 81 тыс руб./год. Из методики расчета, приведенной в последней главе, следует, что применение кипящего слоя в муфельных агрегатах тем выгоднее, чем больше тепловая нагрузка муфеля, т. е. чем больше металла проходит через него в единицу времени. Именно поэтому агрегат с кипящим слоем в отличие от пламенного дает большую производительность при заполнении всего сечения муфеля трубами. Это означает, что муфельные агрегаты с кипящим слоем весьма перспективны и для светлого нагрева в муфелях достаточно массивных изделий (трубки, шпиндели, кольца и т. д.), который позволяет к тому же весьма просто механизировать их перемещение. В настоящее время нами заканчивается сооружение муфельного агрегата с кипящим слоем для нагрева подшипниковых колец на одном из заводов. Эксперименты показали, что кольца диаметром 130-140 мм толщиной 20 и шириной 30- 50 мм нагреваются до 1100-1150° С за 8-12 мин. Расчет по приведенной далее методике дает те же показатели.

На трубных заводах достаточно широко распространены муфельные конвейерные печи для светлой безрисочной обработки труб. В этих печах на нагрев конвейерной цепи, транспортирующей трубы в муфелях, тепла затрачивается в несколько раз больше, чем на нагрев самих труб, в результате чего резко увеличивается как время нагрева до заданной температуры, так и время охлаждения. Анализ показал, что применение кипящего слоя для обогрева муфелей позволяет в этих условиях существенно интенсифицировать теплообмен. Кроме того, обычно одна и та же цепь конвейера проходит и через печь, и через охладитель. Разделив один конвейер на две цепи (одна в пределах печи, другая в холодильнике), можно превратить недостаток конвейерных печей в их преимущество, ибо в этом случае первая цепь будет горячей практически по всей длине, т. е. ускорит нагрев труб, а вторая, холодная по всей длине, будет способствовать охлаждению труб. Уменьшение длины горячей цепи снизит механические и температурные нагрузки на нее и увеличит надежность ее работы. Такой агрегат в настоящее время разрабатывается нами совместно с сотрудниками ПНТЗ.

Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2012.05.21