- •Основы электротехнологии
- •Электротермические установки
- •Классификация электротермических установок
- •Материалы, применяемые при электропечестроении
- •Электрические печи сопротивления.
- •Соляные ванны.
- •Установки прямого нагрева
- •Понятие о тепловом расчете печей сопротивления.
- •Режимы обработки изделий.
- •Уравнение теплового баланса
- •Рациональная эксплуатация печей сопротивления.
- •Методы измерения температур.
- •Термометры сопротивления
- •Измерительные устройства термометров сопротивления.
- •Термоэлектрические пирометры (тп)
- •Введение поправки на температуру свободных концов.
- •Применение компенсационных проводов
- •Пирометры излучения
- •Радиационные пирометры излучения.
- •Оптические и цветовые пирометры.
- •Автоматические фотоэлектрические пирометры.
- •Управление мощностью печей сопротивления
- •Автоматическое регулирование температуры печей сопротивления
- •Особенности электрооборудования печей сопротивления.
- •Индукционные установки
- •Преимущества и область применения индукционного нагрева
- •Индукционные печи
- •Канальные индукционные печи (с сердечником)
- •Элементы конструкции канальных печей
- •Особенности работы индукционной печи с сердечником
- •Особенности электрооборудования индукционных канальных печей
- •Индукционные тигельные печи (без сердечника)
- •Особенности электрооборудования индукционных тигельных печей
- •Автоматическое управление режимом работы итп
- •Автоматическая стабилизацияcos в цепи индуктора.
- •Установки для индукционной поверхностной закалки
- •Индукционный сквозной нагрев
- •Источники питания индукционных установок.
- •Установки диэлектрического нагрева
- •Обеспечение безопасности в установках индукционного и электрического нагрева
- •Дуговые электротермические установки
- •Дуговые диэлектрические печи.
- •Особенности конструкции и технологического процесса в дуговой сталеплавильной печи.
- •Особенности конструкции сетей дуговых эл. Печей
- •Основное электрооборудование дуговой сталеплавильной печи
- •Регулирование электрических режимов дуговой эл. Печи.
- •Автоматический запуск в работу дуговой эл. Печи с регуляторами мощности.
- •Электромагнитное перемешивание металлов в дуговых печах
- •Дуговые сталеплавильные печи как потребители эл. Энергии
- •Рудно-термические печи
- •Основные типы рудно-термических печей
- •Особенности электродов рвп
- •Особенности коротких сетей рвп
- •Особенности электрооборудования рудно-термических печей
- •Особенности регулирования эл. Режима ртп.
- •Электрические печи для переплава металла. Общие сведения.
- •Печи электрошлакового переплава
- •Дуговые вакуумные печи
- •Эл. Сварка Понятие сварки
- •Электродуговая сварка
- •Ручная дуговая сварка покрытыми плавящимися электродами
- •Автоматическая дуговая сварка под слоем флюса
- •Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в углекислом газе.
- •Аргоно-дуговая сварка
- •Источники питания сварочной дуги. Классификация.
- •Основные требования к источникам питания
- •Сварочные трансформаторы
- •Сварочные трансформаторы с дополнительной реактивной катушкой
- •Трансформатор с регулировочным реактором
- •Сварочные аппараты с повышенным магнитным рассеянием
- •Сварочные генераторы (сг)
- •Сварочные выпрямители
- •Осцилляторы
- •Электрошлаковая сварка
- •Электроконтактная сварка
- •Стыковая сварка
- •Точечная сварка
- •Роликовая (шовная) сварка
Установки диэлектрического нагрева
Данные установки используются для тепловой обработки непроводящих материалов: бумага, древесина и т.д., а также для сварки пластика.
В установках диэлектрического нагрева обрабатываемый материал помещается между охладителями так называемого рабочего конденсатора, к котором от лампового генератора подводится высокочастотная энергия, f = 500 – 200000 кГц.
Нагрев диэлектриков осуществляется за счет диэлектрических потерь. Серийно выпускаются установки высокочастотного нагрева мощностью до 60 кВт, специальные установки могут достигать мощности 1 МВт.
Материал |
Частота, МГц |
Удельная мощность, Вт/см3 |
Длительность обработки |
Древесина (сушка) |
0,3 – 0,75 |
0,003 – 0,05 |
8 – 30 ч |
Литейные стержни (сушка) |
6 – 50 |
1 - 3 |
2 – 20 мин |
Бумага листовая (сушка) |
20 - 30 |
100 – 300 |
5 – 60 сек |
Пластикат (роликовая сварка) |
40 - 200 |
1000 - 1500 |
0,03 – 0,2 сек |
Обеспечение безопасности в установках индукционного и электрического нагрева
В практике эксплуатации в установках индукционного и электрического нагрева существуют следующие опасности для обслуживающего персонала:
Электрический ток высокого напряжения
Электромагнитное поле высокой и сверхвысокой частоты
Работа с сплавами и расплавленными изделиями
Наличие влаги в футеровке печи, а также в шихте, быстрое испарение данной влаги при больших температурах подобно взрыву и ведет к растрескиванию футеровки и разбрызгиванию жидкого металла.
Возможность аварийных режимов работы, связанных с выходом их строев охладителей, проникновением тепла и т.д.
Защита от действия высоких напряжений осуществляется изоляцией, ограждением токоведущих частей, наличием блокировок, срабатываемых при открытии заграждения, сигнализацией, установкой разрядных сопротивлений в конденсаторных батареях, установкой дросселей в ламповых генераторах высокой частоты, установкой разрядников на шинах генератором повышенной частоты, закреплением кожухов и корпусов электрооборудования, а также самих установок.
Защита от действия электромагнитного излучения может осуществляться экранировкой блоков и применением спецодежды. Но, поскольку такая одежда является неудобной, стремятся снизить уровень излучения до допустимых пределов, используя надежную экранировку коаксиальных кабелей. Рабочие конденсаторы установок диэлектрического нагрева могут быть экранированы. Порядок работы с расплавленным металлом, нагретыми заготовками и изделиями определяются соотв. производственными инструментами (используется спецодежда и защитные очки). Для устранения опасности быстрого испарения воды осуществляется сушка печи при номинальной мощности, также осуществляется подогрев шихты перед загрузкой в печь.
Дуговые электротермические установки
Электрическая дуга – это разряд в газе, характеризуется высокой степенью ионизации газа, высокой плотность тока, также температурой газа в несколько тысяч градусов и ярким свечением. Основную роль в дуговом разряде имеют электроны, имеющие высокую подвижность. Наличие свободных электроном в области дугового разряда объясняется:
Ионизацией (наличие) газа
Эмиссией электронов с поверхности катода
Ионизация газа в дуговом разряде обусловлена в основном действием высоких температур, т.е. термоионизацией, в меньшей степени ионизирующим действием излучения дуги с фотоионизацией. Эмиссия электронов катода объясняется бомбардировкой катода в ускоренном электрическом поле положительными ионами, также фотоионизацией поверхности катода, излучением дуги и нагревом катода до значительной температуры
Кроме того, высокое значение направленности электрического поля у поверхности катода приводит к мощной автоэлектронной эмиссии, при которой поле вырывает электроны с поверхности катода. Бомбардировка электронами разогревает анод, вследствие этого температура анода оказывается выше температуры катода. Температура анода составляет 4900, а температура катода от 3000 до 4000 С. При остывании температура анода меньше 600, а катода 3300 – 3400 С.
Если дуга горит между электродом и расплавом металла, то при отрицательной полярности на электроде дугу принято называть дугой прямой полярности. При обратной полярности на электроде – дуга обратной полярности. Напряжения зажигания дуги составляет при угольных электродах 40 – 45 В, при стальных электродах 30-35 В. При токах свыше 100 А напряжение на дуге будет определяться следующим выражением:
.
Статическая ВАХ снимается в условно установившемся тепловом равновесии между столбом дуги и окружающей средой и устанавливается процессом ионизации и рекомбинации. При быстрых изменениях тока кривая изменения напряжения не соответствует статической ВАХ, поскольку новое состояние равновесия устанавливается не сразу.
Данная характеристика имеет ярко выраженный вид гистерезисной петли, ширина петли определяется тепловой инерцией разряда и частотой тока. Их этого видно, что процессы в электрической дуге имеют очень сложный характер. Картина еще более осложняется при питании дуги переменным током.
Повторное зажигание дуги обеспечивается при высокой температуре окружающего пространства либо в атмосфере газов либо паров с низкими потенциалами ионизации. По этой причине применяют электроды, покрытые слоем обмазки, в состав которых входят ионизирующие вещества (калий и кальций).
Горение дуг переменного тока с голым электродом в обычной атмосфере неустойчиво, введение индуктивности в цепь дуги переменного тока позволяет сократить длительность перерывов горения дуги и сократить перерывы горения. ЭДС самоиндукции поддерживается на уровне, достаточном для горения в течение всего полупериода.
Для достаточно устойчивого горения дуги cos должен быть равен 0,4 при токе до 100 А, при токе дуги равным 100-200 А cos равен 0,4 – 0,5. При токе дуги 200 – 400 А cos = 0,5-0,7.