Соляные ванны.
При нагреве изделий в жидкости может быть достигнуто существенное увеличение скорости нагрева, так как коэффициент теплоотдачи от жидкости к металлу имеет высокое значения. С другой стороны, благодаря наличию большей теплопроводности жидкости по сравнению с газами, распределение температуры в ней явление намного равномернее, чем в газе.
Наибольшую скорость нагрева изделия можно получить в жидком металле, например в свинце. Однако свинцовые ванны имеют ряд недостатков:
Вредность работы со свинцом.
Невозможность использования при t > 800 C.
Малая теплоемкость свинца.
Значительно более широко используются соляные ванны. В них изделие обрабатывается в расплавах селитр, щелочей, солей. Для любой температуры в диапазоне от 250 до 3300 С можно подобрать такую соль или смесь солей, чтобы они при температуре не испарялись и в то же время были жидкотекучими. Соляные ванны могут быть выполнены с внешним нагревом с помощью нагревателей обычных конструкций и с внутренним обогревом трубчатыми герметичными нагревателями.
Селитровые и щелочные ванны имеют весьма большие размеры. Их длина 6-8 метров, мощность – несколько сотен кВт.
Ванны с внешним или внутренним обогревом применяются при t от 450 до 525 С. При t > 500 C применяют электродные ванны. В них нагревателем служит сама расплавленная соль, через которую проходит эл. ток.
П
ростейшей
конструкцией является соляная ванна с
охватывающими электродами.
Наибольшее распространение получили ванны с вынесенными электродами. Электроды находятся на расстоянии 25-50 мм от друга и часто отгораживаются от ванны перегородкой. Это делается для:
Исключения попадания линии тока в обрабатываемое изделие.
Улучшения циркуляции расплавленной соли ванны за счет перегрева теплоносителя в зоне нагрева.
По сравнению с обычными диэлектрическими печами, соляные ванны имеют преимущества:
Высокую скорость нагрева, следовательно, высокую производительность.
Легкость проведения различных видов термической и термохимической обработки.
Защита изделий от окисления в процессе нагрева и остывания.
Недостатки:
Большой удельный расход тепла за счет больших потерь зеркала ванны и трудности разогрева.
Трудность запуска ванны из холодного состояния, когда в твердой зоне проводят эл. ток.
Значительный расход соли.
Тяжелые условия труда.
Соляные ванны имеют мощность до 150 кВт и t до 1300 С.
Установки прямого нагрева
Отличаются от рассмотренных ранее. В данном случае изделие непосредственно включается в электрическую цепь и нагревается проходящим через нее током. По этой причине такой нагрев может быть применен для относительно длинных изделий, имеющих однородный состав и постоянное сечение по всей длине. Лишь в этом случае возможен равномерный нагрев. Таким образом можно греть изделия, имеющие форму труб, лент, проволок, болванок.
У
становки
могут быть как периодического, так и
непрерывного действия.
Токоподвод к изделию осуществляется с помощью раздвижных контактных головок (зажимов). Зажатие изделия для получения хорошего контакта производится с помощью пневмоцилиндров, управляемых посредством спец. системы управления пневмоцилиндрами.
Для питания установки используют трансформаторы повышенной частоты со вторичным напряжением 1 В. Вторичная обмотка трансформатора имеет один виток, выполненный из толстой медной шины. Регулирование тока, а следовательно, скорости и конечной температуры нагрева производится переключением отводов первичной обмотки трансформатора. В установках непрерывного нагрева устанавливают сухие, скользящие или роликовые контакты, либо жидкостные или полужидкостные, так называемые контакты с поливом токопроводящей жидкостью.
Прямой нагрев имеет ряд преимуществ. Благодаря тому, что тепло не подводится извне, а выделяется в самом нагреваемом изделии, повышается равномерность нагрева, а скорость нагрева может быть выбрана достаточно высокой. Высокая скорость нагрева (секунды и десятки секунд) обуславливает высокую производительность установок. При таком нагреве тепловые потери оказываются малыми и становится возможным обойтись без футеровки. Температура нагрева, ввиду отсутствия нагревателей, также ничем не ограничена. Таким способом можно осуществлять нагрев стали под ковку или штамповку. Недостатком способа является трудность в создании контактов, удовлетворительно работающих при высоких токах, а также трудность измерения и автоматического регулирования температуры.