Такие изделия могут стационарно размещаться в отдельных помещениях или на рабочем столе, что зависит от их конструкции и предназначения, но каждая печь оборудована герметической камерой, где и происходят технологические процессы. Устройства разработаны для получения материалов или заготовок после их термической обработки в вакууме, могут работать на жидком и твердом топливе, а также при подключении источников нагревания в виде ТЭН или более мощных излучателей, запитанных от стандартных электрических сетей.
Содержание:
- Промышленные вакуумные печи — конструкция
- Вакуумная печь высокотемпературная
- Вакуумная закалочная печь
- Водородная печь
- Вакуумная печь индукционная
- Вакуумные дуговые печи
- Лабораторная вакуумная печь
Промышленные вакуумные печи — конструкция
Конструктивно рабочее пространство выполнено так, что предполагает передачу тепла от газов материалу наиболее рациональным способом, а количество — зависит только от производительности печи. Протекающие внутри процессы технологически довольно сложные, поэтому все модели снабжаются приборами теплового контроля и автоматикой регулирования отдельных операций, например, сжигание жидкого топлива.
Отдельные модели промышленного назначения монтируются в отдельных помещениях, а за выполнением технологии следят через установленные камеры, которые передают изображение на пульт оператора.
Промышленные вакуумные печи — конструкция
Прежде чем установить такое оборудование производится мониторинг производства, выбирается удобное помещение или изделие проектируется под уже существующие свободные мощности. Во время установки надо не забывать, что изделие имеет большие линейные размеры, поэтому диагностику и ремонт проводится только по месту постоянного использования.
Промышленные печи специально спроектированы для работы с большими объемами производства, поэтому использовать их на небольших предприятиях нерентабельно.
Вакуумная печь высокотемпературная
Такое оборудование незаменимо на любом современном производстве, т. к. эти печи могут качественно выполнить несколько операций, например: обжиг, закаливание, быстрое расплавление любого материала до жидкого состояния и многие виды термической обработки разных изделий. Все существующие виды высокотемпературного класса печей отличаются в конструктивном плане, вариантом загрузки и принципом деятельности.
В технике такие изделия подразделяются на следующие виды:
- Муфельные вакуумные печи;
- Трубчатые изделия;
- Камерные устройства;
- Вакуумные конструкции с высокой внутренней температурой.
Вакуумная печь высокотемпературная
Каждый вид имеет свои индивидуальные преимущества, например, трубчатые аналоги при использовании на промышленных предприятиях гарантируют быстрый, а главное, равномерный прогрев всей обрабатываемой конструкции или отдельной детали.
Муфельные печи используют в основном на небольших предприятиях и в медицинских учреждениях, размеры у них небольшие, но внутри создается температура до + 1750° C. Высокотемпературные вакуумные печи применяются на промышленных предприятиях, где основная работа проводится с различными металлами и их сплавами, они оборудованы герметической камерой, что исключает загрязнение обрабатываемых материалов.
Камерные изделия предназначены для обработки материалов в масляной среде с нагревом до 280° C, они могут проводить отпуск, обжиг и охлаждение разных сплавов.
Электропечи высокотемпературного класса пригодятся на любом производстве, только нужно заранее спланировать для нее задачи, а затем выбрать оптимальный вариант.
Вакуумная закалочная печь
Эти изделия используются для закаливания деталей и заготовок из металла в искусственно создаваемом разряженном пространстве с воздействием высоких температур.
Положительные стороны такой обработки:
- Повышаются параметры прочности;
- Проверяется целостность внутренней структуры;
- Увеличивается качество.
Вакуумная закалочная печь
Печи подразделяются на несколько видов, которые широко используются в промышленности, а размеры и производительность зависят от комплектации. Для закаливания применяются разные жидкости и вещества, что зависит от свойств обрабатываемого изделия, но на практике чаще всего используется техническое масло, а наиболее востребованными являются тигельные и муфельные изделия.
Другие варианты нашли применение в лабораторных исследованиях, где с их помощью закаливают разные металлы, а затем проверяют их устойчивость при контакте с агрессивными химическими средами. Печи работают на любом топливе: газ, кокс, уголь или от стандартной электрической сети. Обязательно в конструкции присутствует герметичный рабочий отсек, где происходят все процессы — искусственное создание вакуума, температура заданного параметра и термическая обработка изделий.
Водородная печь
Такие устройства делятся на два вида: средней и высокой температуры, а по методу использования — одноступенчатые или двухступенчатые. Подача материала для термической обработки осуществляется в любом пространственном направлении: снизу, сверху или в горизонтальной проекции.
Большим спросом пользуются российские печи от Брянского завода, которые предназначены для пайки и отжига узлов или деталей электровакуумных приборов в защитной и восстановительной среде водорода или его смеси с азотом. Можно использовать и для других процессов аналогичной обработки с максимумом показателей температуры. Автоматическая система контроля использует контроллер типа ПЛК, который обеспечивает программирование технологии процессов, происходящих в печи, а также и в рабочем отсеке.
Водородная печь
Вакуумная печь индукционная
Работа такого устройства основано на возбуждении индукционных токов с высокой мощностью, которые создают электрические индукторы. При этом возникает максимально высокая температура, благодаря которой начинается активное расплавление металла. Все, находящиеся в ограниченном пространстве заготовки и детали подвергаются воздействию вихревых токов, за счет чего активизируется хаотическое движение молекул и начинается диффузия присадок в разнородные металлы.
Главное достоинство таких изделий — высокий КПД и возможность получать в итоге сплавы, которые обладают нужными характеристиками, а также возможность осуществлять термическую обработку в любом режиме и простой ремонт оборудования.
Вакуумная печь индукционная
Такие печи способны за один заход выполнить плавку до 200 кг цветного и около 100 кг черного металлов, они комплектуются транзисторного типа универсальным преобразователем. Достоинства — мобильность, т. к. сразу после окончания плавки печь можно переместить в другое место для выполнения аналогичных действий.
Если имеются ограничения по подключаемым сетям питания, то мощность печи регулируется, но КПД остается на уровне 98%. Время на выполнение одной плавки — не менее часа, а сталь, выплавляемая в таком устройстве, практически на 30% крепче.
Вакуумные дуговые печи
Чтобы выплавлять слитки на основе сплавов тугоплавкого титана с другими аналогичными металлами в промышленных объемах, наиболее приемлемо использование электродуговых изделий на основе расходуемого электрода, где весь технологический процесс происходит внутри герметичного отсека без доступа молекул кислорода.
Слитки на основе титана можно получать с приличными размерами:
- Длина — 5 м;
- Диаметр — 1,25 м;
- Масса не выше 30 т.
Вакуумные дуговые печи
При этом качество всегда неизменно и отсутствуют посторонние примеси.
Конструкция печи предельно проста, как и технология процесса плавления, отличается высокой надежностью.
После окончания плавления, изложница, с расположенным на ней слитком, при помощи гидравлической системы автоматически отсоединяется от корпуса изделия, специальный механизм отводит ее в сторону, чтобы извлечь готовый продукт с помощью мостового крана.
Затем изложница осматривается на предмет нагара, при обнаружении недостатков они устраняются, загружается расходуемый электрод и плавка возобновляется уже с новым сырьем.
Лабораторная вакуумная печь
Такие изделия подразделяются по способу нагревания на электрические устройства индукционные, дуговые, плазменного типа и электронно-лучевые. По температуре в рабочем отсеке они выпускаются с низкими или высокими аналогичными параметрами с пределом нагревания ≥2500° С.
Некоторые основные параметры:
- Термическая обработка производится при таких параметрах — +3000—-250° C;
- Давление внутри герметического отсека — достигает глубокого искусственного разряжения;
- Габариты рабочих объемов не выше 50 кубометров;
- Понижение в пределах первых 500 градусов происходит за 3 минуты.
Лабораторная вакуумная печь
Искусственное разряжение в камере создается специально подобранным насосом для вакуумных печей, параметры могут быть — 1,33•10-6мбар. Многие модели могут устойчиво работать с инертными газами.
В некоторых моделях экраны выполняются из металла или керамики с теплоизоляционными прокладками, второй вариант применяется при давлении до 1,33•10-2мбар.
В составе футеровки могут использоваться такие материалы: жаростойкий бетон на основе ZrO2 (диоксида циркония), тугоплавкие карбиды металлов и графит. В качестве охлаждения применяются водяные системы.
Использование искусственного вакуума в изделиях намного экономичнее, чем очищенные инертные газы.