Вакуумные печи

Автор: Пользователь скрыл имя, 02 Января 2012 в 09:36, курс лекций

Описание работы

Конструкция основных узлов вакуумных печей. Принцип работы основного и вспомогательного оборудования

Работа содержит 1 файл

вакуумные печи.doc

— 917.50 Кб (Скачать)

      Вакуумная герметизация места соединения достигается с помощью резиновой прокладки. После окончания нагрева печь отключается и садка остывает вместе с печью. В низкотемпературных печах, если садка это разрешает, допускается разгружать разогретую садку из неостывшей печи.

      В отличие от элеваторных печей  других типов, печи с подъемным подом не имеют холодильной камеры, что для.случаев, когда требуется ускоренное охлаждение садки, является большим недостатком конструкции.

      К числу элеваторных электропечей с подъемным подом относится  электропечь СЭВ-11.8/13 МО4 (рис. 5-18).

      Электропечь рассчитана на нагрев изделий как  в вакууме, так и в среде водорода.

      Печь  снабжена мощной откачной системой, состоящей  из двух насосов БН-4500, одного ДВН-1500 и четырех насосов ВН-6Г. 

      

      

      

      К отквчнои системе

 
       
 
        

 
      228 

      Рис. 5-18. Элеваторная вакуумная электропечь  СЭВ-11.8/13 М04.

      / — крышка; 2—кожух; 3 — опора; 4 — платформа; 5 — механизм подъема пода; 6, 7 — тепловые экраны; 8 — нагреватель; 9 — вывод нагревателя.

 

      

      При работе печи с водородной атмосферой перед заполнением печи газом ее откачивают одним из форвакуумных насосов.

      Электропечь имеет нагревательную камеру, стационарно закрепленную на раме. Днище камеры отъемное и с помощью гидравлического плунжера может быть опущено и установлено на тележку, передвигающуюся гидроприводом по рельсовому пути, проложенному под печью.

      Вывезенная  из-под печи тележка с установленным на ней днищем загружается с помощью цехового крана.

      Футеровка днища, выполненная электрокорундовым  или высокоглиноземистым кирпичом, образует под печи, на который устанавливается садка. В каналах, имеющихся в футеровке, уложены нагревательные элементы из молибденовой проволоки.

      Сверху  нагревательная камера закрыта сферической  крышкой, которая снимается только во время ремонта, смены нагревателей или осмотра камеры. К крышке подвешиваются теплоизоляционные экраны. Первые несколько экранов выполнены из молибдена, за ними следуют экраны из жароупорной стали. Весь набор экранов крепится к наружному несущему экрану, выполненному из толстого листа жароупорной стали. Сводовые нагреватели подвешиваются на изоляторах, одетых на штыри, укрепленные на несущем экране.

      В качестве теплоизоляции боковых  стенок камеры служат также металлические экраны, установленные концентрично. Экраны вместе с нагревателями, укрепленными аналогично сводовым, подвешиваются на кронштейнах к боковым стенкам кожуха.

      Печь  разделена на четыре независимо регулируемые тепловые зоны. Напряжение в каждой зоне подается от понижающего трансформатора, обмотки высокого напряжения которого питаются от индукционного регулятора, чем достигается возможность плавного регулирования мощности.

      Замер температуры производится термопарами, для ввода которых на крышке, днище и кожухе имеется ряд штуцеров.

      Подача  давления в гидроцилиндры механизма  подъема и механизма выкатки тележки производится от маслонапорной установки. К числу электропечей с подъемным подом относится и вакуумная элеваторная электропечь СЭВ-2.4/20 МО2 (рис. 5-19).

      Садка помещается на вольфрамовой подставке, а теплоизоляция пода, боковых стен и свода выполнена из листов вольфрама, молибдена и жаропрочной стали.

      Днище печи имеет загрузочный люк с крышкой, закрепленной на консольной балке механизма винтового типа подъема и опускания садки. Последний представляет собой колонну, по которой перемещается на роликах каретка с загрузочным столом. В нижнем положении стол поворачивается, выдвигая садку из-под печи, благодаря чему обеспечивается удобство съема или установки садки.

      Этот  же механизм прижимает крышку загрузочного люка к нижнему фланцу кожуха печи, обеспечивая герметичное запирание нагревательной камеры.

      Верхняя крышка имеет гляделку, предназначенную для наблюдения за садкой и замера температуры оптическим или цветовым пирометром.

      Нагреватель — трехфазный, вольфрамовый, в виде беличьей клет 
ки, причем система токоподвода к нагревателю и детали его крепле 
ния выполнены из массивных вольфрамовых брусков и поэтому не 
имеют водяного охлаждения. 
15* 227

 

      

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
      

      

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
      Рис. 5-19. Элеваторная     вакуумная    электропечь

      СВЭ-2.4/20

      МО2.

      / — опора; 2 — подвижной кронштейн с крышкой; 3 — к откач-ной системе; 4 — подставка; 5, 7 — теплоизоляционные экраны; 6 — нагреватель; 8 — верхняя ремонтная крышка; 9 — кожух; 10 — вывод

      нагревателя.

 

      

      190    Огнеупорные материалы

       Оксид иттрия с хлором в присутствии  углерода образует хлорид, с водой он практически не взаимодействует. В среде водорода оксид иттрия восстанавливается начиная с 2000 "С, углеродом восстанавливается при 1800—1900 °С до карбидов, которые быстро окисляются на воздухе и легко взаимодействуют с водой. Оксид иттрия поглощает диоксид углерода и легко растворяется в кислотах.

      Он применяется при изготовлении тиглей как высокотемпературный электроизолятор, для изготовления чехлов термопар в качестве стабилизирующей добавки к ZrO2. Изделия из Y2O3 могут применяться в вакуумных электропечах, для защиты индуктора, в качестве смотровых окон, а также при контакте с изделиями из АЬОз, MgO, ZrO2 — до i700oC.

      4.2.8. Керамика из диоксида кремния,

      муллитокорундового, кордиеритового

      и других составов

      Эта группа материалов по своему химико-минеральному составу я огнеупорности не относится к оксидным высокоогнеупорным материалам, но по технологии изготовления и области применения соответствует керамическим материалам.

      Диоксид кремния S1O2 — распространенный и широко применяемый тугоплавкий оксид. Он имеет три основные кристаллические модифика-

      Таблица 4.46. Изделия из диоксида кремния [35] 

              Кварцевое       Кварцевая       Пенокварцева
      1 ЮКаЗаЛсЛЪ       стекло       керамика       керамика
      Кажущаяся плотность  при 20°С,                        
      кг/м3       2210       1800—2200       340—900
      Пористость истинная, %       0,0       20,0—0,5       85,0—60,0
      Предел прочности  при сжатии,                        
      МПа       500—1000       250—500       3,0—13,0
      Предел прочности  при изгибе,                        
      МПа       70-80       20-70       
      Предел прочности  при ударном                        
      изгибе, МПа       0,08-0,15       0,08—0,16       —.
      Температура начала деформации                        
      под нагрузкой 0,2 МПа, °С       1250       1230—1250       
      Модуль упругости при20°С, МПа       0,072—0,074       0,028—0,072       
      Температурный коэффициент  ли-                        
      нейного расширения, 10 вК *       0,54       0,54       0,54
      Теплопроводность    при    20° С,                        
      ВтДм.К)       1,51       0,35—1,28       0,12—0,23
      Диэлектрическая проницаемость                        
      при температуре, °С:                        
      20       3,70       3,00—3,70       1,15—1,75
      1000       3,80       3,.10—3,80              

 

      

      Таблица 4.47. Керамические материалы  муллитокорундовые, кордиеритовые и  фарфоровые 

              ОСТ 1I.02A001-73       ЭСТ 1G 0.503.001-77       ТУ 16-757.001-83
      Показатель                                        
              КГ-82       К-2       БКЧ       БФЦ       БФЧ
      Массовая доля, %:                                        
      А1аО3       82       23—25                                          
      SiOa       15       46—59                            г—
      Fe2Os              0,6-1,8                                   
      Огнеупорность, °С       1750       1500—1600       1500       _       ,—
      Кажущаяся плотность, кг/м3       2600       2200—2300       2200—2300       2250       2250
      Открытая пористость, °/о, не более       17—20       17—20       27       0—3       0—3
      Предел прочности  при сжатии, МПа, не менее       24                     450       450
      Предел прочности, МПа, не менее:                                        
      при ударном изгибе                     0,65—0,75              0.18—0,3       0,18—0,3
      при статическом  изгибе              34       ,—       70—140       70-140
      Температура начала деформации под нагрузкой 0,2 МПа, °С Температурный коэффициент линейного расши-       1580              ■—       400       400
 
      6,5*
      3,5       3,5       3,8—4,5       3,8—4,5
      рения при 20—1000 °С, Ю-» К"1                                        
      Водопоглощецие, %, не более       .—       15              0,5       0,5
      Стойкость к термоударам: однократный перепад              500       7С0       400       400
      температуры, "С, не менее                                        
      Удельное  электрическое сопротивление, Ом-м,                                        
      при температуре, °С:                                        
      100              9-109                     
      600              7,7-10*       —.              
      Максимальная температура  применения, °С:                                        
      на воздухе       1650       1100       800       300       400
      в углеродсодержашей  атмосфере       1450       1000       800       зсо       400
      в вакууме       1400                     —•              
      в водороде       1400                              
 
 
 

       ■ ПРН 20—1GM "С-

 

      

      192    Огнеупорные материалы

       ции кварц, кристобалит, тридимит и  их низко- и высокотемпературные  разновидности (см. п. 4.4.2), а также  бывает в виде стекла. В зависимости от модификации ЭЮг имеет различные плотность, температуру плавления и другие показатели.

      Истинная  теплоемкость а-кварца, Дж/(моль-К), описывается уравнением

      С„=43,9+38,8 • Ю-3Г—9,67-1057"-2.

      Теплоемкость  кварцевого стекла дана в п. 4.3.3. Некоторые  свойства кварца приведены в табл. 4.35. Характер взаимодействия с различными газами и материалами описан в п. 4.1.1.

      Кварцевая керамика применяется для изготовления стаканов, шиберных затворов электропечей. В табл. 4.46 представлены свойства -изделий из диоксида кремния.

      Из  огнеупорного материала марки КГ-82 муллитокорундового состава изготовляют различные трубки и чехлы для защиты термопар, соответствующие ОСТ 11.027.001-73, Из муллитокремнеземистого материала марки МКР выпускают также трубки для защиты термопар по ТУ 14-8-447-83 (табл. 4.8).

      Кордиеритовая керамика содержит в качестве основной кристаллической фазы (около 80%) кордиерит 2MgO-2AbO3-5SiO2, имеющий температуру плавления 1435 °С; выпускается главным образом в виде изделий марки К-2 (трубки, втулки, шайбы, изоляторы, стержни, пластины, бусы).

      По  ТУ 16.757.001-83 изготавливают бусы кордиеритовые  чешуйчатые БКЧ, бусы фарфоровые электроизоляционные цилиндрические БФЦ я чешуйчатые БФЧ. Физико-химические показатели указанных керамических материалов представлены в табл. 4.47, теплопроводность — в табл. 4.48.

      Таблица 4.48. Теплопроводность керамических материалов муллитокорундовых, кордиеритовых и фарфоровых 

      Марка       Среда       Коэффициенты  для расчета X по (4.1)       X, Вт/(м-К), температуре       при

      , "С

 
 
      а
      ъ       с       400       800       1200
      КГ-82       Вакуум  Воздух Эндогаз Водород       1,782

      3,173 3,783

      4,488

      —1,740 —1,890 —2.753 -3,669       0,834 0,688 1,166 1,611       1,139 2,435 2,770 3,139       0,976 2,131 2,392 2,676       0.92С  1.958 2,198 2,459
      К-2, БКЧ       Воздух  Эндогаз       1,041 1,161       0,295 0.229       0,037 0,107       1,161 1,268       1,306 1,417       1,445 1,569
      БФЦ, БФЧ       Воздух                            1,05-1,63*
      * При 20 °(                                                        

Информация о работе Вакуумные печи