Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
рових і рідкісних металів, карбідів металів, електрокорунду, фосфору, CS2, озону, ацетилену, кварцевого скла, плавлених і спечених вогне- і кислототривких матеріалів та ін.
.Електричні пені поділяються на печі опо-ру^_дуговЬ__комбіновані та індукційні.
У печах опору прямого нагрівання (рис. 49, а) провідником струму є матеріал, який підлягає обробці і має великий опір.
У печах опору непрямого нагрівання (рис. 49, б) струм проходить через дротяний, стрічковий або стержневий провідник з великим опором і виділене при цьому тепло передається матеріалу теплопередачею або випромінюванням.
У дугових печах прямого нагріву електрична дуга утворюється між електродами в масі самого матеріалу, що нагрівається.
У дугових печах непрямого нагріву (рис. 50) електрична дуга утворюється між двома електродами і матеріал нагрівається внаслідок тепла випромінювання. J3 комбінованих печах (рис. 51) нагрівання матеріалу здійснюється завдяки утворенню електричної дуги і внаслідок проходження електричного струму через твердий або розплавлений матеріал. Це трифазні печі змінного струму, які за своєю конструкцією, формою перетину і відповідним розміщенням електродів поділяються на круглі, еліптичні і прямокутні. У великих електричних печах електроди автоматично опускаються в міру згоряння і безперервно нарощуються без припинення роботи печі. За способом нарощування відрізняють печі, в яких електроди нагвинчуються один на другий (рис. 52, а), або самоспікаються (рис. 52, б). Електроди, які нарощують-
Рис. 49. Печі опору.
\ / ^
4 5
Рис. 50. Дугова піч непрямого нагрівання:
/ — кожух; 2 — електроди; З — матеріал, що нагрівається; 4— теплоізоляція; 5 — футеровка.
Рис. 51. Комбінована електрична піч:
/ — труби для відсмоктування газів; 2 — отвори для завантаження матеріалу; 3 — склепіння; 4 — електроди; 5 — електродержаки; f — стальний кожух; 7 — футеровка.
Сира електродна маса j-~— (тісто)
Рис. 52 Електроди безперервного нарощування:
/ — верхня частина електрода; 2 — иижия частина електрода, З— ніпель; 4 —кожух; 5 — розм'якшена електродна маса; 6 —на-швспечена електродна маса; 7 — спечена графітована електродна маса, (зліва —нагвинчування електроду; справа — самови-палювання електроду)
ся нагвинчуванням, мають з одного торця ніпель, а з другого — заглиблення з нарізкою, в яке загвинчується ніпель після згорання основної частини попереднього електрода. Електроди, що самоспі-каються, а також аноди в елек-тролізерах при електролізі розплавів нарощуються внаслідок додавання невипаленої електродної ма^ .си, яка складається з антрациту, коксу, кам'яновугільної смоли і пеку в тонку алюмінієву обичайку. Електрод, поступово згораючи, автоматично опускається, електродна маса під дією високої температури спікається і перетворюється на компактний вугільний блок^у
~ Е> індукційних прчях нагрівають електропровідний матеріал струмом, індукованим у самому матеріалі, або теплопередачею від на-грівача, в якому збуджується індукований струм. Цей спосіб нагрівання грунтується на використанні теплового ефекту, який викликається вихровими струмами Фуко, що виникають у товщі стінок стального апарата під впливом змінного електричного поля. Апарат з індукційним електронагріванням подібний до трансформатора, первинною обмоткою якого є індукційні катушки, а магнітопроводом і вторинною катушкою—стінки апарата. Індукційне нагрівання забезпечує рівномірне обігрівання при температурах, не більших за^4Ш° C Електронагрівачі характеризуються тепловою інерцією і можливістю точного регулювання температури. Робота цих печей може бути повністю автоматизована. Недоліком індукційного нагрівання є його висока вартість. Індукційні печі використовуються в основному в металургії для виплавлення і переплавлення металів, в науково-дослідних установах при дослідженні металів і металічних матеріалів. Індукційні печі виготовляються з залізним осердям (рис. 53), який охоплюється матеріалом, і без осердя. Індукційні печі без осердя (рис. 54)— це катушка (індуктор), всередині якої знаходиться тигель з металом (шихтою).
У металургії рідкісних металів застосовуються електронно-променеві печі (рис. 55), в яких виплавляються надчисті метали і сплави, використовуючи енергію, що утворюється при бомбардуванні металів у вакуумі швидкими електронами. В зоні дії електронного променю утворюється рідка ванна металу, з якого в умовах вакууму видаляються домішки, що легко випа- Рис. 53. Індукційна піч ровуються. з осердям.
Рис. 54. Індукційна піч без осердя:
/ — індуктор, що охолоджується водою; 2 — магнітний екран; З— тигель печі; 4— каркас; 5 — склепіння печі; 6 — жолоб для виливання металу.
Рис. 55. Схема електронно-променевої печі:
/ — катод електронної гармати; J — анод електронної гармати; 3,9 — патрубки до високовакуумної системи; 4 — електромагнітна катушка (лінза); 5 — діафрагма, що відділяє плавильну камеру від електронної гармати; 6 — шибер; 7 — плавильна камера; * — електронний пучок; 10 — виплавлений зливок; Il — механізм витягування зливка, 12 — мідний кристалізатор, який охолоджується водою; 13 — спечений штабик.