ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нагревательные элементы печей с преимущественно конвективной тепГлава четвертая. Ткпы электри из "Электрические промышленные печи Часть 1" Однако широкого и длительного применения сталь не нашла из-за несоответствия основным требованиям, предъявляемым к материалам для наг гревателей. Основным недостатком стали является ее большой температурный коэффициент сопротивления, достигающий 10 10 , вследствие чего при включении печи на нормальное напряжение наблюдается в первый же момент четырех-пятикратный толчок тока (если считать, что печь рассчитана для работы с нагревателями, нагретыми до 400—500° С). Большой температурный коэффициент сопротивления стали приводит также к тому, что при перегреве какого-либо ее участка (например, в месте с затрудненной теплоотдачей) сопротивление его резко увеличивается, что вызывает еще больший перегрев его и в конечном счете перегорание. Кроме того, сталь ржавеет, особенно это существенно для периодически действующих сушил, где наличие влаги при простоях может привести к выходу нагревателей из строя от ржавления. Недостатком стали является и нестандартность ее электрических свойств (имеются в виду торговые сорта стали), сильно колеблющихся даже в пределах одной марки стали, что затрудняет расчет нагревателей. [c.83] Помимо-своей хрупкости, железохромоалюминиевые сплавы менее прочны при высоких температурах по сравнению с нихромами, поэтому выполненные из них нагреватели приходится конструировать таким образом, чтобы они были максимально разгружены от всякого рода механических напряжений, в том числе и от собственного веса. Большим недостатком этих сплавов является их чувствительность при высоких температурах к окислам железа и кремнезему, которые разрушают образующуюся на них защитную пленку из окислов алюминия и хрома. Ввиду этого футеровка печей в местах соприкосновения с нагревателями должна быть выполнена из чистых высокоглиноземистых материалов. [c.84] Другим недостатком железохромоалюминиевых сплавов является их значительный рост в эксплуатации, увеличение длины нагревателя, которое может достигать до 30—40%. Поэтому при конструировании нагревателей из этих сплавов необходимо предусматривать возможность их свободного удлинения, с одной стороны, и надежного крепления отдельных витков или зигзагов, во избежание их замыкния при короблении — с другой. [c.84] Старение, т. е. увеличение электрического сопротивления в эксплуатации, у железохромоалюминиевых сплавов умеренное (15—25%). Свариваются они удовлетворительно как при помощи дуговой сварки (на постоянном токе), так и автогеном. В отличие от хромоникелевых сталей они магнитны. [c.84] В Советском Союзе до Великой Отечественной войны были разработаны два железохромоалюминиевых сплава, хром ал ь (сталь ЭИ-87 завода Электросталь ) и фехраль (сталь ЭИ-60). Первый из этих сплавов имел повышенное содержание хрома (до 31%) и по своей окалино-стойкости мог работать до 1 200° С, но он имел все недостатки, присущие таким сплавам, и поэтому не получил распространения. Второй сплав фехраль имеет пониженное содержание хрома (до 15%), поэтому он легко обрабатывается, протягивается до самых тонких сечений и сохраняет достаточную механическую прочность и после повторных нагревов (хотя и получает повышенную хрупкость при температурах, больших 600° С), но зато он значительно хуже противостоит окислению при высоких температурах (с точки зрения окалиностойкости его рабочая температура ограничена 800—850° С, но из-за хрупкости его применение следует ограничить 600°С). [c.84] Таким образом, фехраль может лужить заменителем нихрома в низкотемпературных печах (до 400— 500° С). Его технология полностью установилась, и в настоящее время он выпускается под маркой Х13Ю4. [c.84] В настоящее время выпущены два новых сплава ЭИ-595 с рабочей температурой 1 200° С и ЭИ-626 с рабочей температурой 1 300° С. Это высокохромистые сплавы, модифицированные небольшими количествами щелочноземельных металлов, существенно повысивших их пластичность и несколько крипоустойчивость. До 1 000° С (ЭИ-595) и до 1 100° С (ЭИ-626) они сохраняют достаточную прочность для возможности изготовления из них нагревателей в конструкциях, принятых для нихрома, при более высоких температурах они могут применяться лишь в разгруженных от механических усилий конструкциях. Сплавы удовлетворительно свариваются, изготовление нагревателей из них может осуществляться в холодном состоянии. Однако повышенная хрупкость после нагрева, склонность к росту и короблению, а также к ползучести у них сохранилась. Кроме того, они требуют высокоглиноземистых чистых от окислов железа и свободного кремнезема огнеупоров при температурах выше 1 100°С. [c.85] Платина благодаря своей дороговизне может применяться лишь в небольших лабораторных печах. Так как она не окисляется, а распыление ее начинается примерно от 1 400° С, то ее можно применять до этой температуры в самых тонких сечениях. Поэтому количество ее, необходимое для изготовления нагревателя лабораторной печи, невелико, оно измеряется одним-двумя, максимум тремя десятками грамм и вследствие этого не так сильно сказывается на стоимости печи. [c.85] С другой стороны, возможность применения тонких сечений платины позволяет изготавливать нагреватели, несмотря на малое ее удельное сопротивление, непосредственно на напряжения 120 и 220 в. [c.85] Платина обладает весьма большим электрическим температурным коэффициентом, и для смягчения первоначального толчка тока приходится последовательно с печью включать реостат. Так как мощность платиновых печей обычно не превышает 1—2 кет. [c.85] Платина интенсивно науглероживается и делается при этом очень хрупкой, поэтому проведение в печи с платиновыми нагревателями процессов, требующих создания в ней восстановительной атмосферы, недопустимо. [c.85] Хотя платина и является достаточно удобным материалом для лабораторных печей, но ввиду дороговизны и дефицитности заменяется в печах либо железохромоалюминиевыми, либо карборундовыми нагревателями. [c.85] Молибден применяется в печах, в которых необходимо получить температуру выше 1 200° С и до 2 000° С. Из него изготавливаются проволока и лента, наматываемые обычно в виде спиралей. Молибден интенсивно окисляется при нагреве на воздухе, поэтому молибденовые печи требуют обязательно защитной атмосферы (водород) или вакуума. В вакууме, однако, при температуре свыше 1 650° С молибден начинает распыляться, поэтому вакуумные молибденовые печи строятся обычно с рабочей температурой до 1 600° С. [c.85] За последние годы печи с молибденовыми нагревателями получили широкое распространение как в лабораторной практике, так и в промышленности. [c.85] Из неметаллических нагревателей наибольшее распространение получили силит и глобар. [c.85] Силитовые и глобаровые нагреватели представляют собой карборундовые стержни, отличающиеся друг от друга как конструктивным исполнением, так и технологией изготовления. [c.85] Карборунд хорошо выдерживает 1400—1 4М°С и, следовательно, может обеспечить работу электрических печей до 1 350—1400° С. Так как, однако, его удельное сопротивление неизмеримо больше удельного сопротивления металлических материалов для нагревателей и достигает 800— 1 900 ом мм 1м, то его применяют лишь в больших сечениях. [c.86] Силитовые и глобаровые стержни в нагретом состоянии хрупкие и малопрочные и требуют осторожного обра-шения. Они чувствительны к быстрому нагреву, вследствие чего разогрев печи следует производить постепенно. При нагреве удельное сопротивление карборунда падает, кроме того, он стареет в эскплуатации (увеличение удельного сопротивления на 20% за первые 60—80 ч работы и дальнейшее более медленное его увеличение). Поэтому оборудованные карборундовыми нагревателями печи должны снабжаться трансформаторами или автотрансформаторами, позволяющими регулировать подводимое к печи напряжение в пределах до 50% от номинального. [c.86] Вернуться к основной статье