Содержание

Исходное задание________________________________________________________3

Введение________________________________________________________________4

Технологический процесс________________________________________________6

Обзор существующих конструкций ______________________________________8

Выбор конструктивной схемы печи ______________________________________10

Тепловой расчет _________________________________________________________11

Расчет тепловых потерь через футеровку печи ____________________________14

Расчет аккумулированного тепла _________________________________________17

Расчет тепловых потерь через открытые проемы и отверстия ______________19

Тепловой баланс__________________________________________________________20

Электрический расчет  ____________________________________________23

Устройство и работа электропечи ___________________________________29

Список используемой литературы  ________________________________________30

Исходное задание

1.Печь: Элеваторная

2. Масса садки: 150кг;

3. Время нагрева: 10ч, время выдержки: 2ч.

4. Температура нагрева садки: 1523К;

5. Технологический процесс: обжиг  тиглей из корунда (алунда)

6. Сеть: 3x380В. 

Введение

За последние годы в промышленности сильно расширилась область применения электротехнологических процессов, вытеснивших многие технологические процессы с топливным нагревом. Переход на электротехнологические процессы обеспечивает повышение качества про­дукции, позволяет во многих случаях проводить такие операции и получать такие материалы, которые иным путем осуществить невозможно, улучшать санитарные условия труда и снижать вредное воздействие на окру­жающую среду. Сейчас можно сказать, что нет таких отраслей промышленности, где бы широко не применя­лась электротехнология.

Термины «электротехнология», «электротехнологическиепроцессы» весьма широки; по существу они охваты­вают все виды процессов, которые характеризуются использованием электрической энергии, когда она прев­ращается в процессе производства в тепловую, механи­ческую или химическую виды энергии. Однако так сложилось исторически, что некоторые технологические процессы, подпадающие под это определение, стали бла­годаря своему значению и широкому распространению предметом изучения специальных разделов науки и техники (превращение электроэнергии в механическую при механической обработке материалов и изделий, применение электроэнергии на транспорте, для освещения и для бытовых нужд).

Впервые возможность использования электроэнергии для проведения технологических процессов была показана в России в 1803 г. В. В. Петровым, осуществившим с помощью электрической дуги плавление различных мате­риалов и восстановление металлов из их окислов.

Из-за недостаточного уровня развития техники и от­сутствия мощных источников электроэнергии на протяжении почти всего XIX в. это открытие применялось лишь в лабораторной практике, и только в конце века появились первые промышленные электрические печи и электролизные установки.

Бурное развитие получила электротехнология в XX в. Появились новые электрометаллургические процессы, получили широкое распространение электролиз и элект­ротермические способы обработки материалов и изделий. Немало сделали в этой области как в теории самих процессов, так и в разработке для них электрооборудования русские и советские ученые. Отметим такие имена, как В. П. Ижевский, создавший в 1901 г. «русскую электри­ческую печь» для плавки цветных металлов; А. Н. Лоды­гин, много и плодотворно работавший в области электро­металлургии; металлурги С. С. Штейнберг и А.Ф. Грамолин, создавшие печь для плавки стали с угольными стержневыми нагревателями; С. И. Тельный, разработав­ший теорию электрической цепи с дугой переменного тока; М. С. Максименко — основатель рудной электро­термии; В. П. Вологдин — создатель индукционной плав­ки металлов и индукционной поверхностной закалки; Н. Н. Бенардос, Н. Г. Славянов и О. Е. Патон — создате­ли электрической сварки.

Без электротехнологических процессов невозможен технический прогресс. Высококачественные стали, жаро­упорные металлы и сплавы, полупроводниковые матери­алы — все то, что определяет современную прогрессивную технику, может быть получено лишь посредством элект­ротехнологических процессов. Вместе с тем с их внедре­нием облегчаются условия труда персонала, снижается загрязнение окружающей среды по сравнению с процес­сами, базирующимися на сжигании топлива.

Большинство электротехнологических процессов (в первую очередь, электротермических) является весьма энергоемким, это привело к тому, что эти процессы прев­ратились в один из существенных потребителей электро­энергии.

Электрическая печь сопротивления (ЭПС) — электротермическая установка, в которой тепло выделяется за счет протекания тока по проводнику.

Электропечи сопротивления являются наиболее рас­пространенным видом электрических печей. Они при­меняются для нагрева различных изделий и плавки металлов и сплавов.

 

Технологический процесс

 

Обжиг — высокотемпературная термическая обработка материалов или изделий с целью изменения (стабилизации) их фазового и химического состава или повышения прочности.

Обжиг – конечная стадия любого керамического производства. При обжиге керамических изделий происходят сложнейшие физико-химические процессы ,в результате которых керамическая масса-механическая смесь минеральных частиц-становится камнеподобным материалом-прочным,твердым,химическистоиким,с присущими только ему эстетическими свойствами. 

 

Периоды обжига :

 

Подъем температуры,нагревание

Выдержка при постоянной температуре

Снижение температуры,охлаждение

 

Составляющие режима обжига:

 

Скорость нагрева и охлаждения

Время выдержки при постоянной температуре

Температура обжига

Среда обжига (окислительная,в условиях свободного доступа воздуха,восстановительная,в условиях прекращения доступа воздуха и избытка угарного газа.) 

Технологический процесс

Обзор существующих конструкций

Электрические печи сопротивления по способу превращения электрической энергии в тепловую разделяют­ся на печи косвенного действия и установки прямого на­грева.

Печи сопротивления косвенного нагрева являются наиболее массовыми представителями электротермичес­кого оборудования и вместе с тем весьма разнообразны по технологическому назначению и конструкциям. По технологическому назначению печи сопротивления кос­венного нагрева можно разделить на три группы:

1) термические печи для различных видов термичес­кой и термохимической обработки черных и цветных металлов, стекла, керамики, металлокерамики, пластмасс и других материалов;

2) плавильные печи для плавки легкоплавких цвет­ных металлов и химически активных тугоплавких метал­лов и сплавов;

3) сушильные печи для сушки лакокрасочных покры­тий, литейных форм, обмазок сварочных электродов, металлокерамических изделий, эмалей и т. п.

В каждой из этих групп печи по характеру работы, в свою очередь, можно разделить на печи периодического и непрерывного действия.

Для печи периодического действия (садочной) харак­терно неизменное положение нагреваемого тела (садки) в течение всего времени пребывания в печи. Цикл рабо­ты печи включает загрузку, тепловую обработку по за­данному режиму и выгрузку. Печь может работать круг­лосуточно (тогда циклы непрерывно следуют друг за другом) или с перерывами — в одну или две смены.

В печи непрерывного действия (методической) нагре­ваемые изделия или материалы перемещаются в процес­се тепловой обработки от загрузочного конца к разгру­зочномуи изменение  температуры нагреваемых тел происходит вместе с их движением.

Печи сопротивления косвенного нагрева разделяются по температурному режиму на низко-, средне- и высоко­температурные.

У первых верхняя температурная граница лежит в пределах 600—650° С и процессы теплообмена идут с значительной или даже преобладающей ролью конвек­ции. Низкотемпературные печи часто называют конвек­ционными печами.

В средне- и высокотемпературных печах теплообмен внутри печи осуществляется в основном излучением, а доля конвективного теплообмена незначительна. Печи с преобладающим лучистым теплообменом иногда назы­вают радиационными.

Среднетемпературные печи имеют верхнюю темпера­турную границу 1200—1250° С, определяемую возмож­ностью применения для нагревательных элементов спе­циальных сплавов сопротивления. Технологические при­менения этих печей весьма обширны: процессы закалки, нормализации, отжига, термохимическая обработка чер­ных металлов, нагрев под обработку^ давлением черных и цветных металлов и т. п.

Печи с рабочей температурой выше 1250° С — высо­котемпературные— за последние годы получили значи­тельное распространение для ряда технологических про­цессов: выращивания монокристаллов, термообработки и нагрева под горячую деформацию тугоплавких метал­лов, спекания металлокерамических изделий и т. д.

Для многих технологических процессов требуются ва­куум или инертные газы в рабочем пространстве печи, поэтому в ряде случаев печи сопротивления выполняют вакуумными, газонаполненными или вакуумно-компрессионными.

В последнем случае предполагается возможность теп­ловой обработки как в вакууме, так и при высоких дав­лениях подаваемого в зону нагрева газа.

   

Выбор конструктивной схемы печи

Печи периодического действия разнообразны по кон­струкциям; их применяют в индивидуальном или мелко­серийном -производстве. Из них наиболее широко рас­пространены камерные, шахтные, колпаковые, печи с выдвижным подом, элеваторные и термические электро­печи-ванны.

•Элеваторная печь отличается от колпаковой печи тем, что нагревательный колпак неподвижен, а стенд с нагруженными на него изделиями поднимают к колпаку. После проведения термической обработки стенд вновь опускают на уровень пола цеха и выгружают изделия.

•Две конструкции: загрузочный поддон в виде тележки или подвижный под.

•Фланец поддона снабжён уплотнением и плотно прижимается к уплотняющей поверхности колпака, герметично запирая нагревательную камеру.

•Наиболее распространённые элеваторные печи – вакуумные, а также работающие в среде водорода.

•Все электропечи с загрузочным поддоном имеют экранную теплоизоляцию.

•Нагревательная и холодильная камера откачиваются одновременно.

•По окончании нагрева под опускается , и изделия попадают в холодильную камеру.

•Холодильная камера снабжена вентилятором и теплообменником.

•При установке вакуумного затвора между нагревательной и охладительной камерами печь может работать в полунепрерывном режиме.

---

Нужен полный текст этой работы? Напиши заявку cendomzn@yandex.ru