Первые вакуумные печи стали применяться еще в XIX веке, конечно не в таком массовом варианте, как сегодня. Технический прогресс постоянно развивается, огромным промышленным комплексам требуются вакуумные изделия с более высокой производительностью, чтобы плавить сталь с прочностными характеристиками для использования в авиакосмическом производстве, атомной и электронной промышленности.
Основой конструкции вакуумных печей является герметическая рабочая камера, где и происходит температурная обработка металла. Печи используются также для пайки, сплавления разных материалов, чтобы получить металл нового состава. Применяются устройства в промышленности, научно-исследовательских лабораториях, а простые — быту, для приготовления пищи.
Содержание:
- Вакуумная печь индукционная — устройство
- Вакуумная печь азотирования
- Электродуговая вакуумная печь
- Вакуумная печь плавильная
- Вакуумная печь пайки
- Печи вакуумно-дугового переплава
- Вакуумные печи для отпуска
- Промышленные вакуумные печи
Вакуумная печь индукционная — устройство
Вакуумная печь индукционная - устройство
Такие устройства изготавливаются двух видов — периодического или полунепрерывного действия и имеют характерные отличия в конструкции. Стандартная печь состоит из следующих компонентов:
- плавильная камера внутри или вокруг, которой расположен индуктор с тиглем;
- наклон конструкции для удаления расплава выполняется цепным механизмом;
- загрузочной камеры, внутри которой установлена саморазгружающаяся корзина, перемещающаяся при помощи канатного механизма;
- восьмисекционный дозатор предназначен для загрузки в тигель при проведении плавки легирующих добавок;
- для удобства обслуживания печи установлена площадка;
- камера изложница, соединенная с плавильным отсеком через вакуумный затвор;
- самоходная тележка служит для отката крышки плавильной камеры.
Рядом с установкой располагается стенд, на который устанавливается тележка с изложницами перед закаткой или выкаткой их из печи. Очистка тигля от нагара производится ломиком, который закреплен на глухой крышке.
Перемещение изложниц к плавильной камере и обратно производится на тележке специальным механизмом, управляет которым мощный электродвигатель.
В конструкции используются форвакуумные и бустерные насосы, которые создают разряжение внутри изделия перед началом плавки и восстанавливают давление после окончания технологического процесса.
Вакуумная печь азотирования
Эти процессы отличаются сложностью химических реакций, а конечный результат определяется такими параметрами: температура, давление, количество затраченного времени, потенциал азота и многое другое. Чтобы достигнуть точного баланса по газовой составляющей многие производители устанавливают высокоточные контролирующие приборы, которые позволяют рассчитать и отрегулировать в автоматическом режиме подачу газа в рабочую камеру. Здесь действуют строгие ограничения, например: стабильность температуры ±1° C, а ее равномерность распределения не выше ±5° C.
Вакуумная печь азотирования
Модель печи VKA40—100:
- рабочая температура — 700° C;
- напряжение — 380В;
- мощность — 100-350 кВт;
- применяемые газы — NH3, CO2 и простой воздух с давлением до 1 бар;
- создаваемый вакуум —<5•10-2 мбар;
- натекание — <5•10-3 мбар•л/мин;
- вес одной закладки — от 400 кг до 2 тонн;
- габариты рабочей камеры — 400х400х600—1000х1000х1200 мм;
- линейные размеры печи — 3,7х2,4х4,5—6,0х4,0х9,0 м;
- масса печи — 4,5—12,0 т.
Для контроля технологии процесса установлены надежные контроллеры, а соединительные трубки, датчики и термопары используются для сбора данных и последующей их обработке в блоке управления печи.
Электродуговая вакуумная печь
Электродуговая вакуумная печь
Назначение оборудования заключается в выплавке слитков металла особой прочности и жаропрочных сплавов на никелевой, никелево-кобальтовой основе. Изделие с маркировкой ДТВ-3.0Г0.5 расшифровывается довольно просто:
- Д — дуговой вид нагревателя;
- Т — выплавляемый металл, титан;
- В — вакуум;
- 3,0 — диаметр кристаллизатора в дм;
- Г — катализатор глухого вида;
- 0,5 — масса получаемого слитка в тоннах.
- Технические характеристики:
- скорость плавки — 2-10 кг/мин;
- производительность — 1200 т/год;
- максимальный вес одной загрузки — 500 кг;
- диаметр кристаллизатора при выплавке Ti и его сплавов — 220-280 мм;
- мощность изделия — 720 кВА;
- ток переплавки max —12 кА;
- напряжение — 15-44В;
- магнитный соленоид с плотностью потока — до 70 Гс;
- значения вакуума — 1,3•10-3-0,67•10-2 мбар;
- предельное разряжение — 0,67•10-3 мбар.
Получаемые в результате вакуумно-дуговой плавки слитки отличаются минимальным загрязнением газами или микроскопическими вкраплениями.
Вакуумная печь плавильная
Используются такие изделия для плавки металлов и рассчитаны не на массовое производство, а только для литейной промышленности, чтобы переплавлять алюминий, различные марки легированных сталей, а также благородные металлы.
Вакуумная печь плавильная
Муфельные печи используются в исследовательских и химических лабораториях НИИ. Главным конструктивным элементом является муфель, который можно изготовить из разного металла, но сейчас предпочтение имеет керамика. Такие установки потребляют много электрической энергии, муфель долго нагревается и остывает, что относится к негативным качествам таких изделий.
Область применения довольно широкая: машиностроение, строительство, выплавка высококачественных сталей и жаропрочных сплавов на основе железа, кобальта, никеля и их сплавов, а также в производстве цветных металлов и их сплавов.
Вакуумная печь пайки
Устройства серии VHTB используются для пайки с тугоплавким припоем любого металла, в том числе и содержащего титан, ниобий, цирконий или молибден.
Вакуумная печь пайки
VHTBH:
- вес закладки — 0,25-3 т;
- мощность нагревания — 75—480 кВт;
- температура — до 1350° C;
- вакуум — 2-6•10-5 мбар;
- применяемый для охлаждения газ — азот, аргон или их смеси;
- скорость натекания — 5•10-3 мбар/ч.
Как правило, применяются печи с двумя вариантами рабочих камер: горизонтальными с габаритами 400х400х600—1300х1200х4500 мм, вертикальными с диаметром и высотой Ø300х400 до Ø1500х2000 мм.
Печи вакуумно-дугового переплава
Печи вакуумно-дугового переплава
Устройства из серии VAR имеют такие основные параметры:
- вес закладки — от 1кг до 3 т;
- сила тока — ≤ 25—240 тыс. А;
- напряжение в рабочей камере — 20-40В;
- предельные параметры вакуума — 6•10-2—10-4 мбар;
- скорость натекания — 0,02 мбар/ч
Область применения печи вакуумно-дугового переплава:
- жаропрочные сплавы для авиакосмической промышленности;
- медь и сплавы с другими цветными металлами — изготовление высоковольтных предохранителей;
- высокой прочности стали для элементов космических ракет;
- производство подшипников;
- изготовление фрез, сверел и других инструментов для обработки металла;
- металл для изготовления промышленных штампов высокой прочности.
Печи серии ВДП используются в литейном производстве таких металлов, как титан, цирконий, а также их сплавов для авиакосмической, нефтегазодобывающей, атомной и электронной промышленности.
Вакуумные печи для отпуска
Отличаются конвективным нагреванием деталей или заготовок для их последующей ковки, но основой технологии является светлый отпуск. Проводят и такую обработку: искусственное старение, азотирование или карбонизацию.
Вакуумные печи для отпуска
Модель ERSTEVAK серии VT:
- габариты камеры — 300х300х400—900х900х1500 мм;
- вес одной закладки — от 50 кг до 1,5 тонны;
- максимальная температура — 750° C;
- давление охлаждающего газа — 0,8—2,0 бара;
- используемый газ — Ar/N;
- вакуум — 5•10-2—10-5 мбар;
- скорость натекания — 6,7•10-4мбар/ч;
- мощность нагревателей — 30—250 кВт.
По личному заказу клиентов производители вакуумных печей для отпуска могут изготовить изделие с нестандартными линейными размерами рабочей зоны.
Промышленные вакуумные печи
Такие устройства требуют специального размещения, главным является герметичный отсек, изолированный от окружающей среды, могут работать на твердом и жидком топливе, а также от излучателей и нагревательных элементов.
Промышленные вакуумные печи
Внутренняя конструкция предполагает передачу тепловой энергии от газов к материалу самым рациональным способом, а количество металла зависит от производительности печи.
Все изделия снабжаются приборами теплового контроля и автоматической регулировки отдельных операций, а некоторые мощные устройства располагаются в отдельном помещении, а слежение за технологией процесса обработки отслеживают установленные камеры, передающие изображение на мониторы пульта управления.
Прежде чем установить промышленные печи на предприятии проводят углубленную проверку особенностей производства, выбирается помещение, а печь проектируется уже под имеющиеся заводские мощности. Во время монтажа надо не забывать, что такие установки отличаются большими линейными размерами, а ремонт и обслуживание проводятся только на месте использования.