Содержание:
- Вакуумная печь — принцип действия
- Вакуумная дуговая печь
- Индукционные вакуумные печи
- Водородные печи
- Вакуумная печь высокотемпературная
- Муфельная вакуумная печь
- Вакуумные компрессионные печи
- Вакуумные печи — производство
Вакуумная печь — принцип действия
Работа такого устройства заключается в следующем — берется плавильный материал, он играет роль электрода, при появлении электрической дуги металл медленно начинает плавиться, а его раскаленные капли начинают заполнять изложницу из меди. Катодом выступает металл, а анодом — водная поверхность ванны, стенки которой начинают охлаждаться для формирования слоев будущего слитка нового вещества. Для зажигания дуги между электродом и основанием медной изложницы, которая играет роль кристаллизатора, используется постоянный ток. Высокая температура расплавляет сначала кончик металла электрода, а потом и весь стержень, слиток нового металла растет в кристаллизаторе при поддержании внутри камеры определенного значения вакуума.
Вакуумная печь - принцип действия
Вакуумная печь
Нагрев материала осуществляется двумя путями: прямым или косвенным, на практике установки первого типа намного эффективней, потому что происходит непосредственное воздействие на расплавляемые заготовки, а не на некотором расстоянии. Но и негативных последствий прямого воздействия при проведении аналогичной обработки встречается больше.
Вакуумные установки уже достигли пика своего совершенства, поэтому могут в полной мере обеспечить постоянно растущую потребность промышленности в надежном и высокопробном металле. К великому сожалению, их общее распространение не так обширно, как того требует быстроразвивающийся технический прогресс, но в ближайшем будущем именно вакуумные печи высокой производительности станут основой металлургии, благодаря высоким технологическим качествам, низким затратам энергоресурсов и высочайшему качеству выпускаемого металла. Только в таких печах сегодня можно получить специальные сплавы и конструкции сложной конфигурации, недоступные для изготовления в других технических условиях.
Вакуумная дуговая печь
Чтобы организовать производство слитков на основе сплавов тугоплавких металлов с титаном в промышленных объемах лучше всего подойдет электродуговая плавка расходуемого электрода, которую нужно проводить внутри рабочего отсека с высокой герметичностью и создаваемыми параметрами вакуума. Кроме нее применяются электронно-лучевая, плазменная, электрошлаковая и гарнисажная плавки расходуемого электрода. Слитки на основе титана получаются впечатляющих размеров: длина до 5 м, диаметр — 1,25 м и массой до 30 т, при этом качество по всему объему остается высокого качества, а примеси полностью отсутствуют. Конструкция печей и технологический процесс плавления отличаются простотой и высокой надежностью.
Вакуумная дуговая печь
Серии печей ДТВ-6,5-Г6—14,0-Г26:
- диаметр кристаллизатора — 350—1400 мм;
- L max расходуемого электрода — 5300—5600 мм;
- вес слитка — 5,5—26,5 т;
- длина — 4000 мм
- напряжение нагревателей — 75В;
- вспомогательное оборудование мощностью — 35—70 кВт;
- расход воды на охлаждение — 1167—2000 л/мин;
- масса установки — до 200 т.
После окончания процесса плавки, изложница с расположенным на ней слитком, отсоединяется от печи, гидравлический механизм отводит ее в сторону, а мостовой кран извлекает его и перемещает на место складирования. После визуального осмотра изложницы она вновь готовится к повторной плавке.
Индукционные вакуумные печи
Принцип функционирования таких устройств основан на возникновении индукционных токов большой мощности, которые создаются мощными электрическими индукторами. При этом они создают вокруг высокую температуру, которая идеально подходит для активного плавления даже тугоплавких металлов, а равномерность распределения слоев достигается диффузионным перемешиванием молекул.
Индукционные вакуумные печи
Все элементы, участвующие в расплаве, подвергаются вихревому воздействию токов, за счет чего и происходит активное движение молекул разных металлов и смешивание присадок.
Основные преимущества индукционных печей — высокие значения КПД, возможность получить сплавы, которые обладают нужными характеристиками, выполнять термическую обработку в любом доступном технологическом режиме и простой ремонт оборудования.
Такой конструкции печи способны за одну плавку получить на выходе до 200 кг цветного или до 100 кг черного металлов, комплектуются транзисторным преобразователем универсального класса. Главное достоинство — высокая мобильность, потому что после окончания технологического процесса их легко переместить, например, из одного цеха, в соседнее аналогичное помещение, но с другим профилем работ.
По подключению мощности действуют ограничения, которые легко регулируются, а КПД равен 98%. Время на одну плавку отводится всего в течение часа, а металл обладает прочностью на 30% выше, чем при термической обработке в стандартной промышленной печи.
Водородные печи
Такие изделия делят на два вида: со средней и высокой температурой печи водородного класса. Выпускаются они одноступенчатыми и двухступенчатыми, а подача организуется горизонтально, вертикально или только снизу.
Водородные печи
Печи производства Брянского завода предназначены для пайки и отжига деталей и узлов электровакуумных приборов в присутствии защитно-восстановительной водородной среде или в смеси азота с водородом, при обязательном указании точки росы. Могут применяться и другие методики, но с аналогичной максимальной температурой.
Серия АПВД.2:
- размер рабочей камеры — 140х200 мм;
- максимальная температура нагрева — 2200° C;
- скорость нагревания до 700° С — не более 10 минут;
- выдержка при T max — 60 мин;
- расход газа — 0,25 м3/ч по водороду и 0,5 м3/ч по азоту;
- расход воды на охлаждение — 10 л/мин;
- потребляемая мощность — до 50 кВт;
- сеть подключения — 380/220В ±10% при частоте 50 Гц ±2,5%;
- линейные размеры — 1000х900х1800 мм;
- масса — 850 кг.
Автоматический блок управления использует контроллер класса ПЛК, который позволяет осуществить программирование технологических процессов, происходящих внутри устройства и контроль давления в рабочей камере.
Вакуумная печь высокотемпературная
Изделия серии VF160 относятся к высоковакуумным печам для выполнения термической обработки металлов в условиях высоких температур, когда требуется большой объем рабочей камеры, полностью изготовленной из нержавеющей стали. В таких установках можно проводить закалку, отпуск, пайку, соединение неоднородных материалов в единое целое и многие другие индивидуальные методы обработки образцов большой массы и объема.
Вакуумная печь высокотемпературная
Нагревание осуществляется в трех зонах, что обеспечивает высокую равномерность распределения температуры по всей площади заготовки. Дверь изготовлена в теплозащитном варианте и оборудована электропневматическим управлением открытия/закрытия, что обеспечивает 100% герметичность.
Высокой производительности насосы быстро создают вакуум или выравнивают давление после окончания процесса. Охлаждение выполняется посредством системы быстрого действия инертным газом, мощность установки 18 кВт.
Печи серии VF160 могут работать полностью в автоматическом режиме после задачи параметров технологического процесса, автоматика не только самостоятельно выполнит обработку, но и сохранит все данные в памяти блока управления.
Печь состоит из закрытых отдельных модулей, что позволяет поддерживать идеальный порядок на месте установки и облегчает техническое обслуживание изделия, не говоря уже о ремонте, который потребуется нескоро, если пользователи не будут нарушать рекомендации производителя.
Сборка производится на месте будущего постоянного использования, а также подключение всех коммуникаций. Зона нагревания может демонтироваться, что существенно ускоряет и облегчает техобслуживание.
Муфельная вакуумная печь
Они считаются наиболее востребованными на любом производстве. Некоторые производители закупают печи такой конструкции в большом количестве, чтобы увеличить максимально выход готовой продукции, при этом не снижать высокого качества.
Муфельная вакуумная печь
Главной особенностью аналогичных печей является съемный муфель, играющий одновременно роль защиты и главного нагревательного элемента. Ранее цена на такие печи находилась в среднем ценовом диапазоне, но за последние годы спрос на муфельные печи резко вырос, поэтому производители этой продукции решили поднять стоимость, чтобы получить максимальную выручку.
Популярность такого оборудования растет, как лавина с горного склона, по мнению компетентных специалистов, в скором времени муфельные печи смогут заменить все оборудование, которое использовалось ранее на промышленных предприятиях, но сегодня уже не в состоянии составить их достойную конкуренцию.
Благодаря высоким характеристикам эти малогабаритные печи применяются для:
- черной и цветной металлургии с T = 1400-1750° C;
- гастрономической промышленности до 1000° C;
- медицинские и стоматологические аппараты с температурой до 1200.
Максимально допустимая температура внутри муфеля составляет до 1750 градусов, если его постоянно нагревать, например, до 1850 градусов, то изделие быстро выйдет из строя и придется покупать новую камеру, а размеры рабочего отсека варьируются от 100х100х100 до 200х200х200 мм.
Вакуумные компрессионные печи
Аналогичные устройства от компании ТУЛА-ТЕРМ серия СНВС специально сконструированы, чтобы производить дегазацию в вакууме и при высоких параметрах температур. По виду они напоминают электрический шкаф с прямоугольным корпусом, сваренным из листовой стали, внутри расположена рабочая камера, которую изготовили из нержавеющего металла, с герметически закрывающейся дверцей и находится блок управления. На специальной полке расположен вакуумный насос, который создает разряжение внутри камеры.
Вакуумные компрессионные печи
Обрабатываемые детали или заготовки располагаются в рабочем отсеке, дверь закрывается на запор и насос начинает высасывать воздух, одновременно происходит нагрев до оптимальной температуры.
Для безопасного использования производители установили перепускной кран, срабатывающий автоматически, если давление поднимается выше значения 5,5 бар, одновременно включается звуковая сирена.
Блок управления автоматически поддерживает весь технологический процесс, контролирует температуру, повышает давление вначале и снижает его в конце обработки.
Вакуумные печи — производство
Спрос на сталь высокого качества, чтобы делать изделия особого назначения, например, применяемые в конструкции ракет, трубопроводов высокого давления, частей турбин современных истребителей, летающих на запредельных скоростях, с каждым годом неуклонно растет. Параметры прочности требуются самые высокие, вес должен быть минимальным, а чистота — максимальная, т. е. никаких примесей.
Чтобы успешно решить одновременно все эти проблемы российские производители вакуумных печей предложили новейшие технологии, основанные на инновационных методах выплавки, чтобы получать стали и их сплавы с уникальными технологическими свойствами. Именно к таким и относится, например, индукционная плавка в вакуумной печи.
Такие тугоплавкие металлы, как цирконий, ниобий, молибден и титан, имеют высокую прочность, малый вес и практически не реагируют на химически агрессивные среды. Доказано опытным путем, что даже соляная кислота начинает воздействовать на титан только при его нагревании выше 60° C. А ученые с помощью плавления металлов в вакууме сумели создать сплав титана с танталом, у нового образования антикоррозионные свойства в 10 раз выше, по сравнению с другими нержавеющими металлами. Осталось только наладить массовый выпуск такого сплава для изготовления деталей, способных длительное время работать в химически активных средах.