Общие рекомендации по выбору вида электронагрева
Термообработка и нагрев перед пластической деформацией осуществляется как
в электропечах сопротивления, так и в индукционных печах и устройствах.
Электропечи сопротивления обеспечивают требуемые температуры при высокой
точности и равномерности нагрева, высоких значениях коэффициента мощности и КПД,
позволяют нагревать изделия различной конфигурации из различных материалов,
просты в эксплуатации, могут работать с контролируемыми атмосферами и вакуумом.
Благодаря таким качествам электропечи сопротивления можно использовать
практически для всех видов термообработки и нагрева перед пластической
деформацией.
Индукционные печи и устройства для нагрева
компактны, позволяют в отличие от печей сопротивления концентрировать большие
мощности, обеспечивают высокие температуры и производительность. Однако в них
сложно обеспечить точный нагрев. Установки индукционного нагрева с источником
питания (преобразователь частоты, трансформаторы) и конденсаторами для
компенсации реактивной мощности дороже и сложнее в эксплуатации, чем электропечи
сопротивления. Их целесообразно использовать для нагрева цилиндрических тел
(кольца, прутки, проволока) и в меньшей степени для прямоугольных. Наиболее
эффективен индукционный нагрев при серийном и массовом производстве изделий, в
поточных и автоматических линиях.
Плавка металлов возможна
как в электропечах сопротивления так и в индукционных.
Электропечи
сопротивления обеспечивают точный и равномерный нагрев, надежны в
эксплуатации, выделение тепла не зависит от свойств расплавляемого металла.
Однако в этих печах практически нельзя получить высокие температуры и большие
скорости нагрева, что связано с ограниченной жаростойкостью и жаропрочностью
нагревателей. Такие электропечи применяют для плавки относительно легкоплавких
материалов, а также в качестве миксеров.
Индукционные тигельные
печи обеспечивают быструю плавку практически всех металлов за счет высокой
концентрации мощности непосредственно в расплаве. Печи широко используются в
литейном и металлургическом производствах, где требуются высокая
производительность, точность температуры и гомогенность расплава. Могут работать
в защитной атмосфере и в вакууме.
Сушка и прокалка
производится в электропечах сопротивления с передачей тепла конвекцией
или инфракрасным излучением, а также в устройствах диэлектрического
нагрева.
При передаче тепла конвекцией за счет интенсивного движения
газовой среды (обычно от вентилятора) имеет место быстрый нагрев поверхности
изделия и хороший отвод паров и газов, выделяющихся при сушке и прокалке.
Конвективные электропечи сопротивления для сушки просты и надежны.
Быстрая и качественная сушка и дегазация материалов производится в вакуумных
электропечах сопротивления. Однако вакуумные печи относительно дороги, а их
обслуживание требует квалифицированного персонала.
Инфракрасный (ИК) нагрев. Инфракрасные электропечи среди
традиционных низкотемпературных электропечей сопротивления занимают особое
место. Их отличие заключается в том, что при нагреве материалов, селективно
поглощающих в инфракрасной области, подбором спектра излучения ИК источников к
спектру поглощения материала можно существенно ускорить процесс термообработки.
Наиболее эффективная область применения ИК электропечей - сушка и запечка
лакокрасочных и порошковых покрытий, компаундов, т.к. ИК излучение, поглощаясь
по толщине слоя, позволяет избежать образования поверхностной пленки и пузырей.
ИК нагрев эффективен при сквозном нагреве листовых термопластичных материалов
под формовку (винипласт, полистирол и др.) сушке ткани, бумаги, реактивов в
тонких слоях. Ограничением применения ИК печей являются простые формы
нагреваемых изделий (лист, цилиндр) и тонкие слои высушиваемого слоя, что
связано с небольшой глубиной проникновения ИК лучей в материал.
ИК
излучатели (обогреватели) могут эффективно решить проблему местного нагрева
различных объектов (в том числе биологических, например, человека, молодняка
животных), где нет возможности повысить температуру окружающей среды.
Термообработка стекла, керамики и абразивных материалов
в подавляющем большинстве проводится в электропечах сопротивления.
Это
обусловлено высокой равномерностью, управляемостью и воспроизводимостью нагрева
в этих печах.
Наиболее пригодны для этих целей из электропечей сопротивления
периодического действия камерные печи и печи с выдвижным подом.