Муфельные печи – это оборудование, которое позволяет создавать оптимальные условия для лабораторных исследований и производственных процессов, связанных с нагреванием материалов и изделий. Данные электропечи применяются в процессах вакуумного литья для отжига опок с формомассой в ювелирном деле и в зубопротезировании, а также возможно их применение в лабораториях при проведении анализов, термообработке металлов, при обработке эмалей и художественной керамики и мн. др.
На Рис. 1 показана конструкция муфельных печей СНОЛ 2, СНОЛ 11, СНОЛ 20, СНОЛ 30, производимых компанией «ВТК».
Рис. 1
Камера печи изготовлена из жестких, огнеупорных, высокотемпературных плит LYTX-534B (1), которые изготавливаются из керамического волокна с использованием органических и неорганических связующих. Плиты представляют собой прочный, жёсткий, хорошо обрабатывающийся механическим способом, обладающий высокой упругостью, имеющий большой диапазон рабочих температур и толщин, технологичный изоляционный материал.
В процессе первого нагрева, при повышении температуры плиты до 200-300 °С происходит выгорание органического связующего, сопровождающимся интенсивным выделением дыма, потерей массы до 5,5% и падением прочности плиты до 50-60%. При достижении температуры 800-900 °С и выше происходит затвердевание неорганического связующего, и как следствие, упрочнение материала плиты до 80% начальной прочности.
Основные технические характеристики плит LYTX-534B
Температура применения максимальная - 1427 °С
Температура применения рабочая - 1300 °С
Плотность - 300 кг/м³
Коэффициент теплопроводности при 600 °С - 0,10 Вт/м*К
Коэффициент теплопроводности при 800 °С - 0,15 Вт/м*К
Коэффициент теплопроводности при 1000 °С - 0,17 Вт/м*К
Теплоемкость при температуре 1000 °С - 1130 Дж
Предел прочности на сжатие / изгиб - >400 кПа / >600 кПа
Химический состав: Al₂O₃ - 38-40%; SiO₂ - 43-45%; ZrO₂ - 15-17%
Плиты между собой стянуты монтажными винтами и проклеены с помощью специального графитового герметика для высокотемпературных камер. В пазы плит уложены парные спиральные нагреватели (2) с резьбовым стержнем на конце. Стержни выведены через заднюю стенку и скреплены токопроводящими шинами, за пределами термоизоляции печи. От рабочей камеры спирали защищены керамической облицовкой в виде плит (3) из шамотной керамики. Плиты легко извлекаются из корпуса за счёт пазов, освобождая доступ к нагревательным элементам для их замены, в случае выхода из строя. К примеру, Печь СНОЛ 30 с камерой 250х500х230 мм - состоит из 6-ти независимых нагревательных элементов. Пазы в камере печи устроены в виде желоба, для удобства замены нагревателей. При замене нагревательный элемент приподнимается вверх и в сторону и без труда извлекается, отсоединив резьбовой контакт. Таким же образом на его место устанавливается новый. Данная конструкция сделала печь доступной в ремонте и обслуживании силами предприятия, проводящим эксплуатацию.
Материал нагревателей – фехраль, сплав Х23Ю5Т по ГОСТ 10994-74, хорошо зарекомендовавший себя в эксплуатации муфельных печей. Фехраль используется для нагревательных элементов с предельной рабочей температурой 1400 °C в промышленных и лабораторных печах. Спирали изготовлены из проволоки Ø3 мм, что гарантирует их долговечность и устойчивость к скачкам напряжения в сети. Равномерное распределение температуры происходит благодаря наличию нижнего нагревателя, защиты нагревателей керамической облицовкой и серьёзная термоизоляция камеры муфеля. Первый слой "одеяло" LYTX-512 толщиной 25 мм, два слоя базальтовой термоизоляции каждый по 50 мм, слой базальтовой изоляции 25 мм с теплоотражающим экраном из алюминиевой фольги. Установленная термозащита делает возможным использование данных печей до температуры 900 °C (1150 °C при соответствующей модернизации системы контроля температуры).
Муфельные печи нашей компании выпускаются с двумя системами открывания двери. СНОЛ 2, СНОЛ 11, СНОЛ 20 имеют обычное открывание двери, расположенной на двух петлях, в сторону поворотом относительно оси петель. Для печи СНОЛ 30 предусмотрена система, при которой плоскость двери движется параллельно передней стенки печи (Рис. 2). Этим обеспечивается не только надёжное запирание камеры, но и удобный доступ к ней для работающего персонала.
Рис. 2
Дверь расположена на отдельном кронштейне, совершающем движение вокруг петель. Система рычагов сохраняет параллельность двери к камере при её открывании. Полностью открытая дверь обеспечивает свободный доступ оператора к проёму камеры для загрузки и выгрузки изделий. Печи СНОЛ 11, СНОЛ 20, СНОЛ 30 оснащены патрубком (4) для подключения к системе вытяжной вентиляции, с целью отвода газов и паров в различных производственных процессах. Патрубок оснащён регулируемой заслонкой (5). При необходимости можно проводить процессы как при открытом, так и при закрытом положении заслонки. Выход патрубка за пределами корпуса печи защищён термоизоляцией.
Контроль температуры осуществляется термопарой, расположенной на задней стенке камеры печи. В качестве управляющего элемента печи используется измеритель-регулятор температуры программируемый ТРП09-ТП.
Прибор обладает следующими характеристиками:
– можно установить до 5-ти программ по термообработке;
– на каждом шаге программы устанавливается: рабочая температура, время нарастания и время удержания заданной температуры;
– начало выполнения программы можно выполнить с любого шага;
– имеется отдельно индикатор на температуру и индикатор на шаг программы;
– прибор имеет две отдельные группы параметров для работы: параметры для оператора технологического процесса и параметры для наладчика прибора на печь;
– в приборе есть 2 режима работы: позиционный закон регулирования и ПИД (Пропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования);
– в приборе имеется функция автоматической настройки ПИД параметров;
– прибор имеет модификацию с интерфейсом RS485, который позволяет соединить прибор через адаптер с персональным компьютером через СОМ порт.
Данная конструкция муфельных печей позволяет использовать их в различных областях промышленности:
– в процессах вакуумного и центробежного литья;
– для термической обработки металлов;
– для обжига керамических изделий;
– для анализа в различных лабораториях;
– для плавки металлов;
– в стекольной промышленности и др.
Также являются востребованными муфельные печи с более крупными по объёму камерами. Предлагаем Вашему вниманию рассмотреть конструкцию печей с вращением камеры – ПК-1 и ПК-2, производимых компанией «ВТК» (Рис. 3).
Рис. 3
Электропечь сопротивления карусельная для отжига (далее именуемая «электропечь») предназначена для проведения операции выплавки воска и отжига опок в процессах вакуумного и центробежного литья по выплавляемым моделям. На печи установлен программатор, который позволяет проводить полный цикл подготовки к литью без участия оператора. Электропечь состоит из сварного корпуса (1), в котором расположена камера из жаростойкой стали (2), и подвешена дверца печи (3), запирающая камеру высокотемпературной плитой накладкой. По периметру дверцы установлен теплоизоляционный уплотнитель в форме жгута. Дверца имеет систему параллельного открывания (11) в форме поворотной полки. Запирание дверцы происходит с помощью кронштейна (9).
Внутри камеры располагается чугунный поддон (5) для опок, круглой формы (в ПК-2 имеется два поддона, расположенных на одной оси друг над другом). К оси поддона, за счёт муфты, подключен мотор-редуктор (6) привода поддона, закреплённый к корпусу печи. Вокруг камеры установлены три высокотемпературных плиты (7), в пазах которых расположены спиральные нагревательные элементы. Расстояние между камерой печи и кожухом заполнено теплоизоляцией.
Печь оборудована патрубком с заслонкой (8) для подключения её к системе вытяжной вентиляции. Нижняя часть камеры выполнена в виде воронки с выходным отверстием и соединена трубопроводом (12) со съёмной ёмкостью для сбора воска (10). На трубопроводе установлен пластинчатый нагреватель (13) для подогрева стекающего в ёмкость воска.
Материал камеры – жаропрочная сталь 20Х23Н18, которая обеспечивает долговечность. Нагревательные элементы расположены в пазах плит, выполненных из материала LYTX-534B. Три плиты расположены симметрично вокруг камеры, обеспечивая равномерный нагрев. Поддон для опок изготовлен из чугуна методом литья, он прекрасно удерживает тепло в нижней части камеры. Это очень важно, поскольку конструкция камеры не предусматривает расположенный внизу нагреватель. Равномерному распределению температуры в камере способствует постоянное круговое вращение поддона, с установленными на нем опоками. В результате этого в печи постоянно происходит смешивание воздушных потоков (конвекция). Распределение температуры в печах такого типа гораздо равномернее, чем в обычных муфельных, это способствует более качественному проведению процесса обжига при литье по выплавляемым моделям.
С уважением, директор компании «ВТК», Бутузов Ю. Э.