Инженерный гид

Футеровка термических печей и выбор нагревателей

При выборе термической печи важно согласовать не только размеры камеры и мощность, но и материалы футеровки, тип нагревателей, рабочую среду и систему управления. Ниже — варианты из комплектаций УИ-МП, УИ-МКП, УИ-МПВП, УИ-МПЗА и УИ-МВТВП и вопросы, которые помогают составить точное техническое задание.

Получить подбор и техническое предложение → Все термические печи →

Из чего выполняют волокнистую теплоизоляцию

В перечисленных сериях предусмотрены керамическое волокно, материалы на основе оксида алюминия, его высокочистые и композитные варианты, а для части высокотемпературных исполнений — волокно на основе оксида циркония. Дополнительный слой выполняется из волокнистого теплоизоляционного материала. В печах с выкатным подом на 800 и 1000 °C предусмотрены керамические волокнистые модули.

Класс печи, °C	Материал волокнистых элементов	Нагреватели по комплектации
800 / 1000	Керамическое волокно	FeCrAl, проволока
1200	Волокно на основе оксида алюминия	NiCr, проволока; либо SiC
1400	Композитное волокно на основе оксида алюминия	SiC, стержни
1600	Высокочистое волокно на основе оксида алюминия	MoSi₂, стержни
1700	Высокочистое композитное волокно на основе оксида алюминия	MoSi₂, стержни
1800	Волокно на основе оксида циркония	MoSi₂, стержни

В УИ-МПВП низкотемпературные металлические нагреватели имеют форму ленты. Для УИ-МВТВП приведённая матрица заканчивается исполнением 1700 °C; вариант 1800 °C из этой таблицы на вакуумную серию не переносится. Конфигурацию с молибденовым ленточным нагревателем рассматриваем отдельно.

Это перечень вариантов, а не единая конструкция всех печей. Послойный состав стен, свода, двери и пода, толщины, крепления и опоры под изделия указываем в спецификации. Для защитной атмосферы и вакуума дополнительно согласуем применимость материалов при заданных температуре и давлении.

Что означают FeCrAl, NiCr, SiC и MoSi₂

FeCrAl — железохромалюминиевый сплав, NiCr — никель-хромовый. В указанных комплектациях эти нагреватели выполнены из проволоки или ленты. SiC — карбид кремния, MoSi₂ — дисилицид молибдена; для них предусмотрены стержневые нагревательные элементы.

Тип нагревателя выбирают вместе с температурным исполнением, рабочей средой и силовой частью печи. Поэтому при ремонте недостаточно подобрать элемент только по внешним размерам. Для подбора замены нужны исходная маркировка, электрические параметры, схема подключения и условия работы.

Температурный класс и рабочая температура

При сравнении предложений запрашивайте отдельно температурное исполнение печи, допустимую длительную рабочую температуру и кратковременный максимум с разрешённой выдержкой. Обозначение исполнения 1800 °C само по себе не подтверждает непрерывную работу при этой температуре с любой садкой.

У теплоизоляционного материала также есть собственный температурный класс. Его нельзя принимать за гарантированную рабочую температуру всей печи: выбранный режим должен быть согласован одновременно для нагревателей, датчиков, футеровки, оснастки и рабочей среды.

Термопары, зоны и программа нагрева

В матрице комплектаций для исполнений 800 и 1000 °C указаны термопары типа K, для 1200, 1400 и 1600 °C — типа S, для 1700 и 1800 °C — типа B. В конкретном предложении дополнительно указываем исполнение датчика, защитную арматуру и места установки.

Термопара измеряет температуру в месте установки. Регулятор использует её сигнал для управления мощностью. Точность регулирования в одной точке и равномерность температуры по полезному объёму — разные параметры. Если технологический процесс требует определённой равномерности, задайте допустимое отклонение, контрольную зону и условия испытаний с садкой или без неё.

Число сторон обогрева показывает расположение нагревателей; число независимых зон — количество отдельно регулируемых участков. На печах с выкатным подом УралИндуктор обычно предусматривает четыре термопары и соответствующие каналы регулирования. Итоговую схему согласуем по размерам камеры и размещению изделий.

Для УИ-МП и УИ-МКП предусмотрены программные ПИД-регуляторы, для УИ-МПЗА и УИ-МВТВП — сенсорная панель и ПЛК. В УИ-МПВП состав шкафа выбирается по комплектации. Согласуем число программ и шагов, запись температурной кривой и необходимые блокировки. Наличие программного управления не означает, что архивирование и удалённый доступ входят в любой комплект.

Мощность, нагрев и охлаждение

Мощность в кВт и расход электроэнергии за цикл в кВт·ч характеризуют разные величины. Для оценки цикла нужны масса изделий и оснастки, начальная и рабочая температуры, время нагрева, выдержки и охлаждения. Мощности модельных рядов указаны по актуальным комплектациям и могут изменяться по техническому заданию.

В исходных комплектациях пяти серий предусмотрено естественное охлаждение вместе с печью. Требование ускоренного охлаждения или заданной скорости снижения температуры нужно указывать отдельно. Допустимые темпы нагрева и охлаждения согласуем для материала изделий и выбранной футеровки.

Какие данные прислать для подбора

Материал изделий, размеры и полная масса садки вместе с оснасткой; схема опирания и размещения.
Рабочая температура, максимальная температура, время нагрева и выдержки, способ охлаждения.
Воздух, защитный газ или вакуум; чистота среды и состав возможных выделений из садки.
Требования к равномерности, числу зон, записи температурной кривой и проверке режима.
Ограничения по материалам футеровки и загрязнению изделий; требования к доступу для обслуживания.
Напряжение питания, доступная мощность, условия размещения и способ загрузки.

По этим данным подготовим предложение с конструкцией камеры и пода, материалами, нагревателями, датчиками, мощностью, системой управления и согласованным объёмом пусконаладки.