Typen en ontwerpen van ovens met indirecte elektrische weerstand

Methoden voor het laden en lossen van verwarmde producten, evenals methoden om ze te verplaatsen elektrische weerstandsovens bepalen grotendeels zowel hun ontwerp als operationele eigenschappen. In afb. 1 toont de belangrijkste typen elektrische weerstandsovens, zowel intermitterende actie (cel) als continue actie (methodisch), ter illustratie van de ontwikkeling van manieren van hun mechanisatie.

Nummer I geeft de soorten batchovens aan waarin het product tijdens het verwarmingsproces stilstaat en alleen het laden en lossen gemechaniseerd is.

Index 1 verwijst naar een kameroven met een zijdeur waardoor meestal kleine voorwerpen handmatig in de kamer worden geladen. Dit is een universele oven zonder mechanisatie.

Index 2 - een schachtoven met een deksel dat open kan. Hier wordt het laden en lossen van de producten gedaan via de bovenste opening van de oven en daarom kunnen ze worden gemechaniseerd met behulp van een werkplaatskraan of takel die zich boven de oven bevindt.Het zijwaarts optillen en intrekken van de afdekking kan handmatig (met een hendel) of met behulp van een kraan of takel of ten slotte met behulp van een speciaal hydraulisch of elektromechanisch mechanisme.

Index 3 komt overeen met een klokoven. De kit bevat verschillende beklede standaards waarop een bel (bel) met verwarmingen kan worden geïnstalleerd met behulp van een kraan. Het laden en lossen gebeurt met behulp van een brugkraan waarvan de dop is verwijderd (op een ander statief gemonteerd). Ook het verplaatsen van de kap van de ene stand naar de andere gebeurt via de rand van de brug.

Index 4 - draaistelkameroven. Deze ovens zijn ontworpen om grote items te verwarmen die niet handmatig kunnen worden geladen. De ovenkamer zelf staat op kolommen (of funderingen) en de bodem is een beklede trolley, die met behulp van een lier of een daarop geplaatste aandrijving (zelfrijdend) op rails van onder de oven kan bewegen. Het laden en lossen van de kar gebeurt met een bovenloopkraan.

Index 5 markeert de liftoven. De ovenkamer staat op hoge kolommen, de bodem kan in de oven worden geheven of met een last worden neergelaten met behulp van een hydraulische lift. In de onderste stand wordt de bodem van de oven zijn rollen op rails en kan in de werkplaats onder de bovenloopkraan van onder de oven worden geladen en gelost. Ovenontwerpen 2, 3 en 5 kunnen worden afgesloten en gebruikt in een speciale atmosfeer of vacuüm.

Rijst. 1. De belangrijkste soorten zadel- en batchovens

In nummers II en III zijn continue ovens aangegeven, waarin de verwarmde producten van het ene uiteinde van de oven naar het andere gaan, en hun nummer II-ovens zijn aangegeven, waarin de beweging van producten periodiek wordt uitgevoerd, in trappen en figuur III geeft de ovens aan, waarin deze beweging continu plaatsvindt.

Index 6 — tunneloven, waarin de producten op gestapelde karren worden geplaatst, gaat door een tunnelvormige ovenkamer. Na een bepaalde tijdsperiode verplaatsen alle karren zich tot een lengte die gelijk is aan de lengte van één wagen, waarbij een van hen de ontlaadoven verlaat, terwijl vanaf het andere uiteinde van de oven een andere geladen kar zijn kamer binnengaat.

Index 7 toont een extrusieoven Op de laadtafel (rechts) is een hittebestendige pallet met producten gemonteerd. De deuren aan de uiteinden van de oven worden periodiek geopend en de duwer (hydraulisch of elektromechanisch) duwt de pallet de oven in, waardoor de hele rij pallets die zich in de oven op vuurvaste rails van de haard bevinden, gedwongen wordt te bewegen. In dit geval komt de meest linkse bak uit de oven, waarna de deuren sluiten.

Index 8 markeert een oven voor voetgangershaarden. Aan de onderkant van de oven zijn, afhankelijk van de lengte, hittebestendige balken geïnstalleerd, die door middel van een aandrijving een heen en weer gaande voorwaartse beweging ontvangen. In dit geval worden de balken voordat ze vanaf het laaduiteinde van de oven worden verplaatst, uit de groeven aan de onderkant, het onderste deel van de oven, getild en langs de oven verplaatst. Voordat de omgekeerde beweging van de balk in de groeven van de bodem wordt neergelaten, zitten de producten op de bodem en nemen ze niet deel aan de terugbeweging van de balken. Op deze manier bewegen de producten periodiek, in stappen, door de oven van het laadeinde naar het loseinde.

Index 9 voor transportbandoven.In de ovenkamer is een kettingtransporteur gespannen over twee assen, waarvan het gaas bestaat uit geweven gaas of gestanste of gegoten kettingschakels. Terwijl de aandrijfas (aan de afvoerzijde) draait, beweegt de transportband soepel, waarbij de producten die erop zijn geladen aan het (rechter) uiteinde van de oven worden meegevoerd. De constructie van de transportband kan heel verschillend zijn.

Index 10 verwijst naar een draaitrommeloven. De schroef bevindt zich in de ovenkamer - een hittebestendige trommel met een Archimedische spiraal. Terwijl de trommel draait, rollen de producten in de trommel en bewegen ze geleidelijk van het laaduiteinde naar het afvoeruiteinde.

Index 11 toont een pulserende oven met een oven. Op de bodem van de kamer bevindt de oven zich op rollen hittebestendige haard in de vorm van een trog, waarop het verwarmingsuiteinde van de oven (rechts) is opgesteld met verwarmde delen. Met behulp van een excentrische aandrijving krijgt de pod een heen en weer gaande beweging en is de achterwaartse beweging (in de richting van laden) soepel en naar het lossen toe scherp, onder invloed van een veer met een schok op de schokdempers. Hierdoor volgen de producten tijdens de achterwaartse beweging hetzelfde pad als hieronder, terwijl ze tijdens de voorwaartse beweging, door het momentum van de impact, naar voren schuiven ten opzichte van de haard. Als gevolg hiervan worden de producten geleidelijk door pulsen verplaatst van het laadeinde van de oven naar de afvoer.

Index 12 geeft een oven met roltafels aan. In de bodem van de kamer zijn hittebestendige rollen gemonteerd, ze draaien langzaam tegen de klok in. Hierdoor wordt het product dat op de rollen aan de rechterkant is geplaatst (in tegenstelling tot de vorige drie soorten ovens, is deze oven ontworpen voor het verwarmen van grote producten) geleidelijk langs de oven naar het afvoereinde getransporteerd.

Index 13 verwijst naar een draaitrommeloven. Het is in wezen een transportbandoven die op een ring is gewonden. De ringvormige roterende haard zorgt ervoor dat het erop geplaatste product door de laaddeur (in de zijwand niet getoond in de figuur) een volledige cirkel in de oven maakt naar de losdeur naast de laaddeur.

Index 14 voor een trekoven die wordt gebruikt voor het verwarmen van draden of strips. Aan de uiteinden van de oven staan ​​trommels met daartussen gespannen draad of tape. Terwijl de spoelen van de ene draaien, wikkelt de tape (of draad) zich om de andere.

Ovenontwerpen voor lage temperaturen

Ovens op lage temperatuur kunnen niet erg efficiënt zijn omdat de warmteoverdrachtscoëfficiënten van natuurlijke convectie laag zijn. Het proces kan worden verbeterd door kunstmatige circulatie te introduceren door een afzuigventilator op het dak van de oven of kast te installeren, en om het warmteverbruik voor het verwarmen van de lucht te verminderen, kan het circulair worden georganiseerd. In dit geval zuigt de ventilator de lucht in het bovenste deel van de oven, drijft deze langs het warmte-geïsoleerde zijkanaal en blaast deze uit in het onderste deel van de oven.

Als het nodig is om de producten te drogen en dus het verdampte vocht uit de verwarmde delen te verwijderen, dan wordt er een gemengde circulatie georganiseerd, waarbij een deel van de lucht door de ventilator uit de kast wordt aangezogen en een deel uit de kamer (fig. 2). De maximale verwarmingstemperatuur van de producten in dit type ovens en drogers is meestal niet hoger dan 200 - 300 °C.

Rijst. 2. Oven met natuurlijke circulatie: 1 — verwarmingselementen, 2 — buitenframe, 3 — binnenframe, 4 — thermische isolatie, 5 — onderdelenplank, 6 — demper voor luchtregeling.

Het ontwerp van een oven met gesloten lus voor het verwarmen van kleine metalen producten in een laag of lange producten wordt getoond in Fig. 3.

Rijst. 3. Kamerovens met geforceerde circulatie van de atmosfeer en een elektrische verwarming

Het is een schachtoven voor het temperen van staalproducten, waarin manden van hittebestendig materiaal met een rooster of geperforeerde bodem worden geplaatst en gevuld met de te verwarmen producten.

De verwarmers bevinden zich aan de zijkant van de oven, rond de mand, maar zijn daarvan gescheiden door een hittebestendig scherm om directe straling en de daarmee gepaard gaande oververhitting van de producten naast de mandwanden te voorkomen. Aan de onderkant is de oven voorzien van een ventilator die de verwarmde lucht door de manden blaast. Deze lucht wordt vervolgens radiaal afgebogen in de ringvormige ruimte tussen de mand en de ovenwanden en wordt verwarmd, waarbij de verwarmingselementen worden gewassen.

In afb. 4 toont een oven voor het drogen van laselektroden bij een temperatuur van 400°C. Ovenvermogen 210 kW, elektroden worden op karren, frames geplaatst en met behulp van een hydraulische duwer en trekker door de oven geleid. De oven heeft zowel een interne ventilator 6 als externe ventilatoren 10.

De verwarmers bevinden zich aan de zijwanden van de oven. In deze oven worden de luchtstromen dus loodrecht op de bewegingslijn van de producten gericht. Dergelijke ovens kunnen in meerdere zones worden gebouwd.

Rijst. 4. Elektrische pusher droogoven: 1 — pusher, 2 — kar, 3 — tafel, 4 — frames voor het plaatsen van elektroden, 5 — verwarmingskamer, 6 — ovenventilator, 7 — luchtkanaal, 8 — baggerschip, 9 — hydraulische deurlift aandrijving, 10 — externe ventilator

Ontwerpen van ovens voor middelhoge temperaturen

Middelhoge temperatuurovens voor warmtebehandeling zijn zeer divers. De eenvoudigste en tegelijkertijd universele oven is de kameroven (fig. 5). Het bestaat uit een rechthoekige kamer met brandwerende bekleding en thermische isolatie, bedekt met een dak en geplaatst in een metalen omhulsel.

De oven wordt geladen en gelost door de opening in de voorwand, afgedekt met een deur. De kachels bevinden zich in de haard en op de zijwanden van de oven, minder vaak op het dak. In zeer grote ovens bevinden de verwarmingselementen zich zowel aan de achterkant van de oven als aan de deuren om een ​​gelijkmatigere temperatuurverdeling in de ovenkamer te garanderen. Bodemverwarmers zijn meestal bedekt met vuurvaste platen waarop de verwarmde producten worden geplaatst.

De deuren van kamerovens zijn in de regel gemaakt van heffen, in kleine ovens met handmatige of voetaandrijving (met voetaandrijving blijft de hand van de werknemer vrij), in grotere - met elektromechanische. In het tweede geval worden in de bovenste en onderste positie van de deur eindschakelaars geïnstalleerd, die de elektromotor in de eindposities uitschakelen.

Rijst. 5. Elektrische kameroven met metalen verwarmers en een vlamgordijn: 1 — deur, 2 — hefmechanisme van de deur, 3 — uitlaat van de verwarmer, 4 — omhulsel, 5 — voering, 6 — zijverwarmers, 7 — dakverwarmers, 8 - haarden, 9 - kachels, 10 - vlamgordijnapparaat.

Kamerovens op wagens worden gebruikt voor het uitgloeien of andere warmtebehandeling van grote onderdelen die niet handmatig in de oven kunnen worden geladen.Het is een kamer zonder bodem en meestal zonder voorwand die op kolommen staat (afb.6) en een trolley op rollen, waarop de haard en de voorwand van de oven zijn gemonteerd, die zich op rails voortbewegen met behulp van een elektrische aandrijving of een elektromechanische lier. De wagen begint onder de oven, de onderdelen worden er met een kraan op geladen, dan gaat hij onder de kamer door en wordt de oven ingeschakeld om te verwarmen.

Rijst. 6. Kameroven met een draaistelhaard: 1 — verwarmers, 2 — vuurvast metselwerk, 3 — thermische isolatie, 4 — thermokoppel, 5 — lade, 6 — deur, 7 — kooi

Na afloop van de gloeicyclus verlaat de wagen de oven weer en wordt gelost. Ovenverwarmers bevinden zich meestal aan de zijkanten, achter- en voorwanden en in de haard, en soms ook om gelijkmatiger verwarming langs het gewelf te bieden. De onder- en voorwandverwarmers worden gevoed door flexibele kabels of bladcontacten. Dergelijke ovens zijn alleen economisch met een grote lading, met een capaciteit van 100 ton en meer en een capaciteit van 3000 - 5000 kW.

De tweede algemene groep batchovens zijn schachtovens. Ze zijn gemaakt in de vorm van ronde, vierkante of rechthoekige schachten, open aan de bovenkant en bedekt met een deksel (fig. 7).

Rijst. 7. Schacht elektrische oven: 1 — verwarmers, 2 — vuurvast metselwerk, 3 — thermische isolatie, 4 — ovendeksel, 5 — verwarmingsuitlaat, 6 — thermokoppel.

Verwarmingselementen in schachtovens worden meestal op de zijwanden geïnstalleerd (bodemverwarmers worden zelden geïnstalleerd, vooral in platte rechthoekige ovens). Soms bevindt zich in ronde ovens die zijn ontworpen voor het verwarmen van een holle cilindrische lading (draadbundels, rollen tin), bovendien een verticale centrale verwarming langs de as. Speciale hittebestendige geleiders beschermen de verwarmers tegen schade wanneer items in of uit de oven of manden met items worden geplaatst.

Schachtovens worden soms erg diep gemaakt voor de warmtebehandeling van schachten en leidingen (10 m of meer diep) met verschillende warmtezones om een ​​gelijkmatige verwarming langs de hoogte te garanderen. Tegelijkertijd wordt een partij buizen buiten de oven verzameld, in een speciale ophanging gefixeerd en met een kraan in de oven neergelaten.

Deze ovens zijn minder flexibel dan kamerovens, maar hebben in sommige gevallen aanzienlijke voordelen. Het laden en lossen van zware producten in de oven kan eenvoudig met een conventionele brugkraan in de werkplaats, of als die niet beschikbaar is, met een takel of een blok. Ze nemen minder ruimte in beslag omdat ze meestal in de grond worden begraven om onderhoud te vergemakkelijken. Ze zijn gemakkelijk af te sluiten en verminderen zo de oxidatie van het product door een zand-, olie- of waterslot voor het deksel te creëren.

Door hun grotere compactheid en betere afdichting van de deksels in vergelijking met de deuren, zijn de verliezen van deze ovens kleiner dan die van kamerovens en bedragen ze 15 tot 25% van het nominale vermogen.

De constructies van methodische ovens verschillen voornamelijk afhankelijk van het gebruik van een of ander mechanisme om de verwarmde producten in de oven te verplaatsen. Transportovens hebben dus een transportband - een eindeloos web dat is gespannen tussen twee assen, waarvan er één wordt geleid en aangedreven om te roteren door een speciale motor. Onderdelen worden handmatig of met een speciale feeder op de transportband geplaatst en erop verplaatst van het laaduiteinde van de oven naar het ontlaaduiteinde.

Rijst. 8. Elektrische transportband hardingsoven

De transportband is gemaakt van gevlochten nichroom gaas (voor de lichtste delen) of van gestanste platen en stangen die ze verbinden, en voor zware delen - van gestanste of gegoten kettingschakels. In het laatste geval is de aandrijfas van de transportband getand en speelt deze de rol van tandwielen, waarvan de tanden tussen de schakels van de ketting komen.

De transportband kan als geheel in de ovenkamer worden geplaatst, samen met de twee assen, waardoor deze continu wordt verwarmd en de daarin opgehoopte warmte wordt opgeslagen.

De nadelen van dit ontwerp zijn: zeer moeilijke bedrijfsomstandigheden van de twee transportassen in de hoge-temperatuurzone, de moeilijkheid om ze te repareren (slechte toegankelijkheid) en het ongemak van het laden van onderdelen op het hete oppervlak van de transportband. dit moet de schachten met water koelen, wat leidt tot behoorlijk grote warmteverliezen.Hierdoor worden de uiteinden van de transportband en de onderste tak vaak uit de bekleding verwijderd. Uiteraard nadert de transportband in dit geval het geladen uiteinde van de oven gekoeld, en daarom verdwijnt de warmte die erdoor is opgehoopt. Deze warmteverliezen zijn groter dan bij koelwater in gesloten transportbandovens.

Verwarmingselementen in een transportoven bevinden zich meestal op het dak en in de haard, onder de bovenste tak van de transportband, minder vaak op de zijwanden van de kamer. Transportovens worden gebruikt om alleen relatief kleine onderdelen tot 900 ° C te verwarmen, omdat bij een hogere temperatuur de werking van mechanisch belaste delen van de transportband onbetrouwbaar wordt.

Een bijzondere groep vormen de zogenaamde rekovens, die worden gebruikt voor het verhitten van draden of banden van staal en non-ferrometalen.Het is een kamer met verwarmingselementen waar een strook of bundel draden met hoge snelheid (tot 0,5 m/s) doorheen wordt gevoerd (fig. negen). In rekovens wordt een zeer gelijkmatige verwarming bereikt en kunnen fouten in de warmtebehandeling tot nul worden teruggebracht.

Rijst. 9. Strekbandoven: 1 — verwarmde band, 2 — ovenverwarmers, 3 — steunrollen.

Ontwerpen van ovens voor hoge temperaturen

De meest voorkomende is de groep ovens met carburundverwarmers. Carborundum-verwarmers kunnen werken tot 1450 ° C, daarom bestrijken ovens met carborundum-verwarmers het bereik van 1200 - 1400 ° C. Ze verschillen van ovens met gemiddelde temperatuur met een dikkere voering die uit ten minste drie lagen bestaat.

Aangezien de weerstand van de staven tijdens het verwarmen aanzienlijk verandert en bovendien, om hun schade te voorkomen, een relatief langzame verwarming tot 850 ° C bij verlaagde spanning vereist is, worden hogetemperatuurovens met carburundverwarmers geleverd met regeltransformatoren, die het mogelijk maken om te wisselen de voedingsspanning in kleine stappen minimaal in een verhouding van 2:1.

Dit is ook nodig, omdat tijdens bedrijf de staven verouderen, waardoor hun weerstand toeneemt, waardoor het noodzakelijk is om de geleverde spanning te verhogen om het vorige vermogen van de oven te behouden.

Vanwege veroudering, die voor individuele staven met verschillende intensiteit optreedt, wordt het niet aanbevolen om ze in serie te schakelen vanwege mogelijke verschillende veranderingen in hun weerstand tijdens verwarming.Aan de andere kant, als een van de parallel aangesloten staven uitvalt, kan deze niet worden vervangen door een nieuwe, aangezien de weerstand van de andere staven al is toegenomen, is het noodzakelijk om ze allemaal te vervangen door nieuwe of van de oude te nemen , reeds werkende staven, elk met een weerstand die geschikt is voor deze omstandigheden.

Rijst. 10. Kameroven op hoge temperatuur. De onderste kamer met metalen verwarmers wordt gebruikt voor verwarming, de bovenste voor hoge temperaturen met siliciumcarbideverwarmers.