У зв'язку з ситуацією, що склалася, не завжди є можливість відповідати на дзвінки. Якщо ми не відповідаємо – пишіть на пошту zakaz@ten24.com.ua або заповнюйте форму замовлення на сайті. Ми обов'язково передзвонимо вам найближчим часом.

Для більшої частини електропечей нагрівачі виготовляють зі стрічки або дроту високого опору. На малюнку 1 представлений нагрівач що складається з ніхромового дроту, його закріплення на зводі, на стінках і поду печі, а також контактні виведення. За стандартом нагрівальні елементи для печі складаються з дроту, діаметр якого може становити 3-7 мм. Але для печей розрахованих на робочу температуру 1000°С і більше діаметр дроту повинен становити більше 5 мм.

Дротяні нагрівачі 

Конструкції нагрівальних елементів електричних печей

Мал. 1. Дротові нагрівачі: а - дротяний зигзагоподібний нагрівач на металевих гачках на бічній стінці, б - дротяний зигзагоподібний нагрівач в поду, в - те ж у склепінні, г - те ж на керамічних поличках, д - дротяна спіраль на виступаючих цеглах бічної стіни прив'язкою до гачків, е — дротяна спіраль у склепіннях і в лазах пода, ж — дротяна спіраль на керамічних поличках, з — дротяна спіраль на керамічній трубці, і — виведення дротяного нагрівача, — умовне позначення розмірів дротяного нагрівача.


Співвідношення між кроком h спіралі та її діаметром D та діаметром дроту d (мал. 1,к) необхідно підібрати так, щоб нагрівач можна було зручно та легко встановити у піч. Жорсткість елемента нагрівання повинна бути достатньою, але не ускладнювати відведення тепла до виробів, що обробляються.

Варто розуміти, що чим більший діаметр має спіраль, чим густіше розташований крок намотування, тим простіше буде встановити нагрівачі в пічній установці. Також важливо те, що зі збільшенням діаметра спіралі знижується її міцність та зростає ризик налагодження один на одного витків.

Використання таких нагрівальних елементів практично показало, що існує певне співвідношення диметра дроту, кроку намотування і діаметра спіралі для дроту 3-7 мм. Дане співвідношення виведено для ніхрому в наступну формулу h>2d і D = (6÷8)d, а для матеріалів, що мають меншу міцність, характерна формула D = (4÷6)d.

Для тоненьких дротів характерний вибір більшого співвідношення кроку і діаметрів спіралі і дроту. Ці співвідношення підбираються до спіральних нагрівачів, які влаштовують на полиці, пази футеровки і зведені камені.

У сучасних печах все частіше намагаються використовувати спіральні нагрівальні елементи із керамічними трубками. Вони зарекомендували себе як найкращий варіант випромінювачів, які мають більшу ефективність, ніж спіральні елементи, розміщені в пазах або на полицях.

У таких нагрівачах кожен виток може спиратися на внутрішню поверхню трубки і у разі незначного провисання спіралі на її робочу здатність це не вплине. Такі випромінювачі менш навантажені порівняно з аналогами. У них виключено ризик накладання один на одного витків. Тому співвідношення діаметра спіралі до дроту можна довести до 10 у разі ніхрому, для інших сплавів - до 8.

Особливості конструкції спірального елемента нагрівання в керамічній трубці 



Конструкції нагрівальних елементів електричних печей

Мал. 2. Конструкції дротяних спіральних нагрівачів на керамічних трубках: а - склепінні нагрівачі, б - трубки на бічних стінках, кріплення на жаростійких підвісках, - те ж в пазах керамічних стовпчиків, г - трубки в поду.


Дана конструкція чудово підходить для встановлення трубок у поду. У разі матеріал при нагріванні може вільно розширяться. Крім цього, на мал.2 представлені конструкції електронагрівачів з керамічними трубками для монтажу не тільки в пічні стінки, але і в склепіння та поди. Для останнього місця установки нагрівальні елементи можуть бути виготовлені як знімні рамки. Їх легко вставляти та замінювати у разі перегорання.

Зі сказаного вище можна зробити точний висновок, що нагрівачі в керамічних трубках є універсальними пристроями, і з боку застосованих матеріалів, і з боку установки в піч.

Співвідношення внутрішнього діаметра спіралі до зовнішнього діаметра керамічної трубки може дорівнювати приблизно 1,1-1,2, відстані між осями трубок 1,5-2 діаметра спіралі.


Конструкції нагрівальних елементів електричних печей


Застосування спіральних елементів нагріву для печей з примусовою вентиляцією не дуже бажано, оскільки коефіцієнт теплової віддачі знижується в даному випадку. Використання спіралей укладених на полички або пази футеровки також неприпустимо. Винятком є ​​лише випадки, коли потік газу спрямований вздовж осі спіралі.

У цих пічних установках бажано використовувати спіралі, що вільно обдуваються, які затискаються між ізоляційним матеріалом на певній відстані. При використанні печей з примусовою вентиляцією повітря спіралей в керамічних трубках слід збільшити відношення діаметра спіралі до діаметра керамічної трубки до 1,5.

Конструкції нагрівальних елементів електричних печей

Мал. 3.  Конструкції (а) нагрівачів із дроту та (б) стрічкового типу 


Нагрівачі стрічкового типу мають зигзагоподібний вигляд і можуть бути виготовлені в різних розмірах. Кріплення виконується за рахунок гачків із металу або кераміки.

Щоб унеможливити замикання зигзагів при коробленні, між ними розміщують спеціальні розділові елементи з шамоту або алундових керамічних втулок. Розділювачі надягають на штирі з ніхрому або іншого жаротривкого матеріалу і вмазують у кладку. Втулки монтуються на штирі за рахунок ніхромових шплінтів. У разі керамічних гачків роздільники використовують також із кераміки. (мал. 4, а).

Вище представлена ​​конструкція гачків з кераміки та роздільники. Дана конструкція дозволяє провести швидку та легку заміну гачків у разі поломки.

Зигзагоподібні нагрівачі стрічкового типу можна встановлювати на бічні стінки печі, кріплячи їх на поличках з кераміки. Але, використовувати такий тип нагрівачів ще менш доцільно, ніж спіральні елементи нагріву через їхню питому потужність і рівень екранування. Практика показала, що полички, виготовлені з кераміки, не дуже добре зарекомендували себе в застосуванні. У разі їх поломки доводиться повністю замінювати кладку. (Рис. 4, г).

Конструкції нагрівальних елементів електричних печей


Мал. 4. Конструкція нагрівачів стрічкового типу: а - стрічкові зигзагоподібні нагрівачі на бічній стінці на металевих гачках, б - стрічковий зигзагоподібний нагрівач у поду. в - те ж у зводі, г - те ж на керамічних поличках, д - виїмний високотемпературний рамковий елемент, е - низькотемпературний рамковий елемент, ж - нагрівач «плоска хвиля» на керамічних трубках, з - стрічковий зигзагоподібний нагрівач на виїмних гачках, і - умовне позначення розмірів стрічкового зигзагоподібного нагрівача.


У склепіннях або подах нагрівальні стрічки можна укладати в спеціальні пазові кладки. Даний тип нагрівачів може виготовлятися у вигляді рамок, які легко виймаються. У разі аркового склепіння нагрівальні стрічки можна підвішувати на спеціальні металеві гаки.

У пічних установках з примусовим циркулюванням повітря стрічкові нагрівальні пристрої повинні встановлюватися таким чином, щоб їхня поверхня була доступною для обдуви газовим потоком. Цей тип конструкції можна розглянути на рис. 3, б.

Довжина нагрівального елемента стрічкового типу залежить від його густини. Чим густіший зигзагоподібний елемент, тим довшим він може бути. Проте, у разі зросте взаємоекранування витків, що негативно позначиться використанні поверхні стрічки. З цієї причини були встановлені стандартні розміри таких нагрівачів, які здатні забезпечити їхній достатній рівень міцності та низький рівень взаємоекранування.

Задовольнити цю вимогу можна дотримуючись наступного співвідношення: b/а=5 ÷ 20, найоптимальнішим буде відношення ширини та довжини стрічки рівним 10-ти. Зигзаг повинен виконуватися кроком h > 1,8b, стрічка може мати закруглення радіусом r > За, це дозволить уникнути перелому під час вигину.

Для печей розрахованих на роботу при температурі не більше тисячі градусів Цельсія використовуються стрічки не менше 1X10 мм, для роботи в гарячих печах використовуються нагрівачі розміром не менше 2X20 мм.

При температурі  менше 1000 ° С висоту зигзагу на стінках можна змінювати в межах від 150 до 400 - 600 мм. Але на кожних 200 мм необхідно встановити свій ряд розділових елементів. На ділянках склепінь та подів висоту зигзагу слід обмежити 250 мм., т.к. можливе провисання нагрівального елемента. Перелік вищевикладених рекомендацій є актуальним і для фехралевих типів пристроїв.

Для нагрівачів працюючих при температурах вище 1000 ° С, але до 1100 ° С зазначені граничні розміри можуть зберігатися для сплаву Х20Н80 і Х20Н80Т, для залізо-хромо-алюмінієвих сплавів розмір В з вертикальним положенням зигзагу слід обмежувати до 250 мм. та при горизонтальному положенні 150 мм.

Для пристроїв, розрахованих на роботу понад 1100°C, єдино прийнятною конструкцією стрічкових обігрівачів є плоска хвиля на керамічних трубках (мал. 2, ж). В цьому випадку довжину зигзагу B можна прийняти рівною 75-100 мм. Для утеплювачів на бічних стінках можна використовувати конструкцію з керамічними гачками, обмеживши висоту зигзагу до 150 мм.

Широко поширеними вважаються дротяні зигзагоподібні нагрівачі, для яких крок зигзагу h дорівнює (5 ÷ 9) d.

При використанні залізо-хром-алюмінієвих сплавів у печах з робочою температурою понад 1000 °С всі частини вогнетривкої кладки, які можуть вступати в контакт з нагрівачами, повинні виготовлятися з високоглиноземистих матеріалів з мінімальним вмістом оксидів заліза.

Зигзаги стрічкового нагрівача створюються вручну за рахунок простих важелів. Спіралі створюють за допомогою токарного верстата та розтягують для отримання необхідної відстані між витками.

Конструкції нагрівальних елементів електричних печей

Мал. 5.Герметичний тип виведення нагрівальних пристроїв 


Після того, як спіраль вилучають із оправки, вона трохи може розкрутитися. Діаметр може збільшитися до 3 мм. З цієї причини діаметр оправки повинен бути трохи нижче за розрахунковий. Підбір правильних параметрів залежить від рівня пружності матеріалу. Визначити максимально точні показники реально лише шляхом спроб та помилок.

Контактні виведення для нагрівальних пристроїв, розрахованих на роботу до 1000 °С, виготовляють із жаростійкого металу. Для цього береться катанка, стрижень з поперечним перерізом, що в 3-4 рази перевищує поперечний переріз нагрівального пристрою, щоб зменшити тепловиділення у висновках. Шматок виведення, що знаходиться в зоні низької температури, з метою економії дорогих матеріалів може бути виготовлений із звичайної вуглецевої сталі. Типові конструкції висновків для нагрівачів дротяного типу та пристроїв у вигляді стрічкових зигзагів показані на мал. 5.

Стрічкові нагрівачі мають високе взаємоекранування. Набагато вигідніше використовувати стрічки так, щоб до виробу була повернути широка їх сторона. Але для цього потрібно дуже багато зварювання, тому що кожен поворот стрічки має по два зварювальні шви і конструкція нагрівача виходить дорогою і схильною до короблення.

Тому дані нагрівальні пристрої використовують лише для малогабаритних печей. Вони вважаються більш економними порівняно з нагрівальними стрічками та дротяними пристроями нагріву, і на їхній поверхні виходить порівняно велика питома потужність.

Конструктивні рішення нагрівачів для печей

Для електропечей продумані різні варіанти нагрівачів, що відрізняються за конструкцією. Кожне конструктивне рішення спрямовано конкретне завдання.

Литі нагрівачі

До варіанта плоских ТЕНів наближені литі елементи нагріву, які відливають з нихромового металу і підвішують на гачки. Литим нагрівачам характерний великий переріз. Тому використовують їх для великих печей або за зниженої напруги. Вони високонадійні і мають тривалий термін служби.

У печах муфельного та трубчастого типу нагрівачі зі стрічки та дроту намотують на муфель або трубку з кераміки. На кераміці попередньо роблять пази, в які монтують нагрівачі, щоб надалі нагрівальні елементи не провисали від високої температури. Інакше можна закріпити витки уклавши в обмазку кераміки.

Стрижневі ТЕНи

Для печей працюючих у температурному режимі 400-500 ° С було розроблено більшу кількість нагрівальних елементів. Крім дротяних елементів відкритого типу та стрічок можна використовувати змінні нагрівачі. Такі пристрої можуть мати різну потужність і легко піддаються демонтажу та переустановці.

Стрижневі нагрівачі - це фарфорові ізолятори, нанизані на стрижень із жаростійкого матеріалу або сталі. Дана конструкція розташовується в металевій трубці, яка має один закритий герметичний кінець, а з іншого - протягнуті висновки. По ізоляторах протягнута спіраль з ніхрому, яка з одного боку приварена до виведення, а з іншого прикріплена до центрального стрижня.

У деяких випадках порожнечу між трубкою та нагрівальним елементом наповнюють кварцем. У стандартній збірці такий нагрівач видає температуру до 500°С, а якщо в його конструкції застосована жаротривка трубка, такий пристрій здатний якісно функціонувати при 1000°С. Це чудовий варіант для великих пічних установок, де є ризик механічних пошкоджень.

Трубчасті елементи нагрівання

У їхню конструкцію входить сталева трубка, всередині якої розташовується спіраль з ніхрому, зафіксована зварюванням на кінцях трубки. Порожнеча між внутрішніми стінками трубки та резистивним дротом заповнюється периклазом. Це відмінний ізолятор та теплопровідник. Виробляють ці нагрівальні елементи за наступною схемою.

У підготовлену очищену сталеву трубку встановлюють строго по осі ніхромову спіраль, намотану на сталевий стрижень, трубку вертикально закріплюють на вібраційній машині і заповнюють порошком периклазу, що пройшов через магнітний сепаратор. Потім пруток виймається з труби і пропускається через ковальський верстат, який ударяє його молотками по колу, за рахунок чого діаметр зменшується, і периклаз дуже сильно ущільнюється.

По краях трубки закріплюються герметичні вивідні ізолятори, після чого завдяки периклазовому ущільненню її можна як завгодно зігнути і надати зручної форми. У такому вигляді трубчасті елементи можна використовувати для нагрівання повітря (електронагрівачі), олії, нітратів і навіть для плавлення легкоплавких металів, таких як олово, свинець, бабіт. В останньому випадку, щоб уникнути швидкої корозії стінки труби металом її попередньо заповнюють чавуном, який утворює масивну пластину, всередині якої знаходиться трубчастий нагрівальний елемент.

Застосування трубчастих нагрівачів для ванн із селітри дуже бажано, тому що в порівнянні з пристроями із зовнішнім обігрівом дає зниження енерговитрат, підвищення безпеки ванн та величезну економію ніхрому. Однак для їхньої задовільної роботи в нітраті, особливо при температурах 500°С і вище, необхідно виготовляти подвійну оболонку трубки, надягнувши на підготовлений нагрівач другу трубку, нікелеву, жароміцну.

При використанні в електричних повітронагрівачах вони мають ребра для збільшення передачі тепла повітрю. ТЕНи широко використовуються для виготовлення побутових опалювальних приладів та у промисловому обладнанні.

Дані про електронагрівачі, що виробляються нашою компанією, доступні в каталогах.

«ТЕН24» є одним із найпотужніших виробників, що спеціалізуються на виробництві, дослідженнях та розробках промислових нагрівачів та обладнання, для їх обслуговування, включаючи шафи автоматики. Завдяки високій якості та конкурентоспроможній ціні наша продукція користується великою популярністю в країні та за кордоном.




Дивитися усі статі



Задати питання

Логотип ТЕН 24
Для того, щоб купити нагрівачі або надіслати електронною поштою питання заповніть форму або просто зателефонуйте за телефонами