>
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ
энергии в этом случае очень малы; возможность получения очень высоких температур теоретически неограничена. Однако печи . первого рода получили ничтожное распространение.
Трудность использования идеи прямого нагрева заключается в том, что, нагреваемый или расплавляемый металл обладает слишком малым омическим сопротивлением. В плавильных печах жидкому металлу приходится придавать •форму длинных и узких проводников (печь Джина, Геринга)., очень неудобных для ведения в них металлургических операций. Футеровка печи очень усложняется в ущерб прочности. Нагревать указанным способом можно только длинные металлические тела, имеющие постоянное по всей длине сечение, иначе меньшие сечения будут сильнее греться, а ббльшие будут холоднее. Для нагрева прокатных изделий и труб употребляются электрические нагревательные аппараты Снида. В тех случаях, когда материал обладает достаточным омическим сопротивлением, Э. п. конструируются легко; Так например, для графитизации электродов в' производстве карборунда, плавленого диабаза, искусственного-графита применяются печи первого рода. r, В печах сопротивления второго рода в качестве нагревательного тела применяют элементы из специальных материалов. Эти элементы раскаливаются. электрическим током и нагревают или плавят излучаемым теплом тот мате* риал, к-рый обрабатывается в 9. н. п. к В качестве материалбв для приготовления элементов нагревательного тела применяют чаще всего сплав никеля и хрома (нихром). В дешевых сортах нихрома бблыпая или меньшая часть никеля замещена железом. Способ обогрева печей нихромовым сопротивлением указан на рис., где отчетливо видны сопротивления, укрепленные на стенах печи. Эти сопротивления делают или ‘ в виде проволочных спиралей или в виде лент, иногда для больших печей — литыми.
До температур в 1.050—1.100° огнестойкость нихрома является достаточной. Выше его греть . нельзя, т. ц. резко уменьшается срок его службы. Для нагрева до более высоких температур порядка 1.300—1.450° применяют «силитовые» нагреватели, представляющие собой стерженьки из карбида кремния. Еще более высокие температуры можно получать, применяя угольные нагреватели, обладающие тем лишь недостатком, что они окисляются, входя в соприкосновение с кислородом воздуха. Совсем редко в качестве нагревателей употребляют молибденовую (до 1.500°) и вольфрамовую (до 2.200°) проволоки, столь легко окисляющиеся, что работают только в атмосфере спиртовых паров и водорода.
Э. н. п. в последнее время наводят все большее и большее применение. Так, в отчетах одной из крупных центральных электростанций Америки в 1914 Э. н. п. в числе потребителей энергии не значились. В 1918 на электронагрев эта станция израсходовала около 30 млн. kW/ч.;в 1922 расход электроэнергии на Э. н. п. составлял 60 млн. kW/ч.; в 1924 он превысил уже 100 млн. kW/ч. Аналогичный характер роста потребления электроэнергии для нагреватель* пых . печей можно проследить и-на других электростанциях САСШ, расположенных в промы* шлецных районах. Общая мощность Э. н. п., установленных в САСШ, в 1923 составляла 1.250.000 kW. Расход электроэнергии на электронагрев в 1923 в САСШ составлял около 2 млрд. kW/ч.
, z . Этот значительный рост применения электрических печей для нагрева металла объясняется теми техническими преимуществами, благодаря которым термические операции в электропечах можно провести значительно совершеннее, чем в обычных газовых печах* Отсутствие горючих газов в электропечи позволяет нагреть металл почти беа окалины, сведя к минимуму угар.
Легкость и удобство автоматической регулировки температуры дают возможность поддерживать в печи нужную температуру, благодаря чему металл, отожженный в электропечи, имеет более, однородную структуру и механические свойства.
/ о Как правило брак по термообработке в электропечах меньше, чем при нагреве тех же изделий в пламенных печахк А. Е. White, по данным, одного: из крупнейших заводов в Детройте, сообщает, что брак по термообработке составлял в нефтяных печах 18%, в газовых-^15%, в электропечах — 0%. с По данным крупного автомобильного американского завода, рри ‘термообработке шестерен получалось при нагреве в нефтяных печах брака окончательного 3% и брака исправимого 12%; при нагреве в электропечах окончатедь-; ный брак составлял 2%,. брак, исправимый вторичной обработкой, — 4%. г
Для сравнения экономичности* работы элект* ропечей и, газовых печей следует прежде всего обратить внимание на< термический кпд. Для нефтяных, печей кпд составляет около 10%.
По данным Е. Р. Collins’a, средний . кпд при обследовании 250 американских нагревательных нефтяных печей составлял. 9, 2%. При превращении энергии каменного угля в электрическую кпд на современной ЦЭС (Центр, электрич. станция) составляет около, 12% и есть основание рассчитывать на его дальнейшее повышение.
Так, при применении ртутных котлов есть основание надеяться довести этот кпд до 30%. Кпд Э. н. п;, составляет около>70—80%. Для того чтобы более точно регулировать температуру Э. н. п., вСАСШприменяют потенциометры, к-рые стоят дорого И; регулируют режим работы печей сопротивления недостаточно точно. Более простым методом, благодаря к-рому удается не перегревать печь выше заданной температуры, является устройство плавких предохранителей, перегорающих тогда, когда печь достигнет нужной температуры. При термообработке стальных изделий применяется ряд электропечей, в которых нагрев металла регулируется в зависимости от критической точки данной стали.
Когда температура стали настолько поднимется, что сталь из ферромагнитного тела станет . парамагнитным телом, то печь автоматически выключается или же нагретое тело само выталкивается из, печи.
На принципе изменения магнитных свойств стали при термообработке основан ряд изящных новых конструкций печей сопротивления, в которых под влиянием магнитного поля нагревае*
