Слане купке — уређај и примена

Приликом загревања производа у течности, због високих вредности коефицијента преласка топлоте из течности у метал, може се постићи знатно већа брзина загревања. С друге стране, због много веће топлотне проводљивости течности у односу на гасове, расподела температуре у њима мора бити равномернија, па ће се загревање појединих производа или делова производа одвијати под истим условима.

Најбржа брзина загревања се може постићи у течном металу као што је растопљено олово. Оловно купатило је гвоздени лончић напуњен оловом, уграђен у њега осовинска електрична пећ испод издувног поклопца. Када се олово топи и достигне унапред одређену температуру, у њега се спуштају мали делови који се брзо загревају, на пример, за гашење или каљење, док топлотна проводљивост олова обезбеђује високу уједначеност загревања делова који у њега падају. али оловна купка има низ значајних недостатака:

• штетан рад са оловом, посебно на високим температурама,

• немогућност употребе за загревање на температуре изнад 800°Ц (на вишим температурама олово интензивно испарава),

• мали топлотни капацитет олова, због чега се брзо хлади када се потапа у веће делове.

Сходно томе, оловне купке су добиле само ограничену употребу. За разлику од олова, много ширу примену нашле су разне соли, нитрати и базе. Пошто одређени број коришћених соли, нитрата и база има веома различите тачке топљења, за било коју температуру у опсегу од 250 до 1300 °Ц може се изабрати таква со или мешавина соли да мало испари на тој температури и на истој температури. време је течно. Табела 1 даје тачке топљења и области примене неких соли и нитрата.

Слане и слане купке конструктивно изведене као купке са спољним грејањем, купке са унутрашњим грејачима и електродама... Прва два типа се изводе на релативно ниским температурама — то су углавном шалитре и алкалне купке које се користе за топлотну обраду профила и лимова од лаких легура. (450 -525 °Ц).

Споља загрејане слане купке су правоугаоне или кружне посуде заварене од обичног угљеничног челика постављене у окно са металним грејачима.

Слане купке са унутрашњим грејачима су направљене исто, али немају спољашње грејне елементе, већ су цевасти херметички грејни елементи уроњени у нитрат. Имају значајне предности:

1. Нешто мање димензије и мањи губици топлоте у односу на спољашње грејне купке,

2. потрошња грејних легура у њима је десет пута мања,

3.Они су сигурнији јер нитрати могу да експлодирају када се прегреју у присуству оксида гвожђа, а до таквог прегревања у купатилима за спољно грејање може доћи услед контаминације доњих слојева нитрата, што доводи до прегревања дна купатила од стране доњих грејача.

Недостатак цевних грејача у нитратним купатилима је њихов кратак радни век услед високе температуре и корозије цевног омотача нитратом.

Табела 1. Тачка топљења и опсег неких соли

Слане и алкалне купке оба типа достижу веома велике величине (дужине 6-8 м) и снагу од неколико стотина киловата.За веће температуре користе се купке са електродом. Они су метални или керамички лончић напуњен сољу, у који се спуштају металне електроде које се напајају опадајућим трансформатором напона 8-25 В.

У хладном стању, со слабо проводи струју, али ако је загрева неки спољни извор, тада се између електрода успоставља струја и ослобађа џулову топлоту у со. Стога сама растопљена со служи као грејач у таквим купатилима, у које се потапају предмети који се загревају.

Купке за електроде долазе са поклопцем и спољним електродама. Први се тренутно не користе због ниске ефикасности и неравномерног загревања. У таквим купатилима, густина струје на површини електрода због великих димензија ових других није велика, па постоји само природна топлотна циркулација соли у њима, која изједначава температуре у њима по висини. Ипак, у таквим купатилима температурна разлика у горњем и доњем нивоу може да достигне 20-25 ° Ц.

Дакле, главни недостатак таквих купатила је недовољно интензивна циркулација соли, што доводи до смањења брзине загревања производа, а самим тим и рада купатила, и до неравномерне расподеле температуре у њој дуж висина.

Штавише, у овим купатилима струјни водови испуњавају скоро целу запремину соли; стога струја тече и кроз производе. Са неповољним обликом последњег (оштре ивице, танки мостови између два дела производа), у њима се могу концентрисати повећане густине струје, што ће довести до прегревања и може довести до одбацивања или чак топљења.

Пиринач. 1. Слано купатило са даљинским електродама и преградом: 1 — купатило, 2 — облога, 3 — кецеља, 4 — кишобран, 5 — преграда: 6 — пирометар, 7 — електрода, 8 — ватростални зид, 9 — топлотна изолација.

Ове недостатке превазилазе електродне слане купке са спољашњим електродама које постају све распрострањеније. У њима су електроде две шипке правоугаоног или кружног пресека, спуштене у со на удаљености од 25-50 мм једна од друге.

У таквим купатилима скоро све струјне линије се налазе у простору између две електроде, тако да само незнатне струје пролазе кроз загрејане делове и њихове појединачне тачке се не прегревају. Поред тога, да би се потпуно искључио пролаз струје кроз делове, део коморе у коме се налазе електроде може се преградом одвојити од њеног радног дела (сл. 1).

Пошто је густина струје између шипки веома велика, со између њих се прегрева и почиње интензивна топлотна циркулација, а загрејане честице соли се дижу у простор између електрода и на горњем нивоу разилазе се кроз запремину купатила, док је хладније. доњи слојеви се убацују у међуелектродни простор испод.

При веома високим густинама струје између електрода (око 15-25 А / цм2) почињу да преовлађују електромагнетне силе које бацају со у међуелектродни простор, услед чега се смер циркулације обрће и њен интензитет се повећава. Таква присилна циркулација соли значајно повећава и коефицијент преноса топлоте од соли до производа и уједначеност загревања производа дуж висине купатила (до ± 3 ° Ц).

Због наведених предности у последње време све се више користе купке са спољним електродама. Слане купке се производе једнофазне и трофазне (слика 1) снаге од 20 до 150 кВ и на различитим температурама до 1300 °Ц. Користе се за загревање различитих производа за каљење и каљење и првенствено за алате (укључујући брзорезних челика), као и за изотермно жарење.Осим тога, избором одговарајућег састава соли у њима, могуће је обезбедити извођење термохемијске обраде, карбуризације и цијанидације челика.

Добро позната предност грејања у сланим купатилима је покривање предмета који су извађени из купатила танким слојем соли. Овај филм штити површину производа од оксидације у ваздуху, док у исто време пуца и одскакује када се охлади или када се урони у резервоар за хлађење.

Метални лончићи електродних купатила који раде до 1000 ° Ц, отпорни на топлоту, израђени су од хром-никл челика, а њихов век трајања може се претпоставити од 1 године. Керамички лончићи се могу користити до 1400°Ц, могу се потпуно сабити, пећи или саставити од појединачних печених високо-алуминијумских керамичких плоча спојених заједно у раствор.

Електроде могу бити израђене од хром-никл челика или челика са ниским садржајем угљеника, на пример класе 10. Електроде стоје у кади на високим температурама 3-6 месеци, у кади средње температуре до годину дана.

Распоред пресвлака за слано купатило игра важну улогу... Отворено слано огледало емитује количину енергије која је око 5-6 пута већа од губитка топлоте у затвореном купатилу на 1000°Ц. Због тога поклопац купатила мора бити довољно изолован. , у исто време мора се лако преклапати или померати у страну током утовара и истовара. Значајно смањење губитака огледала у купатилу може се постићи премазивањем његове површине слојем угљеничног праха од ћелијског графита.

Пошто се сол не проводи у хладном стању, потребно је загрејати да се купа. Најпогодније је коришћење почетног нихромског отпора. Потоњи, пре него што се купка очврсне, потопи се у со и споји на две електроде. Када се купка загреје, струја трансформатора која тече кроз отпор га загрева, због чега се слојеви соли поред отпора загревају и, заузврат, почињу да проводе. Отпорник се затим искључује и уклања из соли.За такав отпор може се дозволити веома висока специфична површинска снага од 10-15 В / цм2. Међутим, треба имати на уму да при раду у соли нихром постаје веома крхак и захтева пажљиво руковање.

Понекад се уместо металног отпора између електрода, након искључивања пећи, полажу комади електродног угља, који, загревајући се када је купатило укључено, загревају со. Коначно, можете једноставно загрејати подручја соли у близини електрода помоћу гасног горионика. Операција загревања купатила је прилично дуга, па је понекад боље да се купке не хладе преко ноћи, остављајући их укључене на смањеном напону.

Поред повремених електродних купатила, користе се и континуалне јединице... За појединачна купатила може се користити покретна трака изнад каде за ношење делова и њихово потапање у со. Јединице за сложене процесе топлотне обраде, које се изводе узастопно у неколико купатила, су сложеније, јер то захтева стварање наизменичног кретања делова у хоризонталном и вертикалном правцу. Обично се овај задатак решава помоћу транспортера или вртешке са уређајем за подизање.

Дакле, у поређењу са конвенционалним електричним пећима, слане купке имају следеће предности:

1. висока стопа грејања и стога високе перформансе за једнаке димензије,

2. лак за извођење различитих врста термичке и термохемијске обраде,

3. заштита производа од оксидације при загревању и хлађењу.

Недостаци сланих купатила су следећи:

1.висока специфична потрошња енергије због повећаних губитака топлоте из огледала у купатилу и потребе за његовим континуираним радом због трајања и сложености грејања (последње узрокује рад под оптерећењем),

2. прилично велика потрошња соли,

3. тешки услови рада чак и уз добру вентилацију.

Преваленција сланих купатила објашњава се чињеницом да у многим случајевима њихове предности надмашују њихове недостатке.

За најниже температуре користе се уљне купке које се изводе и са унутрашњим и са спољним грејањем. Електродни котлови за загревање воде и производњу водене паре раде на исти начин као и електродне слане купке.