Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
В качестве нагревателей для печей paccматриваемого типа применяются уголь, графит, криптол или графитообразный кокс, силит, основной составной частью которого является карборунд (SiC).
Криптольные печи состоят из oгнеупорной футеровки, заключенной в металлический кожух или стянутой арматурой. Внутри футеровки оставляется место для криптола, который окружает тигель с боковых сторон и со стороны дна и соприкасается с электродами, подводящими ток. Иногда тигли не зарывают в кринол, а ставят сверху на слой криптола одинаковой толщины, оставленный между электродами. Поперечное сечение криптольного пространства около электродов оставляется значительно большего размера, чтобы обеспечить более низкую плотность тока, а следовательно, и более низкую температуру электродов и тем самым предохранить их от преждевременного сгорания.
Ток к криптолу подводят при помощи двух электродов, расположенных с противоположных сторон. Лучше делать электроды в виде металлических пластин, соприкасающихся с криптолом лишь одной стороной, тогда как вторая сторона охлаждается путем свободного доступа к ней воздуха. В нагревательном пространстве плотность тока значительно больше, чем в электродных, поэтому высокая температура развивается в нагревательном пространстве, где располагаются тигли с металлом.
Криптол применяется в виде зерен определенной крупности; наиболее употребительная величина зерен криптола от 0 до 10 мм. В качестве криптола могут употребляться электродный бой или огарки электродов луговых печей, измельченные до определенной крупности зернa и освобожденные от пыли.
Температура рабочего пространства может достигать 1500—1600°. До некоторой степени она может регулироваться плотностью набивки и толщиной нагревательного слоя криптола. Лучшие для этой цели пользоваться ступенчатым трансформатором.
В атмосфере криптольной печи содержится большое количество окиси углерода, которая при открывании крышки сгорает и сменяется окислительной воздушной атмосферой.
Давление в печи не отличается от атмосферного, так как между крышкой и печью обычно всегда остается зазор, а большого газообразования в печи не происходит.
В свое время применялись отражательные производственные криптольные печи, в которых криптол располагался под сводом печи в кольцевом корыте, сделанном из карборунда. Ток подводился при помощи графитовых электродов в двух или в трех местах в зависимости от рода применяемого тока — однофазного или трехфазного. В настоящее время такие печи вышли из употребления, так как имеются конструкции более совершенных и более экономичных печей.
Известны печи, в которых нагревателями служат угольные или графитовые пластинки. Сопротивление у них регулируется степенью плотности контакта между отдельными пластинами, которые в общей пачке поджимаются винтами.
В некоторых печах нагревателем служит графитовый тигель, который зажимается между двумя охлаждаемыми водой контактами, имеющими степенью поджатия контактов, а главным образом с помощью ступени соприкосновения с тиглем вверху и внизу. Нагрев регулируется отчасти графитовые или угольные пластины, служащие для непосредственного того трансформатора.
Имеются печи, с которых нагревателем служит угольная труба, к концам которой подводится ток.
Описанные печи являются скорее лабораторными, чем производственными.
В силитовых печах нагревателями служат стержни, изготовленные в главной cвоей массе из карборунда. Bо избежание нагрева контактов стержень делается переменного сечения: нагревающая часть более тонкая, а контактные концы имеют в 5—8 раз большую площадь сечения.
Один из способов изготовления силитовых стержней таков. Высококачественный (свободный от примесей) карборунд измельчают в порошок определенной крупности и просеивают на фракции; для стержней определенного электросопротивления берется порошок определенного же зернового состава. Затем карборундовый порошок смачивают раствором сахара, служащего связующим, тщательно перемешивают и равномерно утрамбовывают в металлические формы. Отформованные стерженьки выкладывают на сушильную плиту, просушивают и прокаливают для перевода сахара в уголь.
Контактные наконечники обычно формуют отдельно, после чего нагревательные части собирают с наконечниками в виде готового стержня и погружают в расплавленный кремний. При этом кремний диффундирует по границам зерен карборунда, где располагается уголь, оставшийся от перегонки cахаpa, вступает в реакцию с углеродом, образуя также карборунд.
Для получения доброкачественных стержней необходимы; чистота и однородность карборунда, тщательное выдерживание зернового состава, интенсивное перемешивание со связующим, равномерная набивка при формовке, постепенная сушка и прокаливание для коксования связующего и достаточная выдержка в чистом расплавленном кремнии. При соблюдении этих условий силитовые стержни получаются с идентичным электросопротивлением и с одинаковой стойкостью.
В одну печь следует ставить стержни одинакового электросопротивления, в противном случае не все стержни будут нагреваться до одинаковой температуры: одни будут недогреваться, другие перекаливаться. Стержни в печи могут включаться и последовательно в зависимости от напряжения в сети и секциями: параллельно.
Температура в печи может поддерживаться и регулироваться с помощью включения определенных секций стержней: отдельные секция могут включаться последовательно и параллельно, и, наконец, в случае трехфазного тока секции могут включаться звездой и треугольником. Иногда пользуются ступенчатым трансформатором, а также реостатом.
Атмосфера и давление в таких печах нормальные, так как силит сгорает чрезвычайно медленно, и заметного количества других газов к воздуху не добавляется.