В большинстве современных
термических печей открытые нагреватели заменены нагревателями,
размещенными в радиационных трубах, которые показали большую
стойкость в науглероживающей атмосфере. Преимущество нагревателей,
защищенных радиационной трубой, заключается в том, что в случае
повреждения любое сопротивление может быть извлечено и заменено без
остановки печи. Мощность сопротивления, заключенного в одной трубе, мала,
что позволиет продолжать обработку без изменения температуры во время
замены сопротивления. Это уравнивает возможности размещения газовых и
электрических нагревательных устройств внутри рабочего пространства
печей. Варианты равноценны и по теплотехническим показателям. В пользу
электрообогрева говорит только меньшая инерционность приборов,
регулирующих нагрев, которая при установившемся тепловом режиме
практически не влияет на колебания температуры в печи.
Рядом печных фирм применен
низковольтный нагревательный элемент, получивший название «Каретерем».
Нагревательный элемент представляет собой гофрированный лист из
хромоникелевой стали различной ширины (в зависимости от высоты рабочей
камеры печи) с рабочим напряжением порядка 10 В. Такой нагреватель имеет
эмалевое покрытие, защищающее его от воздействия печной науглероживающей
атмосферы. Одним из преимуществ низковольтного нагревательного
элемента является возможность использовать его как экран для
направления циркулирующего газового потока. Элементы подвешивают в
печи без изоляции. Соприкосновение с ними деталей или механизмов загрузки
и выгрузки безопасно.
Однако при проектировании
современных печей отдают предпочтение газовому нагреву. Стоимость
калории теплоты при электрообогреве в Европе в 8—10, В США в 5—7, в СССР в 4—5 раз выше, чем при
сжигании газа. Капитальные затраты на печи с газовым обогревом на 15—20%
ниже, чем с электрическим, а затраты на ремонт примерно в 2 раза меньше.
Газовый нагрев, особенно в период разогрева садки, более эффективен,
чем электрический [8]. Иностранные фирмы иа печах с газовым обогревом
устанавливают примерно вдвое меньшее число радиационных труб, чем на таких
же по размеру электропечах (табл. 2).
Рядом печных фирм на
автоматизированных печах установлено завышенное число радиационных труб, в
результате чего тепловая мощность значительно превышает общую
потребность. Однако введение программирующего устройства позволяет
интенсифицировать нагрев с последующим автоматическим отключением
ряда труб в период стабилизирующей выдержки или насыщения.
Равномерность температуры по всему
рабочему объему печи зависит от правильного расположения радиационных
труб, а также от их формы и конструкции [2]. Для повышения равномерности
нагрева по длине прямоточной трубы широко применяются вмятины, подвесные
гирлянды (рис. 5). Создание турбулентного движения сжигаемого газа
повышает равномерность нагрева и снижает его расход [8].
Радиационные трубы и- и №-образной формы
имеют эллиптическое или круглое сечение (рис. 6). На конце трубы,
противоположном месту установки горелки, размещен воздушный инжектор,
который обеспечивает постоянное разрежение на выходе газового потока из
трубы. Благодаря такому устройству в трубе соз-
