ТЕПЛОВОЙ БЛОК ВАКУУМНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ СШВГ-25.16/21
ИЗ УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ
МАТЕРИАЛОВ
В.П. Гриценко, С.А. Уваров, А.М. Шостак
Описаны результаты опыта использования углерод-углеродных композиционных материалов при модернизации электровакуумных печей.
Вакуумная шахтная электропечь сопротивления типа СШВГ-25.16/21 предназначена для пироуплотнения и высокотемпературной обработки при производстве изделий из углерод-углеродных композиционных материалов. Печь может быть использована и для других операций термической обработки с рабочими температурами до 21000С.
Создание печи СШВГ-25.16/21 было проведено на базе печи СШВГ-25.30/21.
Целью работ было создание оптимальной с точки зрения рабочего объема и расходования энергоресурсов печи на основе теплового блока из углерод-углеродных композиционных материалов при этом сокращение до минимума использования углерод-углеродных композиционных материалов ввиду довольно высокой цены этих материалов.
От выбора материалов для теплоизоляции средне и высокотемпературных электровакуумных печей в значительной степени зависит их работоспособность. Основными требованиями к материалам являются стабильность служебных свойств, совместимость с окружающей средой (контактные реакции и взаимодействие с парами нагреваемых материалов и остаточными газами).
В средне и высокотемпературных электровакуумных печах для теплоизоляции обычно применяются тугоплавкие металлы, такие как вольфрам и молибден (ТМ), и углеродные материалы, как из различных сортов графита, так и из углерод-углеродных композитов (УУКМ). Довольно высокие физико-химические свойства последних позволили сделать выводы о перспективности их использования в качестве материала теплоизоляции средне и высокотемпературных электровакуумных печей.
По конструкции теплоизоляции электровакуумных печей, обычно бывают экранными, объемными, либо смешанного – экранно-объемного типов. Из УУКМ возможно изготовить все перечисленные типы теплоизоляции.
Преимущества УУКМ в качестве теплоизоляции перед войлоками и сажей состоит в том, что изделия из УУКМ могут использоваться в качестве самостоятельного элемента конструкции, а войлоки и особенно сажа требуют специальных конструктивных решений для их размещения – внутренние и наружные экраны, торцевые элементы. Войлоки, как правило, дают усадку, легко пропитываются испаряющимися парами садки. Сажа кроме усадки и сложности с загрузкой легко переносится потоками газов.
Термоокислительнная способность УУКМ ниже, чем у ТМ, и при их применении остаточное давление в печи может быть повышено до 1-10 Па, притом, что работа с блоками из ТМ должна производиться в вакууме 10-1-10-2 Па. Печи с блоками УУКМ могут эксплуатироваться с форвакуумными насосами, а печам с блоками из ТМ необходимы высоковакуумные насосы.
Тепловой блок электропечи СШВГ-25.16/21:
1-материал УКПМ-К; 1-материал ОЛКАРБ;
3-материал МКРВЦ-150
Низкий коэффициент линейного расширения УУКМ позволяет упростить конструкцию и исключить компенсационные элементы. Конструкции из УУКМ технологичны, легко обрабатываются, что также их выгодно отличает от конструций из ТМ.
Существенным недостатком использования УУКМ в качестве материала теплоизоляции вакуумных печей является его довольно высокая стоимость. Желая свести к минимуму данный недостаток, было предложено использовать в низкотемпературной области теплоизоляции недорогой теплоизоляционный материал МКРВЦ –150 производства ЗАО «Изосев».
Конструкция нагревателя была заимствована у электропечи СШВГ-25.30/21 скорректированная по высоте с учетом изменившихся размеров теплового блока. Такое решение было принято исходя из экономической целесообразности – о чем говорилось выше.
В результате был разработан проект реконструкции вакуумной электропечи СШВГ-25.16/21, который в настоящее время положен в основу проекта создания нового печного участка.
.
ЛИТЕРАТУРА
1.О.С.Гуревич, Ю.П.Ляхин, С.И. Соболев Высокотемпературные электропечи с графитовыми элементами. М.: «Энергия», 1974.
2. Э.Н. Мармер, С.Г. Мурованная, Ю.Э. Васильев Электропечи для термовакуумных проце-сов. М: «Энергоатомиздат», 1991.
3. Э.Н. Мармер Вакуумные электропечи с нагревательными блоками из углеродных композиционных материалов // Электротехника.1995, №11.
|