Жидкие теплоносители в электрических печах

Электрические печи с жидкими теплоносителями (соляные, масляные, щелочные ванны) позволяют осуществить быстрый и равномерный нагрев и охлаждение изделий из черных и цветных металлов под различные виды термообработки в интервале температур 150—1300 °С. Их отличает высокий коэффициент теплоотдачи к поверхности изделий, равномерность температурного поля в жидкости, возможность нагрева без использования защитных атмосфер.

В качестве теплоносителей используют различные соли, расплавы щелочей и масла. Так, например, для нагрева под закалку изделий из легированных и быстрорежущих сталей в интервале температур 950—1300 °С используют смесь из 90 % ВаС12 и 10 % NaCl. Нагрев под закалку и нормализацию углеродистых и легированных сталей в интервале температур 700-—1060°С проводят в смесях
следующего состава: ВаС12 + КС1 -f NaCl. Для осуществления ступенчатой и изотермической, а также светлой закалки изделий их нагрев проводят в смесях из NaNO3 + KNO3 + NaNO2 и КОН + + NaOH. Последние соли используют также для отпуска закаленных изделий.

Печи классифицируют по ряду признаков: по виду жидкого теплоносителя (соляные, селитровые, щелочные, масляные); по способу нагрева жидкости (ванны прямого и наружного нагрева); по рабочей температуре рабочего пространства (низкотемпературные ванны —до 650 °С, среднетемпературные —до 850 °С и высокотемпературные — до 1300 °С).

В электродных соляных ваннах электрический ток подводят к расплавленной соли электродами, погруженными в соль. Нагрев соли осуществляется при прохождении электрического тока от электрода к электроду. Питание осуществляется от сети переменного тока напряжением 380 и 220 В через понижающие трансформаторы. Рабочее напряжение на электродах обычно составляет 10—20 В. Ванны различаются конструкцией электродной группы. Электроды обычно изготовляют из низкоуглеродистых сталей. Питание ванны осуществляют двух и трехфазным током.

Футеровки ванн обычно двухслойные из огнеупорного и теплоизоляционного материала. Их заключают в металлический кожух. Помимо наружного кожуха имеется также и внутренний, отделяющий огнеупор от изоляции, что предохраняет последнюю от пропитывания солью. Теплопроводность теплоизоляционных изделий, пропитанных солью, резко повышается, что увеличивает тепловые потери ванной в окружающее пространство. С целью уменьшения тепловых потерь зеркалом расплава ванны снабжаются съемными футерованными крышками. Обычно по периметру ванны размещают бортовые газоотсосы для удаления газов и паров, выделяющихся из расплава.

С целью интенсификации нагрева некоторые ванны снабжаются специальными мешалками. Перемешивание осуществляют также путем барботипования через расплав воздуха или иных газов.
Окалина, попавшая в ванну с электродов и изделий, может окислять и обезуглероживать изделия. Для устранения этого расплав в ванне периодически раскисляют. Составы раскислителей зависят от состава расплава. В частности, для ванн из хлористого бария в качестве раскислителя используют смесь из буры, кварцевого песка и ферросилиция.

Следует отметить, что эксплуатация ванн требует выполнения особых мер по технике безопасности, исключающих попадание в ванну влаги.
Печи могут работать как в одно-, двух- и трехступенчатом, так и в методическом режиме. В последнем случае они снабжаются конвейером с подвешенными к нему корзинами. Группа ванн с различными теплоносителями позволяет осуществлять ступенчатую закалку. В этом случае линия оборудуется ваннами для очистки и мойки изделий, а также сушилками.