Мармер, Мурованная, Васильев – Электропечи для термовакуумных процессов (1991) (1074336), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Особен- ~,но значительное снижение тепловых потерь наблюдается на пори- ~;, етых материалах. По сравнению с воздушной средой снижение потерь не менее 40%. г В средне- и высокотемпературных печах с использованием графитн,;:,: рованного войлока коэффициент теплопровошюсти в вакууме в 3— '-,"';. 4 реза ниже, чем в гелии 1571 „а для углеграфитовых теплоиэоляцион;: ных плит УТП 1КСП) — ниже в 5 — 6 раз, чем в гелии [731.
209 танапва 5.2. Оппипзиким кпзффпппаптпв заппппрпвопппези каупмизммпх мзтарказов в развпчимх припах Отппммма Х в заза к 2 в вакуума Воздух Эвдпузз водород Кпзффзхмапз заппаправпд. разура, паазп в вакуу;'. л. в.11 ' к7 Каваммаакпа пзпкзйп 400 800 1200 1,62 1,59 1,52 Шзмптиые ШЛ-1,0 0273 О,зз 0,39 2,Я 2,04 2,03 Мухпвтпкремпеземистые 400 и муппвзпвыа 800 МКРС 6ГЬ24 1200 0,949 0901 0,898 1,59 1,79 1,63 1,82 1,62 1,81 1,52 1,54 13,2 4,42 2,74 0,004 О,О18 О,О5 400 800 12ОО 36,5 10,7 5,28 4ОО О,О72 800 0,123 1200 0.171 Ш8П-35 О 2,29 1,85 1,67 Как известно, в печах с контролируемыми атмосферами используются форкамеры для загрузкй и выгрузки юделий, а также пламенные завесы.
Чтобы обеспечить удаление воздуха ю пор спрессонанных изделий и ю глухих каналов нлн внутренних полостей (например, трубы в бунтах), форкамеры продувают обычно тем же защитным газом. Вакуумные форкамеры позволяют снюнть расход защятного газа в садочных печах в 4 — 5 раз 1183]. Вакуумные форкамеры устраняют необходимость применения пламенных завес при загрузке н разгрузке печей с защятными средами. Это принципиально важное решение, поскольку в плаыенных завесах образуются пары воды, которые могут конденсироваться на водоохлажлаемых участках печа с контролируемыми атмосферами и являться источником увлажнения осушенного защитного газа, подаваемого в печь.
210 Кпрупц вь КД-1,3 400 0521 800 0,432 1200 0,409 Мулпитп кремнезема сума 400 0,009 впппкиистые 8ОО 0,04 МКРП-340 1200 0,096 1,74 2,43 1,96 2,79 2,03 2,95 21,3 37,9 6,65 10,8 3,87 5,94 565 93 и,а 24,7 7,58 11,36 3,53 6,62 2,8 5,12 2,51 4,54 -н 4-. нв юн н м енс. 5.1.
Зависимость удельных калнгальлых злерлг ла оборудование от рабачвго объема неча: ч1 — злдогаз; оЗ вЂ” давлчнле 10- 100 Па; п,У вЂ” давление 0,1-1 Па; чо — давление 10 -10 Па ю чо м гоо,уоо гооо Рабочий одеон печи, йло 111 Таким образом, вакуумные форкамеры дают воэможность резко сократить расход защитного газа„а также повысить качество и стабильность свойств термообрабатываемых иэделий. Оценка затрат на откачное оборудование вакуумных печей и на эндогенераторы печей с защитной средой была проведена 1184) на примере садочиых электропечей сопротивления, имеющих наибольшее распространение. В этих печах в интервале темлератур 700 — 1300 'С могут осуществляться технологические процессы снекания и термообработки изделии на основе меди, железа, никеля как в ва1сууме, так и в среде эндогаза.
Наиболее простым н наглядным является оценка капитальных и эксплуатационных затрат на создающее защитную среду оборудование, отнесенных к единице полезного объема садочных печей. Выбор лроиэводнтельности эндогенератора осуществляется по количеству газа„потребляемого печью для поддержания в ней заданного избыточного давления и для создания газонлазменной завесы.
Для вакуумных печей выбор оборудования определяется технологическими требованиями, обусловленными материалами как нагреваемой садки, так н конструкции печи. Для простоты рассматриванлся уже разработанные эндогазовые и вакуумные печи. Последние имеют различные значения остаточного давления, которое создается механическими вакуумными (10— 100 Па), пароструйными (1 — 10 ' Па) и ларомаслаными диффузионными (10 з — 10 з Па) насосами. Стоимость вакуумных систем складывается из стоимости механических, бустерных и ларомасляных насосов, а также коммутирующих устройств и средств измерения давления.
На основании оныта конструирования вакуумных систем [3, 91) стоимость трубопроводов, компенсаторов, уллотнительных узлов учитывается дополнительно в размере 15% от стоимости основных элементов вакуумной системы. Проанализировано 10 тинов шахтных и камерных печей с зндогазо. вой атмосферой, а также 12 типов вакуумных печей различных конструктивных исполнений. Результаты расчетов удельных капитальных затрат на оборудование в зависимости от лолезного обьема печей приведены на У рис. 5.1, е з йь «х ног $Ф зр $н" ° н $ ам Ъ, л гр лд ж зрр греба Рабочий ваагн лечи„дмз Рис.
5.2. Зависимость Удельных висллуатаиионимх расходов на оборудование от рабочего обьема нем. е1 — нщогаз; ел — давление 10 100 Па; еЗ вЂ” длталение 0,1-1 Па; е4 — давланне 1О -10 з Па Как видно из этого рисунка, удельныс капитальные затраты на стдочные печи с зшюгазовой атмосферой близки к аналогичньпн затратам на вакуумные печи с остаточным давлением 1 — 10 а Па. При более высоких давлениях в вакуумных печах (10 — 100 Па) удельные затраты в 15 — 2 раза ниже, чем в садочных печах с знлогазовой атмосферой. Эксплуатационные затраты подсчитывались по расходу электроэнергии, зндогаза, воды, а также по зарплате обслуживающего персонала, квалификация н количество которого были приняты равными дпя зндогазовых и вакуумных печей. В затратах учитывались и амортизационные отчисления. Соотношение удельных эксплуатационных расходов представлено на рнс.
52, из которого видно совпадение значений агля зндогазовых н вакуумных печей с остаточным давлением 1 — 10 Па. При более высоких давлениях в вакуумных печах (10-100 Па) удельные расходы на их эксплуатацию на 20 — 30% ниже, чем в печах с эндогазовой атмосферой 11841 . Таким образом, экономическая оценка стоимости обработки в зндогазе или вакууме 1-10 з Па показывает, что удельные капиталь. ные затраты на оборудование и расходы по его содержанию приблизительно равны. При остаточных давлениях 10-100 Па удельные расходы ниже. Стоимость вакуумных печей в 1,5-2 раза выше, чем печей с зндогазовой и другими контролируемыми атмосферами.
Необходимо отметить, что с повышением уровня автоматизации стоимости сравниваемых групп печей будут выравниваться. Как указано ранее, технико-экономический эффект может быть получен при повышении производительности печей, которая обычно приводит к снижению удельных расходных коэффициентов, а также при. использовании новых материалов и конструктивных решений, снижающих матерналоемкость печей или повышанлцих срок службы нх отдельных элементов. 212 Таблица 5З. Динамика роом экономической эффективиости от исповьзоваиия вакуумных печей сопротяввеиия за период 1961-1983 зт. (по пятияеткам) Вия тезиико- экоиомиче- Ското э(ь фектз Экономическая з4~фектявиость по пязежткам 1Х Х Х) (1971- (1976- (1981— 1976) 1960) 1966) ЧП (1961- 1966) "т'1П (1966- 1970) 17 7 37 1 133,5 Су р й 3Л эффект за пативетку, мзи Относительная 1 зффекпмвосзь 5.2.
Перспективы применении термовакуувзньзи процессов и эпектропечаи еопротивле4~"н ". Принципы создания перспективных вакуумных электропечей заключаются в следующем: создание печей с повышенным сроком службы на основе использования свойств новых материалов и отработки новых конструктивных рещений основных элементов печей, включая системы автоматического резулнрования процессов; на основе технико-зкономического и функц(юнально-стоимостного анализов — создание печей с производительностью, дающей максимальный экономический эффект для обрабопси групп изделий близких по параметрам технологических процессов; создание вакуумных печей, которые при проведении технологических процессов могут заполниться различными газами с давлениями 213 В табл.
5.3 приведены данные по экономической эффективностии за период 1961 — ' 1985 гг., относящиеся к вакуумным печам сопротивлении, которые были изготовлены заводами электро- термического оборудования. Наблндается устойчивое увеличение экономической эффективности по пятилеткам. Необходимо отметить еще раз такие дополнительные преимущества вакуумных печей, которые покаещене поддаются экономическому расчету, как экологическая безопасность, резкое снижение уровня пожаро= и взрывоопасности, отсутствие токсических веществ в атмосфере цехов н соответственное снижение заз,уат на установку специальной вентиляции. до О,б МПа; нам представляется, что все газонаполненные печи целе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
