3. Електротермічні установки

3.1 Класифікація установок

Термічні процеси є необхідною частиною багатьох промислових технологій при виробництві і обробці різних виробів. Безперервно зростаючі вимоги до енергозберігаючих процесів нагрівання повинні бути реалізовані в промисловості насамперед за рахунок впровадження ефективних технологічних процесів. В той же час ці технології повинні задовольняти ряду економічних критеріїв, наприклад, високій продуктивності при низькій вартості виробництва.

Для отримання теплової енергії може бути використана хімічна енергія спалюваного палива або електрична енергія. Вибір конкретного джерела теплової енергії переважно визначається економічними критеріями. В останній час для термічних процесів все ширше використовується електрична енергія внаслідок безперервного підвищення вимог до ефективності і екологічної чистоти промислових процесів, до якості продукції, до покращення загального енергетичного балансу виробництва.

В багатьох випадках електрична енергія може бути використаною більш ефективно і більш ціленапрямлено, ніж енергія палива, що спалюється. Електричні нагрівальні системи характеризуються високою технічною ефективністю і, приймаючи до уваги більш високу вартість енергії у порівнянні з енергією інших джерел, вони зазвичай більш економічні внаслідок більш низьких експлуатаційних витрат. Електротермічні установки дуже гнучкі в роботі і мають високі можливості для автоматизації процесу нагрівання.

Використання електричного нагрівання для термообробки забезпечує однозначне повторення процесу, в результаті чого можуть бути отримані задані властивості матеріалу, необхідні для покращення технічних характеристик виробів. Висока швидкість електричного нагрівання, точне регулювання і рівномірний розподіл температури забезпечують високу ефективність термічних процесів і помітну економію сировини, зокрема внаслідок низьких втрат на угар. Це проявляється особливо в тих видах електричного нагрівання, в яких теплота виділяється всередині самої деталі, що нагрівається.

Час нагрівання в електротермічних установках набагато менший, ніж в полум’яних нагрівальних установках (здебільшого на 50–80 %). Тому металургійні зміни поверхонь завантаження, такі як окислення і обезвуглероджування, значно знижуються, що сприяє високій якості виробів. Крім того, забезпечується постійна готовність до роботи, в багатьох випадках відпадає необхідність мати технологічні запаси нагрітого чи розплавленого матеріалу. Електротермічні установки легко можуть бути інтегрованими у вже існуючі виробничі лінії, що значно підвищить рівень ефективності технологічного процесу.

Електротермічні установки по способу перетворення енергії можуть бути розділені на установки прямого і непрямого нагрівання. В першому випадку відбувається виділення теплової енергії безпосередньо в самому матеріалі, що нагрівається, за рахунок протікання електричного струму через матеріал, поглинання ним енергії електромагнітного поля або бомбардування його частинками. В другому випадку електрична енергія перетворюється в теплову поза матеріалу, що нагрівається, і передається в нього процесами теплопереносу, такими як конвекція, випромінювання або теплопровідність.

Контрольні питання до підрозділу 3.1

1. Як розуміти установки прямого нагрівання опором ?

2. Яким чином відбувається нагрівання виробів в установках непрямого нагрівання опором ?

3. Які переваги і недоліки прямого і непрямого нагрівання ?