Електротехнологічний процеси широко застосовуються в промисловості. Устаткування для цих процесів дуже різноманітно за принципом дії, потужності, характеристикам споживання електроенергії.
До електротехнологічний устаткування відносяться: електричні печі і електронагрівальні установки, електрозварювальні установки всіх видів, установки для розмірної електрофізичної та електрохімічної обробки металів. Відповідно в поняття «електротехнології» включені наступні технологічні процеси і методи обробки матеріалів:
- електротермічні процеси, в яких використовується перетворення електричної енергії в теплову для нагрівання матеріалів і виробів з метою зміни їх властивостей або форми, а також для їх плавлення і випаровування; - електрозварювальні процеси, в яких отримується з електричної енергії теплова енергія використовується для нагріву тіл з метою здійснення нероз'ємного з'єднання із забезпеченням безпосередньої сплошности в місці зварювання;
- електрохімічні методи обробки та отримання матеріалів, при яких за допомогою електричної енергії здійснюється розкладання хімічних сполук і їх поділ шляхом переміщення заряджених частинок (іонів) в рідкому середовищі під дією електричного поля (електроліз, гальванотехніка, анодная електрохімічна обробка);
- електрофізичні методи обробки, при яких для впливу на матеріали використовується перетворення електричної енергії як в механічну, так і в теплову (електроерозійна, ультразвукова, магнітоїмпульсной, електропідривної);
- аерозольна технологія, при якій енергія електричного поля використовується для повідомлення електричного заряду зваженим в газовому потоці дрібним частинкам речовини з метою переміщення їх під дією поля в потрібному напрямку.
Термін «промислові електротехнологічні установки та обладнання» включає агрегати, в яких здійснюються електротехнологічні процеси, а також допоміжні електротехнічні апарати і прилади (джерела живлення, пристрої захисту, управління і ін.).
Електронагрів широко застосовується на промислових підприємствах при виробництві фасонного лиття з металів і сплавів, нагріву заготовок перед обробкою тиском, термічної обробки деталей і вузлів електричних машин, сушки ізоляційних матеріалів і т. Д.
Електротермічною установкою називають комплекс, що складається з електротермічного обладнання (електричної печі або електротермічного пристрої в яких електрична енергія перетворюється в теплову), і електричного, механічного та іншого обладнання, що забезпечує здійснення робочого процесу в установці.
Електричний нагрів дає наступні переваги в порівнянні з паливним:
Недоліки електричного нагріву: більш складна конструкція, висока вартість установки і одержуваної теплової енергії.
Електро обладнання дуже різноманітно за принципом дії, конструкцією і призначенням. У найбільш загальній формі все електричні печі і електротермічні пристрої можна розділити за призначенням на плавильні печі для виплавки або перегріву розплавлених металів і сплавів і термічні (нагрівальні) печі та пристрої для термообробки, виробів з металу, нагрівання матеріалів під пластичну деформацію, сушки виробів і т . д.
За способом перетворення електричної енергії в теплову розрізняють, зокрема, печі та пристрої опору, дугові печі, індукційні печі і пристрої.
Піч нагріву опором
Класифікація електротермічних установок
- За способом перетворення електричної енергії в тепло.
- Установки з нагрівається струмом активним опором.
- Індукційні установки.
- Дугові установки.
- Установки діелектричного нагріву.
- За місцем виділення теплової енергії.
- Прямого нагріву (тепло виділяється безпосередньо в виробах)
- Непрямого нагріву (тепло виділяється в нагрівачі або в міжелектродному проміжку електричної дуги.
- За конструктивними ознаками.
- За призначенням.
В електропечах і електротермічних пристроях опору використовується виділення тепла електричним струмом при проходженні його через тверді і рідкі тіла. Електропечі цього виду переважно виконуються як печі непрямого нагріву.
Перетворення електроенергії в тепло в них відбувається в твердих нагрівальних елементах, від яких тепло шляхом випромінювання, конвекції і теплопровідності передається нагрівається тілу, або в рідкому теплоносії - розплав ленной солі, в яку занурюється нагрівається тіло, і тепло передається йому шляхом конвекції і теплопровідності. Печі опору - найпоширеніший і різноманітний вид електропечей.
Плавильні печі опору застосовують переважно при виробництві лиття з легкоплавких металів і сплавів.
Робота плавильних дугових електропечей заснована на виділенні тепла в дугового розряду. В електричній дузі концентрується велика потужність і розвивається температура понад 3500 ° С.
Дугова сталеплавильна піч
У дугових печах непрямого нагріву дуга горить між електродами, а тепло передається розплавляється тілу в основному випромінюванням. Печі такого роду використовують при виробництві фасонного лиття з кольорових металів, їх сплавів і чавуну.
У дугових печах прямого нагріву одним з електродів служить саме розплавляється тіло. Ці печі призначені для виплавки сталі, тугоплавких металів і сплавів. У дугових печах прямого нагріву, зокрема, виплавляють більшу частину стали для фасонного лиття.
В індукційних печах і пристроях тепло в електропровідному нагрівається тілі виділяється струмами, индуктироваться в ньому змінним електромагнітним полем. Таким чином, тут здійснюється прямий нагрів.
Індукційна гартівна установка
Індукційну піч або пристрій можна розглядати як свого роду трансформатор, в якому первинна обмотка (індуктор) підключена до джерела змінного струму, а вторинною обмоткою служить саме нагрівається тіло. Індукційні плавильні печі застосовують при виробництві лиття, в тому числі фасонного, зі сталі, чавуну, кольорових металів і сплавів.
Нагрівальні індукційні печі і установки використовують для нагрівання заготовок під пластичну деформацію і для проведення різного роду термообробки. Індукційні термічні пристрої застосовують для поверхневого гарту та інших спеціалізованих операцій.