Elemente constructive ale cuptoarelor electrice cu rezistoare

Elemente constructive ale cuptoarelor electrice cu rezistoare

In general, cuptoarele electrice cu rezistoare au urmǎtoarele pǎrti constructive: carcasǎ, cǎptusealǎ, dispositive rezistente la temperaturi inalte pentru sustinerea sau deplasarea pieselor, elemente incǎlzitoare si piesele lor de fixare; instalatii auxiliare (ventilatoare, vase pentru cǎlire etc), utilajul electric al cuptorului (transformatoare sau autotransformatoare de alimentare, cabluri de conexiuni, aparate de mǎsurǎ etc).

Fig. 1.9. Cuptor electric cu rezistoare cu incǎlzire indirectǎ: 1 - izolatie termicǎ; 2 - material refractor; 3 - rezistor; 4 - piesǎ; 5 - placǎ vatrǎ; 6 - beton refractor; 7 - carcasǎ; 8 - mecanism actionare usǎ; 9 - carcasǎ contragreutate usǎ; 10 - usǎ lucru; 11 - dispozitiv prindere usǎ; 12 - dispozitiv blocare usǎ; 13 - suport usǎ.

Fig. 1.10. Amplasarea rezistoarelor in camera cuptorului. a - dispunerea rezistoarelor spiralate din sarmǎ: 1 - pe boltǎ; 2, 3 - sub vatrǎ; 4 - pe peretii laterali; 5 - pe tub ceramic: d - diametrul sarmei, t - pasul spiralei, D - diametrul tubului ceramic; b - dispunerea rezistoarelor in zigzag: 6 - zigzag din sarmǎ sau bandǎ;

7 - incǎlzitor montat sub vatrǎ; 8 - incǎlzitor din sarmǎ in zigzag montat pe peretele lateral; 9 - incǎlzitor din bandǎ in zigzag montat pe boltǎ; a - grosimea materialului; t - pasul spiralei.

Din punct de vedere constructiv, un cuptor electric cu rezistoare cu incǎlzire indirectǎ (tip camerǎ) are urmǎtoarele elemente principale (fig.1.9):  

v    Carcasa cuptorului are rolul de a asigura atat rezistenta mecanicǎ a constructiei, cat si

etanseitatea cuptorului si este realizatǎ din tablǎ de otel rigidizatǎ cu profile din acelasi material In cazul cuptoarelor de joasǎ temperaturǎ existǎ douǎ carcase, una interioarǎ si una exterioarǎ, imbinate prin legǎturi elastice care dau posibilitatea dilatǎrii inegale a celor douǎ componente. Pentru evitarea scurtcircuitelor termice si a incǎlzirii locale a zonelor de imbinare de pe carcasa exterioarǎ, piesele de legǎturǎ se izoleazǎ termic (cu azbest) fatǎ de mantaua exterioarǎ.

Carcasa cuptorului incǎlzindu-se mai mult in zonele de langǎ usǎ, aceste pǎrti trebuie confectionate din plǎci masive, turnate, din otel sau fontǎ. Se recomandǎ mantaua exterioarǎ sǎ fie acoperitǎ cu un strat de vopsea antiradiantǎ (vopsea de aluminiu, de exemplu) pentru a micsora pierderile de cǎldurǎ in mediul ambiant.

v    C ptuseala cuptorului trebuie construitǎ si executatǎ cat mai bine, deoarece ea

influenteaz : m rimea pierderilor termice, deci consumul de energie electricǎ; timpul de incǎlzire si durata de functionare a instalatiei; greutatea, dimensiunile de gabarit si pretul de cost al instalatiei; calitatea procesului tehnologic aplicat pieselor.

Cǎptuseala cuptorului se executǎ din unul sau mai multe straturi de materiale termoizolante si refractare. La alegerea materialului cǎptuselii trebuie sǎ se tinǎ seama atat de cǎldura acumulatǎ in zidǎrie panǎ la atingerea regimului stationar (Q_st), cat si pierderile de cǎldurǎ prin zidǎrie pe durata regimului stationar (Ø_st). Se adoptǎ acea variantǎ, pentru care suma (Ø_st+ Q_st)/ t_f admite un minim, unde prin t_f s-a notat durata de functionare neintreruptǎ a cuptorului.

La cuptoarele de joasǎ temperaturǎ cǎptuseala este constituitǎ dintr-un singur strat de material termoizolant dispus intre cele douǎ carcase. La cuptoarele de medie si inaltǎ temperaturǎ , cǎptuseala are 12 straturi din material refractar si douǎ sau mai multe straturi de izolatie termicǎ.

Partea superioarǎ a cuptorului se inchide prin bolti plane sau arcuite, materialele utilizate fiind sub formǎ de plǎci, cǎrǎmizi tip panǎ sau piese fasonate.

v    Boltile arcuite si sferice se realizeazǎ din cǎrǎmizi sub formǎ de panǎ sau combinatii

ale acestora cu cǎrǎmizi drepte, in functie de dimensiunile boltii. Se recomandǎ utilizarea boltilor arcuite line, cu unghiul la centru 60°.

Boltile plane se pot zidi cu cǎrǎmizi drepte, cu plǎci special refractare sau cu grinzi special fasonate, ultimele douǎ solutii fiind frecvent intalnite la cuptoarele de topire si la cele cu conveier suspendat. Deschiderea acestor cuptoare poate depǎsi 3 metri, in schimb cresc considerabil pierderile termice prin boltǎ datoritǎ cǎldurii acumulate de grinzi, care sunt de sectiune mare si din materiale refractare grele.

v    Usa cuptorului , la joasǎ temperaturǎ se confectioneazǎ dintr-un singur strat termoizolant

dispus intre douǎ plǎci metalice turnate, iar pentru temperaturi medii si inalte se prevede un strat refractar de 1..2 straturi termoizolante. Actionarea usii este mecanizatǎ la cuptoarele de capacitate medie si mare, iar la cele de capacitate micǎ se face manual.

Indiferent de tipul constructiv, dimensiunile usii trebuie sǎ fie cu 50.100 mm mai mari decat ale deschiderii, pentru a diminua pierderile termice.

v    Rezistoarele  sau incǎlzitoarele se confectioneazǎ din materiale conductoare cu

rezistivitate electricǎ mare si coeficient redus de variatie a rezistivitǎtii cu temperatura, fiind sub forma de sarme sau benzi.

Amplasarea rezistoarelor in camera cuptorului (fig.1.10) se face pe peretii laterali, pe boltǎ, sub vatrǎ etc., elementele de sustinere fiind tuburi ceramice, cǎrǎmizi fasonate, carlige si bolturi din materiale refractare.

Incǎlzitoarele din sarmǎ se confectioneazǎ sub formǎ de spirale sau in zigzag, iar cele din bandǎ numai in zigzag. Incǎlzitoarelr din sarmǎ in spiralǎ si cele din bandǎ in zigzag au, fatǎ de incǎlzitoarele din sarmǎ in zigzag, avantajul cǎ pot fi confectionate din laminate de sectiuni mari si datoritǎ acestui fapt se pot conecta direct la reteaua interioarǎ de distributie a consumatorului (3x380V, 50 Hz), fǎrǎ utilizarea transformatoarelor coboratoare.

Pe de altǎ parte, incǎlzitoarele din sarmǎ in zigzag, in raport cu cele spiralate, au o duratǎ de viatǎ mai mare pentru aceeasi sectiune si putere degajatǎ pe unitatea de suprafatǎ a cǎptuselii.

Referitor la dimensiunile spiralei, acestea se aleg astfel incat sǎ asigure o rigiditate mecanicǎ suficientǎ, iar ecranarea sǎ fie cat mai redusǎ.

Diametrul D al tubului ceramic (fig.1.10-5), pe care se dispune spirala, se alege din considerente de rezistentǎ mecanicǎ a materialului. Pentru a diminua ecranarea incǎlzitoarelor de cǎtre cǎptuseala cuptorului, rezistoarele de sarmǎ in zigzag montate pe peretii laterali (fig.1.10-8) se fac profilate, iar cele dispuse sub vatrǎ (fig.1.10-7) sau boltǎ (fig.1.10-9) se distanteazǎ de zidǎria refractarǎ prin suporti speciali sau carlige de otel

v    Dispozitivele rezistente la temperaturi inalte (sine de rulare, ghidaje,  plǎci de vatrǎ

etc.) sunt din otel refractar si au rolul de a sustine sau a permite deplasarea incǎrcǎturii in camera de lucru.  Plǎcile de vatrǎ pe care se aseazǎ materialul de incǎlzit se confectioneazǎ, prin turnare, din otel rezistent la temperaturi inalte. In cazul cuptoarelor la care placa de vatrǎ acoperǎ elementele incǎlzitoare, constructia trebuie sǎ asigure dilatarea liberǎ a acesteia.

Piesele supuse incǎlzirii se pot deplasa de-a lungul cuptorului fie direct pe barele de glidare, fie folosind platforme. Eforturile de impingere se reduc considerabil dacǎ se folosesc platforme cu role.