Московский Энергетический Институт Научно-Исследовательский Университет Митяков Ф.Е. Разработка модели высокотемпературной вакуумной печи с экранной теплоизоляцией Руководитель: д.т.н., проф. Рубцов Виктор Петрович

ВПС в СССР Вакуумные печи сопротивления (ВПС) получили развитие в СССР в е годы XX века главным образом в связи с возникновением новых областей техники таких, как атомная и ракетная, а также в связи с бурным качественным развитием металлургии черных, цветных и редких металлов, электроники, авиации и пр. Известно, что до перестройки развитие ВПС происходило в семь раз быстрее, чем других печей сопротивления вместе взятых. В 70х годах прошлого века в СССР за 10 лет разработано около 40 типов, и ежегодно выпускалось около 200 вакуумных печей сопротивления с экранной теплоизоляцию мощностью кВт. А за последующие 10 лет (70-80е годы) было изготовлено более 9 тысяч вакуумных печей сопротивления различных типов.

ВПС типа СНВЭ СНВЭ – Электропечь сопротивления камерная вакуумная с экранной теплоизоляцией; Ряд печей типа СНВЭ по температурам: 1300; 1600; 1800; С; Размеры рабочего пространства типового ряда печей СНВЭ: 3, 9, 16 литров; Материал нагревателя: вольфрам; Комплект теплоизоляции: вольфрам + молибден + нержавеющая сталь; Тип нагревателя – зигзагообразный прутковый; Несмотря на повышенный расход электроэнергии, для ряда технологических процессов, когда требуется повышенная чистота или необходима малая тепловая инерция печи, должны применяться ВПС с экранной теплоизоляцией.

Нагреватель в печах СНВЭ Отношение поверхности нагревателя такого типа к теплоизоляции в 3-литровой печи – 0,207, что приводит к перегреву нагревателя в печах на С на С; в печах на С на С. А срок службы таких нагревателей измеряется десятками часов*. * - по публикациям Мармера Э.Н.

Предпосылки для модернизации - выход из строя на большинстве заводов России советских сконструирован- ных ВПС, запущенных в работу в х годах XX века, что привело к высокому спросу на данное оборудование; - рывок иностранных компаний, производящих электротермическое оборудование; - высокая стоимость иностранного электротермического оборудования; - ряд технологических процессов (например, спекание танталовых анодов для конденсаторов), для которых одновременно необходимы: номинальная температура в печи до С и высокая чистота рабочего пространства печи (применение теплоизоляции на основе УУКМ неприемлемо).

Иностранные аналоги На слайде представлены нагревательные блоки ВПС спроектированной канадской компанией VacAero. Аналогичные нагревательные блоки такого типа применяются различными фирмами Германии, Польши, США, Канады и др. Основное преимущество: увеличение теплоотдающей поверхности нагревателя.

Спрос в России на установки такого типа В период с августа по декабрь 2011 года в России проведены 9 тендеров, аукционов, коммерческих спросов на общую сумму более * рублей по приобретению установок, в которых возможно установить нагреватель нового типа: СЭВ-2,5.5/20 СНВЭ-16/20 СШВЭ-7/22 СНВЭ-1.3.1/20 СНВЭ-16/13 СШВЭ-1.2,5/25 – 2 шт. СЭВЭ-3,2.5/ коммерческих спроса на поставку немецких печей аналогичных СНВЭ по размерам рабочего пространства и температурам на общую сумму более рублей. * - по данным торговых площадок РосАтома, Сбербанк-АСТ, Росэлторга.

Постановка задачи Разработать модель нагревательной камеры ВПС типа СНВЭ в пакете прикладных программ Ansys. С помощью разработанной модели определить: превышения температуры на нагревателях, при различных номинальных температурах в печи; максимально-допустимую номинальную температуру в печах типа СНВЭ. Сравнить следующие параметры (перегрев нагревателей при одинаковых номинальных температурах, максимально-допустимую номинальную температуру, а также срок службы нагревателей) в зависимости от изменения конструкции нагревательного элемента в печах типа СНВЭ.

Список литературы Лейканд М.С. Вакуумные электрические печи (сопротивления и индукционные). – М.: Энергия, Мармер Э.Н. Вакуум в порошковой металлургии. – М.: Мордвинцев, Митяков Ф.Е. Особенности построения экранной теплоизоляции в вакуумных печах сопротивления. Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий АПЭЭТ Сборник научных трудов. Екатеринбург: ФГАОУ ВПО УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2011, с. Мармер Э.Н. Александр Данилович Свенчанский – крупнейший организатор электротермии XX века// Электротехнология на рубеже XX-XXI веков//Сб. докл. Науч.-техн. Семинара, посвященного 100-летию профессора А.Д. Свенчанского. – М.: Издательство МЭИ, С Документация торговых площадок РосАтома, Сбербанк-АСТ, Росэлторг