Перейти к содержанию
Лымарь Павел Александрович

Почему горят спирали в муфельной печи?

Рекомендуемые сообщения

Всем здравствуйте! Сейчас опишу нашу проблему, может кто подскажет как её решить.

Есть муфельная печь габариты которой: длинна 3000 мм, ширина 350 мм, высота 160 мм, спираль - фихраль, ф проволоки 7мм, длинной 70м. Поставлена задача разогнать эту печь до 1000 градусов и поддерживать заданную температуру.

В електро шкафу стоит сборка, которая преобразует переменный ток в постоянный и регулятор мощьности напряжения. При наборе температуры постепенно  увеличивал напряжение и соответственно силу тока. При I=400V и U=130A максимальная температура в печи достигла 960 градусов. При данной температуре печь проработала примерно 1,5 часа, после чего перегорела спираль (она расплавилась и сложилась).

Вопрос : почему сгорела спираль? Ведь температура в печи была меньше температуры плавления фихрали. И как можно решить поставленную задачу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Судя по описанию и параметрам нагревателя, печь не самодельная, а сделанная профессионально, хотя и очень старая. Может быть, дело как раз в возрасте печи и нагревателя (и нагреватель, и теплоизоляция со временем разрушаются). Чтобы понять, в чем проблема, нужны фотографии печи, нагревателя и шкафа управления. Кстати, на будущее, напряжение (U) измеряется в Вольтах, а ток (I) в Амперах, и электро пишется через "э", а фехраль через "е".

Изменено пользователем Авас Петяев

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Как  спираль соединена с источником ? Одна целиком или есть участки параллельные? Схему присоединения спирали к источнику нужно знать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Спираль может перегореть и при температуре печи 20 град.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Спасибо всем кто отозвался и за указанные ошибки, фото печи я выложу.

А с вами Игорь я бы хотел пообщаться по этому поводу. Не могли бы вы расчитать в таком случае какой длинны проволоку нам брать и какое напряжение подавать. За ранее благодарен.

IMG_20190723_172016998[1].jpg

IMG_20190723_173818421[1].jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
5 часов назад, Лымарь Павел Александрович сказал:

При наборе температуры постепенно  увеличивал напряжение и соответственно силу тока.

При наборе температуры надо наоборт понижать мощность, а вы ее повышали. Чем выше температура спирали (не путать с температурой в самой камере) тем меньше подаваемая мощность иначе спираль сама себя расплавит как бы изнутри, что у вас и произошло. Чтобы делать расчеты нужно от чего то отталкиваться. Или к уже имеющейся спирали подбирать подводимую мощность или к заданной мощности мотать спираль.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Повышал мощность, т.к. печь выходила на определённую температуру которая больше не поднималась.

А по поводу расчётов: спирали мы мотаем сами , мощность печи - регулируется, так вот нужно узнать какое-то соотношение этих двух компонентов.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Возможно, термоизолятор не справляется. И нужны фотки камеры внутри. И как уложен нагреватель.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
45 минут назад, Лука сказал:

термоизолятор не справляется

скорее всего.

50 с хвостиком кВт и остановился нагрев (если достаточно ждали) - теплоизоляция для этой печи недостаточна.

Что-то советовать недостаточно исходных данных.

Калькуляторов фехралевых нагревателей в сети валом. Если у вас потребляло 53кВт и остановилось на 960 градусах, при чем спираль перегорела - считать надо спираль киловатт на 70, наверное. Но лучше глянуть на теплоизоляцию. Может там ее вовсе нету...

 

п.с. Нормальная печь вашего обьема должна потреблять не больше 25кВт. (учитывая, что она длинная и тонкая).

Изменено пользователем break

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

Что выдает ваш регулятор мощности (предел регулировки)?

Это пром. печь или сделана самостоятельно?

Если пром. - ТТХ с завода-изготовителя есть?

Она вообще допускает нагрев до 1000 градусов? Т.е. - что за теплоизолятор, какая футеровка и т.п.

 

Нагреть до 1000 градусов можно любой ящик, похожий на печь. Главное - сколько оно так проработает и сколько при этом скушает электричества...

Да, кстати - печки с паршивой теплоизоляцией и "тяжелой" футеровкой могут набирать температуру сутки и больше. Ваши полтора часа ни о чем.

 

Изменено пользователем break

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Это печь из нутри, спирали лежат по бокам. Соеденины паралельно. Печь имеет двойное дно, спирали сначала лежали под плитами но при первом запуске они тоже перегорели и после их положили по бокам. 

1 час назад, break сказал:

Это пром. печь или сделана самостоятельно?

История об этом умалчивает, но всю электрику и электронику мы делали и делаем сами.

 

1 час назад, break сказал:

Что выдает ваш регулятор мощности (предел регулировки)?

На вольтметре 400в но по факту накручивать можно и больше, а силу тока измеряем щапцами на каждой фазе.

 

 

IMG_20190724_132915903[1].jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Судя по фото - это не печь.

Это тихий ужас мягко говоря.

Я б переделывал полностью.

Хотя бы купить плиты МКРП-340, выложить печь, в плитах прорезать пазы под спираль, спираль навивать на керамические трубки. Ну и т.п.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
1 час назад, break сказал:

Т.е. - что за теплоизолятор, какая футеровка и т.п.

Пол печи и стенки сделаны из огнеупорного кирпича - это мы не трогали, а  верх перекрыли новыми плитами и ватой.

IMG_20190724_133256336[1].jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А чем огнеупорный кирпич плох?  Мерял пирометром температуру на стенках печи (когда в ней было 960 градусов) - было 60 градусов. А вскрыли печ через сутки, так в нутри было около 200.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Если кирпич просто огнеупор - плохо. Потому как туда все тепло и уходит, 60 снаружи не показатель, площадь поверхности у вас огромнейшая. Если легковес - нормально. У вас - легковес?

Вообще, обычный огнеупорный кирпич то же имеет право там быть. Только его теплоизолировать снаружи надо.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
1 час назад, Лымарь Павел Александрович сказал:

Это печь из нутри, спирали лежат по бокам. Соеденины паралельно. Печь имеет двойное дно, спирали сначала лежали под плитами но при первом запуске они тоже перегорели и после их положили по бокам. 

То есть, там не один нагреватель длиной 70 м на 400В, а несколько коротких? Или Вы опять путаете параллельное соединение с последовательным? В случае параллельного соединения нет ничего удивительного в том, что нагреватели перегорают. 70-ти метровый нагреватель из проволоки ф7 мм имеет сопротивление 2,3 Ом и при 400 В пропускает 175 А, что означает токовую нагрузку в 4,5 A/мм2. Это, конечно, многовато, но при 1000°C еще не критично. Если же разбить этот нагреватель на равные куски и соединить их параллельно на 400В каждый, то токовая нагрузка на каждом куске увеличится во столько раз, сколько кусков образовалось из 70 м.

Изменено пользователем Авас Петяев

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
26 минут назад, break сказал:

У вас - легковес?

да кирпич легковес,

 

14 минут назад, Авас Петяев сказал:
1 час назад, Лымарь Павел Александрович сказал:

 

То есть, там не один нагреватель длиной 70 м на 400В, а несколько?

Да , замечание верное, в последний раз было последовательное соединение, спираль лежала одним целым куском длинной 70м.

А перед этим пробывали паралельное соединение, пока не было регулятора напряжения,  т.к. напрямую через теристоры 380в не хватало.

Но результат в обеих случаях одинаковый.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
2 часа назад, Лымарь Павел Александрович сказал:

Мерял пирометром температуру на стенках печи (когда в ней было 960 градусов) - было 60 градусов. А вскрыли печ через сутки, так в нутри было около 200.

если бы не сгорели спирали и подержали бы подольше на этой температуре, то на стенках можно было бы жарить яичницу. при толщине теплоизоляции в пол кирпича шл-1,0 думаю, что до 150 разогрелось бы.

 

18 часов назад, Лымарь Павел Александрович сказал:

Не могли бы вы расчитать в таком случае какой длинны проволоку нам брать и какое напряжение подавать. За ранее благодарен.

рассчитать не самое главное.Важно как это все разместить в Вашей камере.Для того что бы не терять мощность и не горели Ваши спирали необходимо добавить проволоки. При вашей мощности сопротивление должно быть не более 3,1 ом.Возьмите проволоку в 8 мм увеличивая сечение увеличиваем длину проволоки и уменьшается удельная поверхностная мощность.На температурах от 1000 и выше желательно что бы мощность удельная не превышала 1,5 Вт/см3.При 8 мм проволоки 1,5 Вт/см3 получится при 150 метрах.Сможете это все запихать в печь то хорошо.

При 90 метрах сопротивление будет 2,8 ом и удельная мощность 2,3 Вт /см2 что тоже допустимо и последнее отношение диаметра спирали к диаметру проволоки  в вашем случае не превышайте более 10.

Изменено пользователем кама71

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
3 часа назад, кама71 сказал:

.Для того что бы не терять мощность и не горели Ваши спирали необходимо добавить проволоки. При вашей мощности

Для того, чтоб не терять мощность надо не проволоки добавлять, а теплоизоляции.

На длине в три метра печи и теплоизоляция в полкирпича можно сначала проволоку 8мм взять, спалить ее - взять 12мм... Потом спалить регулятор и успокоиться.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Большое спасибо! Советы очень дельные, сейчас всё анализируем и делаем выводы.

О том, что сделаем и, что получиться в итоге, обязательно сообщу.

И на закуску фото спирали, вернее то что от неё осталось.

IMG_20190723_172055886[1].jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)
36 минут назад, Лымарь Павел Александрович сказал:

И на закуску фото спирали, вернее то что от неё осталось.

Судя по виду спирали, проблема была не в общем перегреве, так как перегретый выше 1300°C фехралевый нагреватель становится шероховатым, черезвычайно хрупким, и приобретает белесый цвет с бурыми пятнами. Похоже, что в данном случае дело в точечной высокотемпературной коррозии фехрали при контакте с силикатными расплавами (легкоплавкая черная "грязь", прилипшая к нагревателю в отдельных местах).
Фехралевые нагреватели очень чувствительны к самым разным пылевым загрязнениям, попадающим на их поверхность, но особенно не любят контакта с "грязным" огнеупором. По этой причине, нагреватели в промышленных печах не кладут на огнеупор, а подвешивают на корундовых трубках.

Изменено пользователем Авас Петяев

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
5 часов назад, Авас Петяев сказал:

Фехралевые нагреватели очень чувствительны

ага. После 1100 от соприкосновения с любыми силикатами перегорают мгновенно. С другой "грязью" - как повезет.

 

5 часов назад, Авас Петяев сказал:

подвешивают на корундовых трубках.

не обязательно на корундовых.

МКР отлично подходят.

И спираль в пазах плиты МКРП это одно (как я выше советовал), а спираль между кирпичей - совсем другое.

Нихром с кирпичами "дружит" в разы лучше, кстати, чем фехраль, и 1000 градусов в печи вполне себе способен обеспечивать долго. Но - дорогой.

В любом случае печку переделывать надо.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Дата: (изменено)

  Печку надо переделывать, менять теплоизоляцию  (с нормальной теплоизоляцией, и "герметичной" крышкой, Ваша печь на 1000С будет потреблять не электроэнергии более 10кВт => 25-30кВт хватит за глаза => можно уменьшать толщину фехралевой проволоки до 6мм, и рассчитывать длину проволоки в спирали (исходя из тока в 70А-75А при 380В => Lспирали = 110м).

   С текущей "теплоизоляцией" - разоритесь на потерях по электроэнергии.

 

 

кама71

 с точки зрения перегрева даже 3,0Вт/см^2 не страшны ( при 960С в камере печи - на спирали будет не более 1030C, что для фехрали мизер). А вот удельная сила тока (А/мм^2) при этом будет иметь высокие значения. В литературе вводится ограничения на удельную силу тока - не более 3А/мм^2  (так для спирали 6мм, ток должен быть не более 85А, для спирали 7мм - не более 115А ... автор темы подал на спираль 130А, что выше рекомендации). 

По идее, удельный ток можно подавать  и больше, до 4А/мм^2 (при этом печи будут работать длительное время).  Но все же, когда удельный ток меньше - то время работы увеличивается значительно (порой в разы, если у Вас будет менее 3А/мм^2)

 

Вопрос Павлу Алексадровичу, легко ли навивается фехраль толщиной 7мм? (чем навиваете ... нет ли охрупчивания/микротрещин при деформации?

Изменено пользователем ycnokou

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.