У сучасній промисловості одними з найбільш затребуваних типів електропечей вважаються електричні печі опору або ЕПС. У печах цього типу електроенергія перетворюється в необхідну температуру при протіканні через тверді або рідкі витратні матеріали струму певної величини.
Сьогодні електропечі опору використовують у всіх без винятку галузях промисловості та народного господарства. Устаткування такого типу застосовують при процедурах нагрівання, термообробки, термо-хімічних процесах. Печі ЕПС необхідні для паяння деталей, випалу готових виробів, просушування, термоспекания виробів з різних матеріалів. Їх також застосовують для виплавлення кольорових металів.

Різновиди обладнання

Сучасні промислові печі ЕПС можна умовно розділити на два типи:

• непрямої дії,
• прямої дії.

У першому випадку обладнання пропускає електричний струм певних параметрів по нагрівальних елементах. Теплота, що виділяється в процесі, передається виробам, що нагріваються, за допомогою процесів теплового випромінювання, конвекції, теплопровідності.
ЕПС прямої дії або, як їх ще називають, обладнання електроконтактного нагріву, пропускають струм безпосередньо через вироби, завдяки чому температура підвищується значно швидше, а час обробки зменшується.
До печей непрямого нагріву відносять, наприклад, вакуумне обладнання, в якому теплопередача може відбуватися тільки за рахунок випромінювання. Більшість різновидів печей непрямого нагріву передають тепло за допомогою і випромінювання, і конвекції.
Часто в таких печах використовується рідкий теплоносій, в який занурюються оброблювані вироби. Тут працюють процеси теплової конвекції та теплопровідності. Ванни з рідким носієм можуть мати внутрішній тип нагріву, за якого нагрівальні елементи занурені всередину резервуара, або зовнішній – нагрів відбувається від зовнішніх ТЕНів.
Печі прямого нагріву здебільшого використовуються для роботи з виробами правильної форми перерізу. Тут можуть оброблятися прути арматури, стрижні, дріт, що підключаються до спеціальних контактних майданчиків мережі.

Печі прямого нагріву використовують і у виробництві скла – сучасні скловарні установки пропускають через рідке скло електричний струм. Крім того, такі ЕПС використовують під час виробництва карборунду та електрографіту, а також електрошлакового переплаву.

Особливості роботи

Промислові печі опору ЕПС класифікуються за робочою температурою. До низькотемпературного обладнання відносять ЕПС, що працюють у діапазоні до 700 °С. Печі середньої температури функціонують у діапазоні від 700° до 1250 °С, а “найгарячіші” установки дають змогу обробляти вироби при температурах понад 1300 °С.
Залежно від робочої температури істотно відрізняється і конструкція подібного обладнання. Перші два типи печей використовують нагрівачі з таких металів, як нікельхромові або хромозалізоалюмінієві сплави.
Печі з максимальною робочою температурою використовують елементи нагріву, виконані з неметалів – це можуть бути такі матеріали, як карборунд, хроміт лантану, графіт, оксид цирконію. Також зустрічаються варіанти з тугоплавких металів – вольфрамові, молібденові, ніобієві або танталові нагрівальні елементи вирізняються довговічністю і надійністю.
Під час роботи високотемпературних печей нагрівальні елементи з часом збільшують свій електроопір. Відповідно, необхідно правильно підбирати відповідні понижувальні трансформатори, що дають змогу у великому діапазоні змінювати значення вторинної напруги.
Плечі, що працюють у низькому і середньому діапазоні температур, часто оснащуються спеціальними екранами, що вмонтовуються між нагрівальними елементами та оброблюваними виробами. Це робиться для запобігання виробів від прямого впливу випромінювання електронагрівачів.

Принципи функціонування та 2 типи нагріву

Сучасні електропечі ЕПС можуть бути нагрівального або плавильного типу. Останній варіант часто застосовують для операцій з обробки та плавки різноманітних сплавів кольорових металів. Виходячи з режимів роботи, всі наявні електропечі ділять на обладнання періодичної та постійної дії.
У печах першого типу оброблювані матеріали поміщаються в робочий об’єм резервуара і під час нагрівання не переміщуються. Показники температури в будь-якій точці робочої зони в ЕПС періодичної дії постійні, при цьому вони одночасно змінюються в певні часові періоди.
У печах постійної дії оброблювані вироби завантажуються в робочий резервуар і постійно переміщуються по всій його довжині, що дає змогу отримати на виході певну температуру виробу. У кожній точці робочої зони температура може бути однаковою або різною, при цьому вона залишається постійною протягом усього часу обробки.
Подібні особливості технологічного процесу обробки визначають сферу застосування ЕПС постійного впливу. Подібне обладнання дає змогу гарантувати більшу продуктивність, якщо йдеться про обробку однакових деталей у печах двох типів.

Це дає змогу використовувати ЕПС постійної дії в промисловому виробництві з великим обсягом і кількістю однакових деталей. Масштабне виробництво підшипників, автопромислові комплекси, лиття деталей для легкої промисловості – ці та багато інших галузей застосовують ЕПС печі безперервної дії.
ЕПС періодичної дії затребувані в тих випадках, коли необхідно виготовити безліч різнорідних деталей, кожна з яких потребує певного режиму нагріву. Подібне обладнання оснащується спеціальними установками для автопереміщення виробів у зоні нагрівання. Це ускладнює конструкцію і збільшує вартість самої ЕПС.