Klassifizierung elektrischer Anlagen

Elektrotechnische Verfahren sind in der Industrie weit verbreitet. Die Ausrüstung für diese Prozesse ist hinsichtlich Funktionsprinzip, Leistung und Eigenschaften des Stromverbrauchs sehr unterschiedlich.

Zu den Elektrogeräten zählen: Elektroöfen und Elektroheizanlagen, Elektroschweißanlagen aller Art, Anlagen zur dimensionalen elektrophysikalischen und elektrochemischen Bearbeitung von Metallen. Dementsprechend umfasst der Begriff „Elektrotechnologien“ folgende technologische Prozesse und Methoden der Materialverarbeitung:

• elektrothermische Verfahren, bei denen die Umwandlung elektrischer Energie in Wärme dazu genutzt wird, Materialien und Produkte zu erhitzen, um deren Eigenschaften oder Form zu verändern, sowie zu deren Schmelzen und Verdampfen; — Elektroschweißverfahren, bei denen aus elektrischer Energie gewonnene Wärmeenergie zum Erhitzen von Körpern verwendet wird, um eine dauerhafte Verbindung mit direkter Kontinuität an der Schweißstelle herzustellen;

• elektrochemische Verfahren zur Verarbeitung und Gewinnung von Materialien, bei denen die Zersetzung chemischer Verbindungen und deren Trennung mit Hilfe elektrischer Energie durch Bewegung geladener Teilchen (Ionen) in einem flüssigen Medium unter Einwirkung eines elektrischen Feldes erfolgt (Elektrolyse, Galvanisierung, anodische elektrochemische Verarbeitung);

• elektrophysikalische Verarbeitungsverfahren, bei denen die Umwandlung elektrischer Energie in mechanische und thermische (elektroerosive, Ultraschall-, magnetische Impulse, elektroexplosive) Energie zur Beeinflussung von Materialien genutzt wird;

• Aerosoltechnologie, bei der die Energie eines elektrischen Feldes genutzt wird, um im Gasstrom schwebende Feinteilchen mit elektrischer Ladung zu versorgen und sich unter der Wirkung des Feldes in die gewünschte Richtung zu bewegen.

Der Begriff „Industrielle elektrische Anlagen und Geräte“ umfasst Knoten, in denen elektrische Prozesse durchgeführt werden, sowie elektrische Hilfsgeräte und -geräte (Stromversorgungen, Schutz-, Steuergeräte usw.).

Elektroheizungen werden in Industrieunternehmen häufig bei der Herstellung von Formgussteilen aus Metallen und Legierungen, beim Erhitzen von Rohlingen vor der Druckbehandlung, bei der Wärmebehandlung von Teilen und Baugruppen elektrischer Maschinen, beim Trocknen von Isoliermaterialien usw. eingesetzt.

Als elektrothermische Anlage wird ein Komplex bezeichnet, der aus elektrothermischen Geräten (einem Elektroofen oder einem elektrothermischen Gerät, in dem elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird) sowie elektrischen, mechanischen und anderen Geräten besteht, die die Ausführung des Arbeitsprozesses in der Anlage gewährleisten.

Die Elektroheizung bietet gegenüber der Brennstoffheizung folgende Vorteile:

1.Sehr einfache und genaue Umsetzung des Solltemperaturmodus.

2. Fähigkeit, große Leistung in einem kleinen Volumen zu konzentrieren.

3. Erreichen hoher Temperaturen (3000 °C und höher im Vergleich zu 2000 °C bei Kraftstoffheizung).

4. Möglichkeit, eine hohe Gleichmäßigkeit des Wärmefeldes zu erreichen.

5. Kein Einfluss von Gasen auf das verarbeitete Produkt.

6. Möglichkeit der Verarbeitung in einer günstigen Umgebung (Inertgas oder Vakuum).

7. Geringer Verbrauch an Legierungszusätzen.

8. Hohe Qualität der gewonnenen Metalle.

9. Einfache Mechanisierung und Automatisierung elektrothermischer Anlagen.

10. Fähigkeit, Produktionslinien zu nutzen.

11. Beste Arbeitsbedingungen für das Servicepersonal.

Nachteile der Elektroheizung: komplexerer Aufbau, hoher Installationsaufwand und daraus resultierende Wärmeenergie.

Elektrothermische Geräte sind hinsichtlich Funktionsweise, Design und Verwendungszweck sehr vielfältig. Generell lassen sich alle Elektroöfen und elektrothermischen Geräte je nach Verwendungszweck in Schmelzöfen zum Schmelzen oder Wiedererwärmen geschmolzener Metalle und Legierungen und thermische (Heiz-)Öfen und Geräte zur Wärmebehandlung, Metallprodukte, Heizmaterialien zur plastischen Verformung, Trocknungsprodukte unterteilen , usw.

Nach der Art der Umwandlung elektrischer Energie in Wärme unterscheidet man insbesondere Öfen und Widerstandsöfen, Lichtbogenöfen, Induktionsöfen und -geräte.

Widerstandsheizofen
Klassifizierung elektrothermischer Anlagen

1. Durch die Methode der Umwandlung von Elektrizität in Wärme.

1) Installationen mit beheiztem Strom mit aktivem Widerstand.

2) Induktionsinstallationen.

3) Bogeninstallationen.

4) Installationen dielektrischer Heizungen.

2. Am Ort der Freisetzung von Wärmeenergie.

1) Direkterhitzung (Wärme wird direkt in den Produkten erzeugt)

2) Indirekte Erwärmung (Wärme wird in der Heizung oder im Zwischenelektrodenspalt des Lichtbogens abgegeben.

3. Nach Konstruktionsmerkmalen.

4. Mit Voranmeldung.

In Elektroöfen und elektrothermischen Widerstandsgeräten wird die Freisetzung von Wärme durch elektrischen Strom beim Durchgang durch Feststoffe und Flüssigkeiten genutzt. Elektroöfen dieser Art werden überwiegend als Öfen mit indirekter Beheizung ausgeführt.

Die Umwandlung von Strom in Wärme erfolgt in ihnen in einem Feststoff Heizelemente, von dem durch Strahlung, Konvektion und Wärmeleitung Wärme auf den erhitzten Körper übertragen wird, oder in einem flüssigen Wärmeträger – geschmolzenem Salz, in den der erhitzte Körper eingetaucht ist und auf den durch Konvektion und Wärmeleitung Wärme übertragen wird. Widerstandsöfen sind die gebräuchlichste und vielfältigste Art von Elektroöfen.

Widerstandsschmelzöfen werden hauptsächlich bei der Herstellung von Gussteilen aus niedrig schmelzenden Metallen und Legierungen eingesetzt.

Arbeiten Elektrolichtbogenschmelzöfen basiert auf der Wärmeabgabe bei einer Lichtbogenentladung. Der Lichtbogen konzentriert viel Energie und entwickelt eine Temperatur von über 3500 °C.

Elektrolichtbogenofen

Bei V-Lichtbogenöfen mit indirekter Beheizung brennt der Lichtbogen zwischen den Elektroden und die Wärme wird hauptsächlich durch Strahlung auf den geschmolzenen Körper übertragen. Öfen dieser Art werden bei der Herstellung von Gussteilen aus Nichteisenmetallen, deren Legierungen und Gusseisen eingesetzt.

In direkt beheizten Lichtbogenöfen ist eine der Elektroden der Schmelzkörper selbst.Diese Öfen sind zum Schmelzen von Stahl, hochschmelzenden Metallen und Legierungen bestimmt. In Direktlichtbogenöfen wird der Großteil des Druckgussstahls geschmolzen.

V Induktionsöfen und -geräte Wärme in einem elektrisch leitfähigen, erhitzten Körper wird durch Ströme freigesetzt, die in ihm durch ein elektromagnetisches Wechselfeld induziert werden. Auf diese Weise findet hier eine direkte Erwärmung statt.

Induktionshärteanlage

Einen Induktionsofen oder ein Induktionsgerät kann man sich als eine Art Transformator vorstellen, bei dem die Primärspule (Induktor) an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist und der erhitzte Körper selbst als Sekundärspule dient. Induktionsschmelzöfen werden bei der Herstellung von Gussteilen, auch Formteilen, aus Stahl, Gusseisen, Nichteisenmetallen und Legierungen eingesetzt.

Öfen und Anlagen zur Induktionserwärmung Es wird zum Erwärmen von Werkstücken zur plastischen Verformung und für verschiedene Arten der Wärmebehandlung verwendet. Induktionswärmegeräte werden für die Oberflächenhärtung und andere Spezialoperationen verwendet.