Нагревательные печи и устройства
173
6.6. Вакуумные электропечи
При термической обработке некоторых электрических сплавов и
особенно при нагреве активных, легкоокисляющихся материалов, та-
ких как титан, цирконий и многие редкие металлы, широкое распро-
странение получили вакуумные печи. Нагрев в вакууме позволяет не
только защитить материал от окисления, но и рафинирует от окислов и
примесей, испаряющихся при температуре его обработки. Наконец, ва-
куумные печи позволяют получать очень высокие температуры.
Вакуумные печи выполняются с низким (100 Па), средним
(100 –0,01 Па), высоким (10
-1
– 10
-5
Па) и сверхвысоким (10
-5
Па) ва-
куумом. Создать непрерывную вакуумную печь очень трудно, поэтому
обычно вакуумные печи выполняются как шахтные, элеваторные, кол-
паковые или камерные. До 600 – 650
0
С вакуум может создаваться в
муфеле, при более высоких температурах муфель не смог бы выдер-
жать атмосферное давление, поэтому под вакуумом приходится дер-
жать всю печь.
Печи с невысоким вакуумом обслуживаются механическими насо-
сами, печи с высоким вакуумом – двумя последовательно включенными
насосами: пароструйным для получения высокого вакуума и механиче-
ским, форвакуумным. При больших размерах муфеля и температурах
1000 – 1100
0
С приходится держать под вакуумом и муфель, и печь. При
этом
в
самой
печи
поддерживают
грубый
вакуум
13 – 130 Па, что позволяет использовать лишь один насос и применить
нормальную конструкцию печи с футеровкой. В муфеле высокий вакуум
поддерживается при помощи механического и пароструйного насосов.
На рис. 6.32 показана шахтная печь с вакуумом, предназначенная для
установки в ней вакуумного муфеля. В высокотемпературных печах с
высоким вакуумом стараются избегать футеровки вследствие погло-
щения ею газов и длительного времени ее обезгаживания. В таких пе-
чах футеровка заменяется системой экранов, металлических, керамиче-
ских или графитовых, снижающих тепловые потери печи. В зоне тем-
ператур до 1100
0
С экраны выполняются из жароупорной стали, в зоне
температур 1100 – 1700
0
С – из молибдена, свыше 1700
0
С – из вольф-
рама. Корпус печи изготавливается металлическим, с водяным охлаж-
дением, все уплотнения выполняются при помощи вакуумной резины и
фланцев, охлаждаемых водой.
