Главная → Продукция → Вакуумные печи сопротивления

Вакуумные печи сопротивления

Области применения, классификация, тренды развития

Большую часть потребностей термообработки в современных высокотехнологичных и наукоемких отраслях промышленности невозможно удовлетворить без поддержания в ходе цикла нагрева-охлаждения контролируемой (безвоздушной) атмосферы, к которой относят и термообработку при пониженном давлении или в вакууме. Наиболее распространенный тип оборудования для термообработки в контролируемой атмосфере — печные установки с резистивным способом нагрева тепловыделяющих элементов или, как их обычно называют, — вакуумные электропечи сопротивления, в которых выделение тепла происходит благодаря омическому сопротивлению тепловыделяющих ламелей или иных частей нагревателя.

Поддержание сильно разряженной атмосферы создает вокруг нагреваемого материала безокислительную среду, также свободную от других элементов, способных взаимодействовать с материалами, например, от азота. Это позволяет термообрабатывать химически активные материалы без нежелательного взаимодействия, а также получать ряд других технологических эффектов. Если на производстве нет необходимых вакуумных печей, то для относительно простых и наиболее распространенных типов термообработки химически активных металлических деталей, как правило, допускается замена «вакуума» на инертную среду, например, аргоновую, но в условиях промышленного производства даже при использовании высокочистого аргона марки ОЧ в создаваемой аргоновой атмосфере обычно содержится больше «загрязнителей», чем при форвакуумном уровне остаточного давления. Кроме того, создавать аргоновую среду в промышленных масштабах зачастую существенно дороже, чем пониженное давление (форвакуум) во время техпроцесса.

Уместно отметить меньшие энергетические затраты, связанные с «холостым ходом» вакуумных печей, в которых паразитные тепловые потери, как правило, ощутимо ниже, чем в «открытых» (не вакуумных) конструкциях, благодаря дополнительной «теплоизолирующей способности вакуума», связанной с отсутствием конвекционной составляющей тепловых потерь. При сравнении стоимости «вакуумного» или «инертного» технологического решения в процессе нагрева-охлаждения следует учитывать, что стоимость самого вакуумного оборудования (капитальные затраты) по объективным причинам выше, чем «открытых» или газонаполненных (не вакуумных) печей.

Печь предназначена для термообработки изделий и заготовок из деформируемых сплавов

Максимальная температура применения: 900 °С
Предельное остаточное давление в холодном состоянии: 1×10⁻⁵ мм рт. ст.
Размеры рабочего пространства: 2500×5200×1500 мм

Области применения

Отсутствие воздушной атмосферы в вакуумном объеме печей позволяет не привносить в нагреваемую садку новые загрязнения. Более того, благодаря уменьшению давления и сопутствующему радикальному снижению противодавления газов можно существенно быстрее и полнее удалять с поверхности садки загрязнители с достаточно высокой упругостью паров. Способность вакуума очищать приповерхностные слои при нагреве от различного рода загрязнений широко используется в процессе, предваряющем основные эффекты термообработки. Так, во время нагрева, до начала плавления припоя в процессе «вакуумной» пайки, от потенциальных загрязнителей очищаются и паяемая поверхность, и сам припой, что естественно повышает и надежность соединения, и общую стабильность подобного техпроцесса.

Использовать вакуумные печи сопротивления выгодно и потому, что они позволяют получать поверхностные эффекты на садке со значительно более стабильным и высоким качеством, поскольку при подаче химически активных газов в предварительно вакуумированный объем гарантировано их взаимодействие со всей поверхностью загруженного материала, что одновременно позволяет при пониженном давлении использовать намного меньшее количество таких, как правило, дорогих газовых сред, чем при обработке в «открытых» печах, где давление неизбежно равно атмосферному.

«Очищающую» способность вакуума широко используют в большом числе технологических процессов, в том числе для объемной очистки, для чего нагреваемый материал переводят в жидкое, а иногда и в газообразное состояние, добиваясь очистки всего материала загрузки благодаря особенностям поведения веществ в безвоздушной атмосфере и возможности разделения различных элементов за счет разных упругостей пара у них при разных температурах. Широко применяются процессы плавки в индукционных вакуумных печах. В вакуумных электропечах сопротивления тоже весьма распространены дистилляционные (рафинировочные) процессы, связанные с изменением агрегатного состояния садки, например, для вакуумной очистки скандия (редкоземельных металлов), и иные похожие вакуумные процессы, например, алюминотермическое восстановление кальция из его оксида, позволяющее получать чистый металлический кальций путем его вакуумной возгонки.

Важно! При значительных технологических преимуществах у вакуумных печей сопротивления есть и ограничения в использовании. Если повышенной упругостью пара обладает не «загрязнитель», а какой-то полезный элемент, входящий в состав садки, то нагрев его даже в твердом состоянии приведет к обеднению приповерхностных слоев этим элементом, а еще существеннее снизится его общее содержание при повышении температуры до расплавления в вакууме. Если же особенно высокой упругостью пара обладает базовый элемент сплава, то его «вакуумная» термообработка / очистка может оказаться невозможной. Пример — сплавы на основе магния, которые «разлетаются» по камере при попытке расплавить их в вакууме.

Как уже отмечалось, «вакуумное» оборудование объективно дорого ввиду специфичности и сложности. Поэтому, планируя включение в технологический цикл вакуумных печей, нужно учитывать, что требования к квалификации персонала для их эксплуатации и обслуживания существенно выше обычного уровня для специалистов термического цеха.

Описанные выше области применения вакуумных печей сопротивления определяют круг основных потребителей такого оборудования — как правило, это высокотехнологичные компании, работающие со специфическими материалами, требующими точной и надежной термообработки без побочных эффектов. Главные заказчики в нашей стране — государственные корпорации, а точнее, научно-производственные предприятия, входящие в их структуру. Среди корпораций в первую очередь отметим ГК «Росатом», ГК «Роскосмос» и ГК «Ростех». В составе Ростеха более 800 предприятий, поэтому назовем те отрасли в корпорации, где наиболее востребованы вакуумно-газовые электротермические установки: авиация (ОАК) и авиационное двигателестроение (ОДК), широкий спектр предприятий ОПК, а также научно-производственные предприятия, создающие оптико-электронные системы, энергетические установки (в том числе «зеленые») и новые материалы.

Классификация

Вакуумные электропечи сопротивления классифицируют по нескольким признакам. Сосредотачивая внимание на «вакууме», начнем именно с этого аспекта.

По предельно достижимому / «рабочему» остаточному давлению в вакуумной камере вакуумные печи сопротивления подразделяются на:

Сверхвысоковакуумные

Работают в условном интервале остаточных давлений от 10⁻⁶ мм рт. ст. (~10⁻⁴ Па) и ниже. Обычно не используются при температурах выше 1000°С, где упругость паров нагреваемых материалов становится выше остаточного давления, обеспечиваемого вакуумной системой печи. Как правило, создаются для научных исследований и редко имеют по-настоящему обоснованное промышленное технологическое применение.

Высоковакуумные

Работают в условном интервале остаточных давлений от 10⁻⁶ до 10⁻³ мм рт. ст. (10⁻⁴ — 0,1 Па). Обычно применяются для «чистых» финишных процессов термообработки или при использовании материалов, активно взаимодействующих с любой остаточной атмосферой. Работают в наиболее «популярном» диапазоне для действительно промышленных процессов светлой термообработки.

Рисунок 1 — Высоковакуумная печь

Печь предназначена для проведения отжига, дегазации, спекания.

Максимальная температура применения: 1300 °С
Предельное остаточное давление в холодном состоянии: 1×10⁻⁴ мм рт. ст.
Размеры рабочего пространства: Ø600×600 мм

Средневакуумные

Работают в условном интервале остаточных давлений от 10⁻³ до 10⁻¹ мм рт. ст. (0,1 — 10 Па). Обычно используются для процессов термообработки с неактивными материалами или для комбинированных процессов с выделением легколетучих веществ, при плавке материалов для обезгаживания, светлой закалки и т. п. Применяются для относительно «грязных» вакуумных процессов и материалов, обеспечивая несколько большую чистоту, чем печи с инертной атмосферой.

Рисунок 2 — Средневакуумная печь

Вакуумная литейная печь предназначена для осуществления технологических процессов подготовки форм к заливке, плавки металла и заливки форм в вакууме.

Максимальная температура применения плавильного узла: 1750 °С
Максимальная температура применения печи подогрева заливочных форм: 1100 °С
Предельное остаточное давление при плавке и заливке: 5×10⁻³ мм рт. ст.
Объём тигля по стали: 70 кг

Форвакуумные

Работают в условном интервале остаточных давлений от 10⁻¹ до 10¹ мм рт. ст. (10 — 1000 Па). Обычно используются для «грязных», но все же вакуумных процессов, например, с большим объемом побочно выделяющихся веществ, или как более выгодная с точки зрения операционных затрат альтернатива печам с инертной атмосферой.

Рисунок 3 — Форвакуумная печь

Печь предназначена для проведения отжига, дегазации, спекания.

Максимальная температура применения: 800 °С
Предельное остаточное давление в холодном состоянии: 1×10⁻¹ мм рт. ст.
Размеры рабочего пространства: Ø250×300 мм

Вакуумно-компрессионные

Обычно при дальнейшем повышении значения предельного остаточного давления относительно «форвакуумного» говорят уже не о «вакууме», а скорее о «разряжении» при работе такого термического оборудования. Но если печь способна, с одной стороны, обеспечивать достаточно низкое предельное остаточное давление (вакуум), а с другой — выдерживать подачу в «вакуумный» объем инертной атмосферы, превышающей значение давление в 0,7 атм. изб. (когда объем вакуумной печи юридически превращается в сосуд под давлением), то такие конструкции называют вакуумно-компрессионными. Интервал рабочих давлений в таких печах наиболее широк и может, например, составлять диапазоны от 10⁻⁵ до 10⁴ мм рт. ст. (10⁻³ — 10⁶ Па) или даже более.

Рисунок 4 — Вакуумно-компрессионная печь

Печь предназначена для проведения термообработки сложнопрофильных деталей в вакууме.

Максимальная температура применения: 1400 °С
Предельное остаточное давление в холодном состоянии: 1×10⁻⁵ мм рт. ст.
Предельное рабочее давление: 6 атм.
Размеры рабочего пространства: 600×600×1200 мм

Масляная и «сухая» атмосфера

Учитывая тип вакуумных насосов, создающих остаточную атмосферу, принято дополнительно уточнять ее тип — паромасляная (масляная) или «сухая» (безмасляная). Связано это с тем, что наиболее популярными высоковакуумными насосами, создающими соответствующее остаточное давление, являются бустерные и диффузионные насосы паромасляного типа. Оба типа насосов используют в качестве рабочего тела «вакуумное» масло, обеспечивающее эффективную откачку остаточной атмосферы при молекулярном течении газов путем захвата откачиваемых молекул в сформированном ламинарном потоке масла. Такое решение, несмотря на многие преимущества, дает небольшой «обратный ток» паров масла (против направления откачки) внутрь откачиваемой камеры, определяемый в основном упругостью паров рабочего масла при рабочей температуре насоса.

Рисунок 5 — Диффузионный насос

Турбомолекулярные насосы на магнитном подвесе, а также ряд других высоковакуумных и сверхвысоковакуумных насосов — сорбционных, криогенных, магниторазрядных и пр. — при своих различных преимуществах и недостатках совсем не обладают «обратным током масла», поскольку используют иные физические способы откачки, не требующие его наличия. Поэтому создаваемую ими атмосферу называют — «сухой» (безмасляной).

Рисунок 6 — Турбомолекулярный насос

Механизмы нагрева

Следующий существенный способ разделения типов вакуумных печей — классификация по способам нагрева, обеспечиваемым конструкцией. Наиболее часто изготавливаемые вакуумные печи — вакуумные печи сопротивления (резистивного типа), это самые популярные установки нагрева в вакууме.

Рисунок 7 — Нагреватели сопротивления

Затем следуют вакуумные печи индукционного типа, в которых нагрев осуществляется путем разогрева проводящей садки токами Фуко. Как правило, они используются для плавления химически активных металлов в вакууме, позволяя за счет перемешивания расплава в тигле уменьшать ликвацию в конечной отливке или вовсе избегать ее.

Рисунок 8 — Нагреватель индукционный

Помимо основных перечисленных способов нагрева нужно упомянуть вакуумные дуговые печи, а также более «экзотические» электронно-лучевые и вакуумные установки прямого нагрева, используемые в специализированных технологических процессах, нуждающихся в тех или иных преимуществах подобных конструкций.

Материалы нагревательной камеры

Наиболее распространенные печи — вакуумные печи сопротивления — дополнительно подразделяют по используемым материалам нагревательного блока (нагревателей и теплоизоляции).

По типам нагревателей:

На основе углеродных материалов, в том числе графитовые или композиционные типа УУКМ (углерод-углеродный композиционный материал). Температура применения в вакууме — до 2200°С.

Рисунок 9 — Нагреватель УУКМ

На основе сплавов сопротивления, например, нихром. До температур 1200°С, реже и для не слишком больших печей — до 1300°С. Совместно с теплоизоляцией из шамотного кирпича может применяться не только в вакууме, но и на воздухе.

Рисунок 10 — Нагреватель из сплава сопротивления

На основе тугоплавких материалов: ниобий, молибден, тантал, вольфрам и сплавы на их основе в интервале предельных температур от 1400°С (ниобий) до 2500°С (вольфрам).

Рисунок 11 — Нагреватель из тугоплавких материалов

По типам теплоизоляции:

Шамотная (обычно до 1300°С и в «средневакуумных» печах);

Рисунок 12 — Теплоизоляция шамотная

Экранная (обычно совокупность экранов от внешних к внутренним: нержавеющие, молибденовые, вольфрамовые), количество экранов и применяемый материал рассчитываются исходя из максимальной температуры применения и особенностей технологического процесса (до 2500°С);

Рисунок 13 — Теплоизоляция экранная

Волокнистая («жесткий» или «мягкий» войлок) на основе УУКМ низкой плотности (до 2200°С).

Рисунок 14 — Теплоизоляция из УУКМ низкой плотности

Тип вакуумной камеры

Дополнить классификацию надо определением типа вакуумных камер печей: с «горячими» стенками, когда нагревается вакуум-плотный муфель, и его стенка находится при температуре садки, и с «холодными стенками», когда корпус водоохлаждаем, а между водоохлаждаемым вакуумным корпусом и нагревателем располагается применимая для запланированного интервала остаточных давлений (глубины вакуума) теплоизоляция.

Очевидно, что рабочая температура применения вакуумных муфельных печей ниже той, которую можно достичь в печах с «холодными» стенками. Как правило, муфельные печи (с «горячими» стенками) не используют при температуре выше 1000°С, поскольку ее дальнейшее повышение останавливается из-за недостаточных механических свойств муфеля, который при наличии в нем «вакуума» неизбежно сжимается внешним атмосферным давлением, что чревато потерей устойчивости и разрушением. В редких и специальных случаях возможно кратковременное применение «вакуумных» муфелей до температуры 1200°С.

У печей с «холодными стенками» такие температурные ограничения практически отсутствуют и наступают скорее из-за отсутствия нагревателей надлежащей температурной стойкости, а не вследствие невозможности отвести тепло от водоохлаждаемой стенки вакуумной камеры.

Способы загрузки и пространственная ориентация

Вне зависимости от типа нагрева / используемых откачных средств и тому подобных отличительных признаков вакуумное электротермическое оборудование также классифицируют по способу загрузки садки, учитывая ориентацию вакуумного корпуса в пространстве и направление открытия / закрытия «крышки», используемой для вноса садки в рабочее пространство и выноса из него.

Камерными называют печи с горизонтальной осью симметрии вакуумной камеры, с которой обычно совпадает ориентация самой нагревательной камеры. Загрузка и выгрузка в камерные печи происходит сбоку, обычно с использованием специальных механизмов типа штабелера. Печи такого типа загрузки, как правило, наиболее удобны для производственного персонала, но имеют ряд недостатков: так, они занимают больше площади цеха и несколько сложнее в обслуживании.

Наиболее эффективны по соотношению «объем рабочего пространства» / «занимаемая площадь цеха» вертикально ориентированные печи. Если для загрузки / выгрузки открывается верхняя крышка, то такие вертикальные печи называют шахтными, поскольку садка опускается как в шахту. Такое оборудование обычно несколько дешевле других типов, но не оптимально с точки зрения «вакуумной гигиены»: вместе с садкой в вакуумный объем попадают посторонние вещи, сложно извлекаемые ввиду конструктивных особенностей оборудования.

По нашему мнению, зачастую наиболее оптимальны вертикально ориентированные элеваторные печи, в которых нижняя крышка вместе с садкой может выезжать из-под печи и, после загрузки, например, с помощью цеховых ГПМ, поднимается в расположенную сверху нагревательную камеру. Это предотвращает попадание внутрь любых потенциальных загрязнителей, а если оно все же происходит, их можно легко извлечь из загрузочной крышки. Как правило, такие конструкции высокие, зато они наиболее рационально занимают рабочую площадь цеха и наилучшим образом отвечают требованиям «вакуумной гигиены».

Еще один способ загрузки реализован в колпаковых печах, где загрузочный стол с садкой остается на месте, пока верхний «колпак» поднимается или опускается, соответственно, на садку. Подобный способ удобен для относительно небольших печей, поскольку такое компоновочное решение обычно подразумевает необходимость перемещать весь нагревательный блок, иногда и с вакуумной системой. Обычно он применяется для изделий (например, сильноточной электроники), которые необходимо стационарно крепить к вводам неподвижного стола или в садках, требующих прецизионной точности сборки и после этого не допускающих вибрации при перемещении.

Существуют «комбинированные» способы перемещения садки — например, когда она загружается в печь сбоку, как в камерных конструкциях (скажем, в объем камеры ускоренного охлаждения), а затем с помощью внутрипечных механизмов перемещается в нагревательную камеру по вертикали вверх или вниз, в зависимости от конструкции. Есть много примеров других «комбинаций», кроме основных (камерная, шахтная, элеваторная, колпаковая), которые ввиду широкого разнообразия конструкций вакуумных печей могут быть скомбинированы практически любым способом. Для этого многообразия вариантов нет общепринятой классификации.

Производительность

В заключение стоит отметить, что вакуумные печи подразделяют еще и по параметру, связанному со способом работы (нагрева-охлаждения) печи. Садочными называют печи периодического действия, где садка помещается в холодную нагревательную камеру, происходит вакуумирование и, при необходимости, создание контролируемой атмосферы, садка нагревается и затем охлаждается вместе с нагревательной камерой, после чего садку вынимают из остывшей нагревательной камеры и цикл повторяется. Это наиболее распространенное технологическое решение, но, как правило, наименее производительное.

К печам полупериодического действия относят печи, в которых есть камера охлаждения и загрузки, отделенная от нагревательной камеры вакуумным затвором и позволяющая работать в следующем алгоритме. Садка загружается в холодную камеру охлаждения, которую откачивают. Затем при помощи внутрипечных механизмов садка перемещается в камеру нагрева, где нагревается до начала охлаждения, но оно происходит только после перемещения садки в обратно в камеру охлаждения и отделения камеры охлаждения от нагревательной камеры вакуумным затвором. Такое решение позволяет значительно быстрее охлаждать садку благодаря меньшей теплоемкости (не надо охлаждать элементы камеры нагрева, которая остается в другой камере и в вакууме), а также лучше обеспечивает конвекционную составляющую отвода тепла от садки, поскольку теплоизоляция перестает этому препятствовать. Быстро остывшую садку заменяют новой и повторяют цикл, внося садку в еще не остывшую камеру нагрева. Очевидно, что производительность такого оборудования существенно выше, но намного выше и стоимость реализации подобного компоновочного решения.

Самые производительные — печи проходного типа. В этом случае необходимо иметь как минимум две дополнительные вакуумные камеры. В первой происходит вакуумирование садки, которая после открытия межкамерного вакуумного затвора перемещается в камеру нагрева. По окончании нагрева садка через другой вакуумный затвор перемещается в камеру охлаждения, после охлаждения и развакуумирования она вынимается наружу. В это время новые садки повторяют аналогичные циклы. Как и в случае с другими конструкциями вакуумных печей, проходные вакуумные печи имеют большое количество вариаций и конструктивных решений, которые объединяют — наибольшая производительность и стоимость такого специализированного термического оборудования. Проходные печи лучше всего подходят для реализации большого промышленного объема типовой вакуумной термообработки, как правило, работают в три смены без остановки нагревательной камеры.

Тренды развития

Название «вакуумные печи» устоялось, но в последнее время стало корректнее говорить не столько о вакууме, сколько о «контролируемой атмосфере» в вакуумных камерах печей, поскольку в современных технологических процессах с использованием «вакуума» на тех или иных этапах термообработки в большинстве случаев осуществляется контролируемый напуск реакционных или инертных газов, и как минимум часть процессов проходит «под разряжением» в контролируемой атмосфере или даже с компрессией, а не просто в вакууме.

Более того, современная «вакуумная электротермия» все более превращается в «вакуумно-компрессионную электротермию», требуя не только низкого остаточного давления, но и выдерживания компрессии, например, для возможности фиксировать высокотемпературное состояние материала в ходе быстрого охлаждения в инертной среде (светлой закалки), что требует повышенного до 6 — 10 атмосфер давления закаливающего газа.

Другой пример вакуумно-компрессионных установок — вакуумные печи спекания с изостатическим прессованием. В подобных процессах в вакууме происходит удаление пластификатора, и дальнейший нагрев до температуры спекания продолжается в вакууме или в среде водорода, после чего давление повышается до 60 — 80 и даже 100 атмосфер аргона / азота для достижения максимальной плотности и бездефектности спекаемых изделий.

Высокотемпературная вакуумно-компрессионная печь

Рисунок 15 — Печь высокотемпературная вакуумно-компрессионная в комплексе с системой оборотного водяного охлаждения

Максимальная температура применения: 1900 °С
Предельное остаточное давление в холодном состоянии: 5×10⁻¹ мм рт. ст.
Предельное рабочее давление: 120 атм.
Размеры рабочего пространства: Ø500×250 мм

Еще один тренд в развитии вакуумно-компрессионной электротермии — постепенный отказ от масляных высоковакуумных средств откачки: все чаще требуется создание «сухого» вакуума в промышленных установках. Значительно большая массовая производительность паромасляных средств откачки, таких как диффузионные насосы, в сравнении с ТМН, и существенно большая стоимость последних сильно сдерживают переход промышленности на подобные «безмасляные» системы высоковакуумной откачки, однако технологические преимущества постепенно берут верх, и все больше предприятий не соглашаются на установку масляных ловушек над паромасляными насосами (для снижения обратного тока масла), требуя применять полностью безмасляные системы.

Среди примеров более высокой скорости перехода от традиционных «масляных» решений к «сухим» — замена в вакуумных индукционных плавильных печах паромасляных бустеров на механические безмасляные бустеры. Они незначительно проигрывают в предельном остаточном давлении, но обладают намного большей массовой производительностью при остаточных давлениях в диапазоне 1 — 0,1 мм рт. ст., характерных для периода активного газовыделения при расплавлении металла. Использование системы из нескольких механических бустеров (насосов Рутса), среди прочего, существенно повышает производительность вакуумного индукционного плавильного оборудования при стандартном 8-часовом рабочем дне плавильщика, позволяя не терять в каждую смену до одного часа на разогрев и до 1,5 часов на остывание, что неизбежно при использовании крупных паромасляных бустерных насосов.

Преимущества сотрудничества с ООО НПП ВакЭТО

Научно-производственное предприятие ВакЭТО — современная специализированная машиностроительная компания с более чем 25-летним опытом разработки и производства вакуумно-компрессионного термического оборудования под специальные требования заказчика. Проектирование, изготовление и предварительные испытания всего производимого оборудования мы осуществляем на собственном заводе в Новой Москве.

На протяжении всей истории нашей компании мы не ограничиваемся стандартными решениями, а создаем печи под специальные требования заказчика, как правило, выпуская уникальные установки в единственном экземпляре или совсем небольшой серией, все время находясь на переднем крае новаций в разработке, изготовлении и внедрении наиболее сложных и современных вакуумных электропечей сопротивления, вакуумных индукционных печей и других специализированных вакуумных электротермических установок. Необходимость постоянно разрабатывать и внедрять новое оборудование в области нашей специализации позволяет быстро и на высоком экспертном уровне оценивать стоящие перед заказчиками задачи и, используя многопараметрическую оптимизацию, предлагать наилучшие конструкторско-технологические решения. Консультирование по особенностям применения вакуумных печей разных типов и оптимизация конструкции под конкретную специализированную задачу — наша постоянная работа.

При рассмотрении и реализации каждой задачи наших заказчиков мы в первую очередь учитываем специфические особенности технологического процесса, физико-химические свойства термообрабатываемых материалов, «устойчивость» запрашиваемой технологии, последствия применения необходимых инертных и реакционных газов, требуемую производительность оборудования, предшествующие и последующие технологические операции и множество других особенностей, зависящих от реализуемой технологии.

После прояснения исходных технологических данных и других особенностей стоящей задачи мы, используя свой более чем четвертьвековой опыт, формируем предложения по предпочтительному типу нагрева, оптимальным материалам нагревательного блока, особенностям теплоизоляции и (при необходимости) проектируем и изготавливаем высокотемпературную оснастку, адаптированную под особенности нагревательного блока и другие требования садки.

Затем, изучив ситуационный план и прочие данные о производственном помещении, где планируется расположить установку, мы предлагаем оптимальные компоновочные решения для самого оборудования и размещения дополнительных систем (например, газовой генерации, оборотного и/или аварийного водоснабжения и т. д.), а также оптимизируем способы загрузки / выгрузки, исходя из существующих в цеху ГПМ, места подключения к цеховым энергоносителям, воде и вентиляции, набора рабочих газов и тому подобного, в зависимости от конкретной производственной ситуации, включая решение задач монтажа и последующего обслуживания оборудования в изначально плохо приспособленных для этого помещениях.

Невозможно предсказать, что именно будет предметом всестороннего анализа в «общем случае», поскольку это зависит от особенностей стоящей перед нашим клиентом задачи, но огромный накопленный опыт успешного разрешения самых разных сложных производственно-технологических ситуаций позволяет нам уверенно считать, что и при решении новых задач мы сможем существенно помочь специалистам заказчика в определении наилучшего технологического подхода в области вакуумно-компрессионной электротермии.

Наиболее успешно и быстро интеграция производимого нами оборудования происходит тогда, когда специалисты НПП ВакЭТО комплексно отвечают за «сопутствующие» системы основного оборудования (печи). Например, в состав поставки мы включаем системы оборотного водоснабжения, в которых предусмотрена интегрированная в общую СКУ система аварийного водоснабжения (в т. ч. независимый источник энергоснабжения и резервный насос), а также устанавливаем системы отвода тепла из замкнутого оборотного контура, на основе водо-водяных теплообменников, «сухих» градирен или тепловых машин (чиллеров) как однообъемного, так и разделенного типа.

Другой существенный принцип, зачастую целесообразный для единой поставки систем, — включение в них газогенерационного оборудования, например, генераторов чистого азота на основе КЦА-цикла (короткоцикловой адсорбции) или особо чистого водорода на основе электролитобменной мембраны (безщелочные электролизеры), либо криогенных генераторов для разных сжиженных газов. При комплексной поставке управление вспомогательными газовыми системами можно интегрировать в общую систему управления оборудованием, включая системы контроля и анализа качества подаваемого газа, таким образом разумно оптимизируя работу дополнительного газового оборудования, синхронизируя его с потребностями печи.

Особое место занимает проектирование защитных систем в интересах предприятий ГК «Росатом», обеспечивающее соблюдение при работе персонала норм радиационной безопасности (НРБ‑99, ОСПОРБ-99/2010), правил НП‑016‑05 и требований других многочисленных нормативных документов. У нас обширный опыт создания интегрированного в боксовые цепочки вакуумного электротермического оборудования, включая проектирование и изготовление таких цепочек «под ключ», когда наше предприятие создавало как само оборудование, так и радиационно-защитные боксы под него и разрабатывало сопутствующие технологические операции, в том числе проектируя и изготовляя связанные системы газоподачи и газоотведения через фильтры и другие очистные устройства, обеспечивая возможность выброса отводимых газов в атмосферу. НПП ВакЭТО обладает всеми необходимыми разрешительными документами (лицензиями) на право проектирования и изготовления оборудования, работающего с расщепляющимися материалами.

Рисунок 16 — Специализированный высокотемпературный комплекс

1. Литейная установка Т-2,5.5.Э-18УУ-Б

Максимальная температура применения плавильного узла: 1800 °С
Максимальная температура применения печи подогрева заливочных форм: 1200 °С
Предельное остаточное давление при плавке и заливке: 1×10⁻⁴ мм рт. ст.
Объём тигля по меди: 50 кг

2. Установка для термообработки

Максимальная температура применения: 1400 °С
Предельное остаточное давление в холодном состоянии: 5×10⁻⁶ мм рт. ст.
Размеры рабочего пространства: Ø250×250 мм

3. Установка доокисления

Максимальная температура применения: 900 °С
Предельное остаточное давление в холодном состоянии: 5×10⁻² мм рт. ст.
Размеры рабочего пространства: Ø200×200 мм

ВакЭТО обеспечивает по-настоящему комплексное сопровождение проектов наших заказчиков:

на этапе выбора принципиальных технолого-компоновочных решений мы консультируем заказчиков и предварительно проектируем будущий комплекс, а по запросу помогаем и в написании корректного технического задания;
после заключения договора подробно проектируем в строгом соответствии с нормами ЕСКД и согласовываем с заказчиками все итоговые оптимизированные решения;
изготавливаем основное оборудование и интегрируем в общую СКУ все дополнительные подсистемы для полноценных технологических процессов на территории завода ВакЭТО, с целью предварительной приемки оборудования и получения разрешения на его отгрузку;
при необходимости осуществляем доработки, основываясь на результатах предварительных испытаний;
надежно упаковываем и доставляем все оборудование заказчику, после чего осуществляем полный цикл работ по монтажу и пуско-наладке всех систем созданного комплекса на месте будущей эксплуатации;
обучаем персонал заказчика методам управления и обслуживания установок, при необходимости помогаем отработать технологию на изготовленном оборудовании вплоть до начала промышленной эксплуатации;
осуществляем гарантийное и, по запросу, постгарантийное обслуживание на протяжении всего срока эксплуатации созданного нами оборудования;
по запросу, если целесообразно, проводим дальнейшую модернизацию оборудования, например, в случае существенного изменения его технологического предназначения.

Если у вас есть сложная технологическая задача в области вакуумно-компрессионной электротермии — напишите нам. Мы пригласим заинтересованных специалистов вашего предприятия посетить наш московский завод ВакЭТО, чтобы вместе выбрать оптимальное решение с использованием вакуумных электропечей сопротивления или печей с иным способом нагрева, но в любом случае — максимально отвечающее вашим производственным потребностям.