Разработка способа и системы ускоренного охлаждения вакуумных печей с теплоизоляцией на основе углерод-углеродного композицион

Материалы
Теплоизоляция
высокотемпературных
вакуумных печей
Тепловые экраны
Футеровка
низкое значение коэффициента теплопроводности
Преимущества:
низкое значение степени черноты
Тепловые экраны
с высокими отражающими свойствами
Низкоплотные
углерод-углеродные композиционные материалы

Свойства НПУУКМ
Открытая пористость от 60 до 80%.,
плотность в пределах 0,23 ± 0,02 г/см3,
теплопроводность 0,25 Вт/м·К.

Применение
Использование в качестве теплоизоляции углерод-углеродного композиционного материала позволяет сократить потребление энергии (до 40%) и обеспечивает более высокую и стабильную равномерность температурного поля. [1]

Рис. 1 ВС-16-18-У
Печь предназначена для спекания пористых фильтрующих элементов

Рис.2 Рабочая камера
Размеры рабочего пространства: 200х400х200 мм
Рабочая камера с возможностью ускоренного охлаждения

Рис. З Нагреватель
Максимальная температура рабочей зоны: 1800оС
Расчетная мощность нагревателя: 40 кВт

Техническое противоречие
Рис.4 Зависимость показателей технологического процесса от толщины теплоизоляции

Охлаждение
крайне ограниченная возможность влияния на скорость охлаждения
возникновение деформаций при высоких скоростях охлаждения
применимо не во всех технологических процессах
неравномерность теплового поля
при охлаждении газом возможно появление «застойных» зон
Способы охлаждения
Охлаждение в вакууме
и/или инертном газе
Охлаждение
в жидких средах

Решение технического противоречия:
Подвижная торцевая стенка теплоизоляции позволяет значительно увеличить скорость охлаждения загрузки

Рис.5. Изменение скорости охлаждения камерной печи объемом рабочего пространства 16 дм3 в зависимости от температуры:
●- футеровка печи выполнена из низкоплотного (0,3-0,4 г/см3) УУКМ; ■ -теплоизоляция – блок экранов (Мо, сталь 12Х18Н10Т); ▲ – футеровка из низкоплотного (0,3-0,4 г/см3) УУКМ с подвижной торцевой теплоизоляцией. Охлаждение в вакууме 10 -2 Па.

Предлагаемая конструкция
теплоизоляции
Рис. 6

Рис. 7 Стенки теплоизоляции сдвинуты (стадия нагрева)

Рис. 8 Стенки теплоизоляции раздвинуты (стадия охлаждения)