Фехралевая спираль

Фехраль отличается высоким электрическим сопротивлением, что определяет основные сферы её применения. В частности, нагреватели в форме фехралевой спирали широко используются в электрических печах сопротивления.

Чтобы приобрести спираль из фехрали в НПК Метотехника, свяжитесь с нами удобным способом — по email, телефону или через сайт. Мы ответим на все вопросы о продукции и поможем выбрать подходящие позиции.

Подробная информация о способах производства, марках и рекомендациях по применению представлена на данной странице в соответствующих разделах.

Марки

Спирали изготавливаются из фехрали двух наиболее распространенных в промышленности марок — Х23Ю5Т и Х27Ю5Т. Это сплавы на основе железа с добавлением хрома и алюминия. В составе Х23Ю5Т содержится около 23% Cr и 5% Al, а в Х27Ю5Т — 27% Cr и 5% Al.

Различие в содержании хрома влияет на эксплуатационные характеристики: Х27Ю5Т обладает большей термостойкостью и долговечностью по сравнению с Х23Ю5Т. Оба сплава характеризуются высокой жаропрочностью, устойчивостью к окислению и длительным сроком службы при высоких температурах.

Химический состав фехрали, включая марки Х23Ю5Т и Х27Ю5Т, определяется стандартом ГОСТ 10994-74.

Расчет

Основное применение фехралевой спирали - нагреватели в электрической печи сопротивления. Данная область эксплуатации предъявляет к рассматриваемым изделиям требования, которые обязательно должны быть учтены в процессе проектирования электропечи и изготовления нагревателей для нее.

Важной составляющей при проектировании печей сопротивления является расчет нагревателей, который в общем виде выглядит следующим образом:

• выбор расположения нагревателей на стенках рабочей камеры печи (только на боковых стенках, только в поду и на своде, или на всех стенках камеры), а также систему нагревателей;
• выбор возможных материалов для изготовления нагревательных элементов (очень популярным материалом для этих целей является нихром марок Х20Н80 и Х15Н60, однако также могут быть использованы фехраль Х23Ю5Т, Х27Ю5Т и тугоплавкие металлы - вольфрам, молибден, тантал, ниобий);
• определение размеров нагревателей и их массы (подробный расчет указанных параметров рассмотрен в статье “Нагреватели. Методика и примеры расчета”; там же можно воспользоваться специальным калькулятором);
• выбор размещения нагревателей внутри камеры печи в соответствии с их размерами из п. 3.

Варианты размещения нагревателей

В пункте 4 собственно и выполняется расчет фехралевой спирали, изготавливаемой из проволоки, диаметр и длина которой определяются в пункте 3. Основная задача здесь - это разместить нагреватель расчетной длины в ограниченном пространстве печи. Фехралевая проволока подвергается навивке в виде спиралей или сгибанию в форме зигзагов, что позволяет вместить большее количество материала (по длине) в рабочую камеру. Наиболее распространенным вариантом является спираль.

Фехралевая спираль в электрической печи

Обычно для изготовления нагревателей промышленных печей применяется проволока из фехрали диаметром Ø от 3 до 7 мм. Однако для печей с рабочей температурой 1000 °C и выше следует брать проволоку Ø менее 5 мм (см. “Нагреватели. Методика и примеры расчета”). Соотношения между шагом спирали и ее диаметром и диаметром проволоки выбирают таким образом, чтобы облегчить размещение нагревателей в печи, обеспечить достаточную их жесткость, в максимально возможной степени исключить локальный перегрев витков самой спирали и в то же время не затруднить теплоотдачу от них к изделиям.

Чем больше диаметр спирали и чем меньше ее шаг, тем легче разместить в печи нагреватели, но с увеличением диаметра уменьшается прочность спирали, увеличивается склонность ее витков лечь друг на друга. С другой стороны, с увеличением частоты намотки увеличивается экранирующее действие обращенной к изделиям части ее витков на остальные и, следовательно, ухудшается использование ее поверхности, а также могут возникнуть местные перегревы.

Практика установила вполне определенные, рекомендуемые соотношения между диаметром проволоки (d), шагом (t) и диаметром спирали (D) для проволоки Ø от 3 до 7 мм. Эти соотношения следующие: t ≥ 2d и D = (7-10)d для нихрома и D = (4-6)d - для менее прочных железохромоалюминиевых сплавов, таких как фехраль и т.п.

Размеры спирали из фехрали

Для более тонких проволок отношение D и d, а также t обычно берутся больше. Значительно распространены спиральные нагреватели на керамических трубках. Такие нагреватели с точки зрения излучения и размещения мощности на стенках печи практически эквивалентны свободно излучающим спиралям из фехрали и, наоборот, они существенно эффективнее, чем спирали в пазах и полочках. Конструкция проволочных спиральных нагревателей на керамических трубках является универсальной и с точки зрения применения материалов, и по расположению нагревателей в камере печи. Отношение внутреннего диаметра спирали к наружному диаметру трубки у таких нагревателей может быть принято равным примерно 1,1-1,2, расстояние между осями трубок 1,5-2D.

Производство

Фехралевая спираль навивается с подогревом, который осуществляется пропусканием электрического тока через заготовку. Для этого используется трансформатор со ступенями напряжения 5–10 В. Напряжение подается на станину токарного станка и резцедержатель через направляющую с отверстием для проволоки. Направляющая изолируется от станины текстолитовыми прокладками.

Скорость навивки выбирается так, чтобы нагреть участок проволоки до 200–300 °C, поскольку при 400–500 °C сплав становится хрупким. Нагрев происходит только на отрезке между направляющей на резцедержателе и оправкой спирали.

Выгибание перемычек выполняется в специальном приспособлении, без резких ударов и изгибов, чтобы избежать поломок.

Цены

Цена на фехралевую спираль, ассортимент и наличие представлены на странице Стоимость. Там же можно оформить заказ через сайт.