В лабораторных печах, как правило, производят испытания различных материалов и установок. Производители редко выпускают установки для исследований, которые имеют крупные габариты. Лабораторные печи чаще всего имеют небольшую мощность, универсальны, а главное, способны работать в широком диапазоне измеряемых характеристик. Лучше всего, для таких целей использовать индукционное, трубчатое или муфельное оборудование.
Навигация:
Муфельные лабораторные печи
Исследовательские центры, или лаборатории предприятий и учреждений в большинстве случаев предпочитают муфельные печи. С их помощью можно выполнять широкий спектр задач по исследованию характеристик металлов. Терморегулятор муфельной печи может иметь одну или две ступени. Муфельные печи, как правило, отличаются герметичностью. Для того чтобы проводить термическую обработку с высокой температурой, необходимо, чтобы стенки установки были выполнены из жаропрочного материала. Как правило, в этом качестве выступает керамика.
Муфельная печь отличается от индукционной принципом работы. Для нагревания в ней используется специальный нагревательный элемент, а не электромагнитное поле. В различных установках бывают закрытые и открытые нагревательные элементы. Они способны воздействовать на металл, прогревая до нужной температуры при прокаливании, обжиге, нормализации и других процедурах, позволяющих изучить свойства металла. В условиях работы с агрессивными веществами, в комплект муфельной печи должна входить вытяжка, которая в автоматическом режиме будет включаться при выделении газообразных веществ.
При выборе модели муфельной лабораторной печи основное внимание следует уделять параметру максимальной температуры. Именно от нее зависят технические возможности установки. При использовании закрытых нагревателей, в муфельной печи можно выполнить широкий спектр задач.
Использование термоволокна позволяет защищать нагревательный элемент от воздействия агрессивных веществ, которые выделяются во время термообработки. Нагревательная часть не подвергается коррозийному воздействию, а значит, будет служить дольше. Установлено, что при использовании нагревателя закрытого типа, металл нагревается равномерно и быстро. Если при проведении определенных операций качество не самый важный показатель, то лучше выбирать нагреватель открытого типа. В противном случае скорость термообработки будет не самая высокая, зато качество будет оставаться на высоком уровне. Как правило, при нагревании металла на температуру, которая превышает 1300 градусов, применяется именно открытый нагреватель, поскольку в остальных случаях придется тратить больше электроэнергии, что не является выгодным вариантом.
Терморегуляторы в лабораторных печах значительно отличаются друг от друга. Одноступенчатые терморегуляторы способны обеспечивать установки с простыми функциями. С их помощью производятся операции, в которых необходимо постепенно уменьшать или увеличивать температуру обработки.
Для выполнения сложных операций, в которых возможна частая смена режимов, лучше всего подойдет многоступенчатый регулятор. С его помощью проводятся глубокие исследования, с помощью которых можно изучить различные характеристики металлов. Для этого используются программы, которые имеются или устанавливаются в систему. Согласно запрограммированным командам печь может продолжать автономную работу. Это позволяет увеличить автоматизацию в учреждении.
Муфельные лабораторные печи отличаются друг от друга по рабочему объему. Компактные модели используются в небольших помещениях лабораторного типа, крупногабаритные на производственных предприятиях, имеющих высокую производительность.
Тигельные лабораторные печи
Тигельные лабораторные печи оснащены индукционным элементом, посредствам работы которого осуществляется воздействие на объект электромагнитного поля. Вследствие этого металлические предметы нагреваются и расплавляются до необходимых кондиций. Индуктор, как правило, представляет собой элемент, преобразующий электрическую энергию в электромагнитную. В его состав входит цилиндрическая катушка с определенным количеством витков. В ходе проведения термической обработки, по виткам поступает электрический ток, который преобразовывается в электромагнитное поле, нагревающее металлические объекты.
Индукторы в различных установках имеют значительные отличия. Некоторые располагаются таким образом, чтобы за счет непосредственной близости нагревать объект, в некоторых полость для закладки металла находится между витками. Но и в том и другом случае, нагревается объект посредствам электромагнитного поля, которое создает индуктор. Линии электромагнитного поля, как правило, направляются перпендикулярно объекту, за счет чего возникают вихревые потоки. Индукционный нагреватель создает переменный ток, благодаря которому нагрев происходит достаточно быстро. Используя этот вид оборудования, производятся исследования, связанные с отжигом, закалкой, нормализацией и т.д. При выполнении всех процессов необходима термическая обработка без физического воздействия.
Благодаря тому, что используется так называемый «внутренний источник энергии», расплавление не только быстрое, но и имеющее высокое качество. Это позволяет произвести точные расчеты и получить материал, имеющий все необходимые свойства. Индукционные печи выпускаются с сердечником и без. Это зависит от того, какие функциональные задачи необходимо выполнить. Печь с одним и другим типом конструкции способна выполнить отпуск, нагрев или закалку стали.
Возможности лабораторной установки, как правило, определяются ее возможностью изменять силу тока. На предприятиях, выполняющих различные задачи, используются установки с промышленной, повышенной и высокой частотностью. Печи, для работы которых достаточно частоты 50 Гц, относятся к промышленному типу. Подключение таких установок осуществляется к сети, за редким исключением, когда применяются понижающие трансформаторы. При использовании боле мощных, крупногабаритных и производительных установок, необходимо наличие преобразователей частоты, благодаря которым достигается значение в 10000 Гц. В качестве элемента для запитывания таких печей могут использоваться электромагнитная установка.
Самые производительные индукционные печи работают с частотой от 60 тыс. до 450 тыс. Гц. Для того чтобы обеспечить их работу, применяют электронные генераторы.
Низкочастотные индукционные печи предназначаются, в основном, для термической обработки цветных металлов. Наибольшая эффективность достигается при работе с металлами, которые имеют низкую критическую точку кипения.
При использовании тигельных печей с сердечником происходит высокое рассеяние магнитного потока. Из-за этого магнитные силовые линии реже пронизывают металл. Это побуждает производителей пользоваться преобразователями тока, которые способны увеличивать частоту.
Благодаря высокой электродинамической циркуляции сплава, шихта намного быстрее плавится. Кроме этого, металл быстро расплавляется, поскольку его нагрев происходит изнутри. Литейными предприятиями выпускаются высококомпонентные сплавы со стабильным химическим составом.
В установках данного типа достаточно просто создать окислительную среду. Для этого необходимо применять вакуумную печь, которая способна выполнить задачи различной сложности. В них можно выполнить масштабное исследование, поскольку вакуумное пространство заставляет многие металлы при термообработке выделять газы. Удельная мощность вакуумных установок достаточно велика. Ввиду того, что футеровка имеет небольшую массу, тепловая инерция значительно снижена. Как правило, режим работы индукционной печи носит последовательный или периодический характер. 
В обслуживании лабораторные индукционные установки достаточно просты. Ввиду возможности программирования большинства моделей, они подвергаются автоматизации. Элементы управления расположены удобно и позволяют полностью контролировать процесс операции. При их использовании, воздух не загрязняется, даже если работать непрерывно несколько дней.
Все индукционные печи производят обработку шлаков с небольшой температурой, это является одним из основных недостатков. В остальном же они являются идеальным вариантом для лабораторных целей.
Ввиду наличия открытых, вакуумных и компрессионных индукционных печей, выполнить задачу, имея на предприятии установки такого типа, достаточно легко. Самыми популярными являются вакуумные печи, поскольку с их помощью можно выполнить разносторонние исследования. Они работают в различных режимах и имеют соответствующие конструктивные особенности. Тигли индукционных печей, как правило, делаются из керамики, металла или графита. Они лучше всего переносят электромагнитный ток, а так же высокую температуру плавления.
Трубчатые лабораторные печи
Трубчатые печи так же довольно часто используются в лабораториях для проведения испытаний. С их помощью можно произвести термическую обработку металлов до температуры 1300 градусов. Они же являются основным инструментом при проверке датчиков различных систем. Популярность в лабораторных исследовательских центрах получили благодаря тому, что могут быстро разогревать металл по всей длине.
