Камерна піч для моделювання термічної обробки вуглецевих матеріалів у електротермічному киплячому шарі
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, ІВК «Системні технології», Дніпро
Abstract
UKR: Існуючі лабораторні печі для високотемпературної термічної обробки матеріалів до температури 3000°С, що мають графітові нагрівачі, дозволяють нагрівати зразки з швидкістю на два порядки менші у печах з електротермічним киплячим шаром. Це унеможливлює їх використання для досліджень термічної обробки вуглецевих матеріалів бо не відповідають умовам шокового нагріву та не дозволяє чітко видержувати час витримки. В статі наведено дослідження використання в якості нагрівачів композитних вуглецевих матеріалів малої густини. На основі отриманих результатів створено високотемпературну камерну піч, проведено її дослідження та промодельовано температурне поле у нагрівачі. В результаті створено високотемпературну лабораторну піч з швидкістю нагріву зразків 20 °С/с – 100 °С/с що дозволило використати її для моделювати процес нагріву у печі електротермічним киплячим шаром. Порівняння витрат електроенергії в печі з традиційним нагрівачем з графіту і нагрівачем з вуглецевого композиту малої густи показало, що втрати теплоти у знижуються на 1,7- 1,8 разів.
ENG: Existing laboratory furnaces for high-temperature heat treatment of materials at around 3000°C, which have graphite heaters, allow samples to be heated at a rate two orders of magnitude lower than in electrothermal fluidized bed furnaces. This makes it impossible to use them in the research into the heat treatment of carbon materials because they do not meet the conditions of shock heating and do not allow to keep accurate residence time. The paper presents the research into the use of low-density composite carbon materials as heaters. Based on the results obtained, a high-temperature chamber furnace was designed, studied, and the temperature field in the heater was simulated. As a result, a high-temperature laboratory furnace was created with a sample heating rate of 20 °C/s - 100 °C/s, which made it possible to use it to simulate the heating process in the electrothermal fluidized bed furnace. Comparison of energy consumption in the furnace with a traditional graphite heater and a low-density carbon composite heater showed that heat loss in the furnace is reduced by 1.7 to 1.8 times.
ENG: Existing laboratory furnaces for high-temperature heat treatment of materials at around 3000°C, which have graphite heaters, allow samples to be heated at a rate two orders of magnitude lower than in electrothermal fluidized bed furnaces. This makes it impossible to use them in the research into the heat treatment of carbon materials because they do not meet the conditions of shock heating and do not allow to keep accurate residence time. The paper presents the research into the use of low-density composite carbon materials as heaters. Based on the results obtained, a high-temperature chamber furnace was designed, studied, and the temperature field in the heater was simulated. As a result, a high-temperature laboratory furnace was created with a sample heating rate of 20 °C/s - 100 °C/s, which made it possible to use it to simulate the heating process in the electrothermal fluidized bed furnace. Comparison of energy consumption in the furnace with a traditional graphite heater and a low-density carbon composite heater showed that heat loss in the furnace is reduced by 1.7 to 1.8 times.
Description
С. Губинський: ORCID 0000-0002-4598-5136; О. Форись: ORCID 0000-0002-9524-2381
Keywords
електротермічний киплячий шар, лабораторна піч, композитні вуглецеві матеріали, втрати теплоти, шоковий нагрів, electrothermal fluidized bed, laboratory furnace, composite carbon materials, heat loss, shock heating, КЕСЕ
Citation
Губинський С. М., Сибір А. В., Федоров С. С., Форись О. М. Камерна піч для моделювання термічної обробки вуглецевих матеріалів у електротермічному киплячому шарі. Інформаційні технології в металургії та машинобудуванні – ІТММ’2024 : тези доп. Міжнародної наук.-техн. конф. (м. Дніпро, 10–11 квітня 2024 р.). Дніпро, 2024. C. 33–38. DOI: https://doi.org/10.34185/1991-7848.itmm.2024.01.006.