ఉప్పు స్నానాలు - పరికరం మరియు అప్లికేషన్

ద్రవంలో ఉత్పత్తులను వేడి చేసేటప్పుడు, ద్రవ నుండి లోహానికి ఉష్ణ బదిలీ యొక్క గుణకం యొక్క అధిక విలువల కారణంగా, గణనీయంగా అధిక తాపన రేటును సాధించవచ్చు. మరోవైపు, వాయువులతో పోలిస్తే ద్రవాల యొక్క అధిక ఉష్ణ వాహకత కారణంగా, వాటిలో ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ మరింత ఏకరీతిగా ఉండాలి మరియు అందువల్ల వ్యక్తిగత ఉత్పత్తులు లేదా ఉత్పత్తి యొక్క భాగాలను వేడి చేయడం అదే పరిస్థితులలో జరుగుతుంది.

కరిగిన సీసం వంటి ద్రవ లోహంలో వేగవంతమైన తాపన రేటును సాధించవచ్చు. సీసం స్నానం అనేది సీసంతో నిండిన ఇనుప క్రూసిబుల్, ఇన్‌స్టాల్ చేయబడింది షాఫ్ట్ విద్యుత్ కొలిమి ఎగ్సాస్ట్ కవర్ కింద. సీసం కరిగి ముందుగా నిర్ణయించిన ఉష్ణోగ్రతకు చేరుకున్నప్పుడు, చిన్న భాగాలు దానిలోకి తగ్గించబడతాయి, ఇవి త్వరగా వేడి చేయబడతాయి, ఉదాహరణకు, చల్లార్చడం లేదా టెంపరింగ్ కోసం, సీసం యొక్క ఉష్ణ వాహకత దానిలో పడే భాగాల వేడి యొక్క అధిక ఏకరూపతను నిర్ధారిస్తుంది. కానీ సీసం స్నానానికి అనేక ముఖ్యమైన లోపాలు ఉన్నాయి:

• సీసంతో హానికరమైన పని, ముఖ్యంగా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద,

• 800 ° C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలకు వేడి చేయడానికి ఉపయోగించడం అసంభవం (అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, సీసం తీవ్రంగా ఆవిరైపోతుంది),

• సీసం యొక్క తక్కువ ఉష్ణ సామర్థ్యం, ​​పెద్ద భాగాలలో ముంచినప్పుడు ఇది త్వరగా చల్లబడుతుంది.

పర్యవసానంగా, సీసం స్నానాలు పరిమిత ఉపయోగం మాత్రమే పొందాయి. సీసం వలె కాకుండా, వివిధ లవణాలు, నైట్రేట్లు మరియు స్థావరాలు చాలా విస్తృత అప్లికేషన్‌ను కనుగొన్నాయి. ఉపయోగించిన అనేక లవణాలు, నైట్రేట్‌లు మరియు స్థావరాలు చాలా భిన్నమైన ద్రవీభవన బిందువులను కలిగి ఉంటాయి కాబట్టి, 250 నుండి 1300 °C వరకు ఉన్న ఏ ఉష్ణోగ్రతకైనా అటువంటి ఉప్పు లేదా లవణాల మిశ్రమం ఎంపిక చేయబడి ఆ ఉష్ణోగ్రత వద్ద మరియు అదే సమయంలో కొద్దిగా ఆవిరైపోతుంది. సమయం ద్రవంగా ఉంటుంది. టేబుల్ 1 ద్రవీభవన బిందువులు మరియు కొన్ని లవణాలు మరియు నైట్రేట్ల దరఖాస్తు క్షేత్రాలను అందిస్తుంది.

ఉప్పు మరియు ఉప్పు స్నానాలు నిర్మాణాత్మకంగా బాహ్య తాపనతో స్నానాలు, అంతర్గత హీటర్లు మరియు ఎలక్ట్రోడ్‌లతో స్నానాలు చేస్తారు... మొదటి రెండు రకాలు సాపేక్షంగా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద నిర్వహించబడతాయి - ఇవి ప్రధానంగా సాల్ట్‌పీటర్ మరియు ఆల్కలీన్ స్నానాలు, ప్రొఫైల్‌లు మరియు లైట్ మిశ్రమాల షీట్‌ల వేడి చికిత్స కోసం ఉపయోగిస్తారు. (450 -525 °C).

బాహ్యంగా వేడిచేసిన ఉప్పు స్నానాలు ఒక దీర్ఘచతురస్రాకార లేదా వృత్తాకార పాత్రను మెటల్ హీటర్లతో షాఫ్ట్లో ఉంచిన సాదా కార్బన్ స్టీల్ నుండి వెల్డింగ్ చేస్తారు.

అంతర్గత హీటర్లతో ఉప్పు స్నానాలు ఒకే విధంగా తయారు చేయబడతాయి, కానీ బాహ్య హీటింగ్ ఎలిమెంట్లను కలిగి ఉండవు మరియు బదులుగా గొట్టపు హెర్మెటిక్ హీటింగ్ ఎలిమెంట్స్ నైట్రేట్లో మునిగిపోతాయి. వారికి ముఖ్యమైన ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి:

1. బాహ్య తాపన స్నానాలతో పోలిస్తే కొంచెం చిన్న కొలతలు మరియు తక్కువ ఉష్ణ నష్టాలు,

2. వాటిలో తాపన మిశ్రమాల వినియోగం పది రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది,

3.ఐరన్ ఆక్సైడ్ల సమక్షంలో వేడెక్కినప్పుడు నైట్రేట్లు పేలవచ్చు మరియు నైట్రేట్ దిగువ పొరల కాలుష్యం కారణంగా బాహ్య తాపన స్నానాలలో ఇటువంటి వేడెక్కడం వలన అవి సురక్షితమైనవి, దీని ఫలితంగా బాత్ దిగువన దిగువ హీటర్లు వేడెక్కుతాయి.

నైట్రేట్ స్నానాలలో ట్యూబ్ హీటర్ల యొక్క ప్రతికూలత నైట్రేట్తో ట్యూబ్ జాకెట్ యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు తుప్పు కారణంగా వారి చిన్న సేవా జీవితం.

పట్టిక 1. ద్రవీభవన స్థానం మరియు కొన్ని లవణాల పరిధి

రెండు రకాలైన ఉప్పు మరియు ఆల్కలీన్ స్నానాలు చాలా పెద్ద పరిమాణాలు (పొడవు 6-8 మీ) మరియు అనేక వందల కిలోవాట్ల శక్తిని చేరుకుంటాయి.అధిక ఉష్ణోగ్రతల కోసం, ఎలక్ట్రోడ్తో స్నానాలు ఉపయోగించబడతాయి. అవి ఉప్పుతో నిండిన మెటల్ లేదా సిరామిక్ క్రూసిబుల్, వీటిలో 8-25 V వోల్టేజ్‌తో స్టెప్-డౌన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ద్వారా అందించబడిన మెటల్ ఎలక్ట్రోడ్‌లు తగ్గించబడతాయి.

చల్లని స్థితిలో, ఉప్పు కరెంట్‌ను నిర్వహించదు, కానీ అది ఏదైనా బాహ్య మూలం ద్వారా వేడి చేయబడితే, ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య కరెంట్ ఏర్పడి, జూల్ వేడిని ఉప్పులోకి విడుదల చేస్తుంది. అందువల్ల, కరిగిన ఉప్పు అటువంటి స్నానాలలో హీటర్‌గా పనిచేస్తుంది, దీనిలో వేడి చేయవలసిన వ్యాసాలు మునిగిపోతాయి.

ఎలక్ట్రోడ్ స్నానాలు కవర్ మరియు బాహ్య ఎలక్ట్రోడ్లతో వస్తాయి. మునుపటి వాటి తక్కువ సామర్థ్యం మరియు అసమాన తాపన కారణంగా ప్రస్తుతం ఉపయోగించబడలేదు. అటువంటి స్నానాలలో, తరువాతి యొక్క పెద్ద కొలతలు కారణంగా ఎలక్ట్రోడ్ల ఉపరితలంపై ప్రస్తుత సాంద్రత ఎక్కువగా ఉండదు, అందువల్ల వాటిలో ఉప్పు యొక్క సహజ ఉష్ణ ప్రసరణ మాత్రమే ఉంటుంది, ఇది ఎత్తులో ఉన్న ఉష్ణోగ్రతలను సమం చేస్తుంది. అయినప్పటికీ, అటువంటి స్నానాలలో ఎగువ మరియు దిగువ స్థాయిలలో ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం 20-25 ° C కి చేరుకుంటుంది.

అందువల్ల, అటువంటి స్నానాల యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలత ఉప్పు యొక్క తగినంత ఇంటెన్సివ్ సర్క్యులేషన్, ఇది ఉత్పత్తుల తాపన రేటులో తగ్గుదలకు దారితీస్తుంది మరియు అందువల్ల స్నానం యొక్క ఆపరేషన్లో మరియు దానిలో ఉష్ణోగ్రత యొక్క అసమాన పంపిణీకి దారితీస్తుంది. ఎత్తు.

అంతేకాకుండా, ఈ స్నానాలలో ప్రస్తుత పంక్తులు ఉప్పు యొక్క దాదాపు మొత్తం పరిమాణాన్ని నింపుతాయి; అందువల్ల ఉత్పత్తుల ద్వారా కరెంట్ కూడా ప్రవహిస్తుంది. తరువాతి యొక్క అననుకూలమైన ఆకృతితో (పదునైన అంచులు, ఉత్పత్తి యొక్క రెండు భాగాల మధ్య సన్నని వంతెనలు), పెరిగిన కరెంట్ సాంద్రతలు వాటిలో కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి, ఇది వేడెక్కడానికి దారితీస్తుంది మరియు తిరస్కరణకు లేదా కరగడానికి దారితీస్తుంది.

అన్నం. 1. రిమోట్ ఎలక్ట్రోడ్లు మరియు విభజనతో ఉప్పు స్నానం: 1 - స్నానం, 2 - క్లాడింగ్, 3 - ఆప్రాన్, 4 - గొడుగు, 5 - విభజన: 6 - పైరోమీటర్, 7 - ఎలక్ట్రోడ్, 8 - వక్రీభవన రాతి, 9 - థర్మల్ ఇన్సులేషన్.

బాహ్య ఎలక్ట్రోడ్లు మరింత విస్తృతంగా మారడంతో ఎలక్ట్రోడ్ ఉప్పు స్నానాలు ద్వారా ఈ ప్రతికూలతలు అధిగమించబడతాయి. వాటిలో, ఎలక్ట్రోడ్లు దీర్ఘచతురస్రాకార లేదా వృత్తాకార విభాగంతో రెండు రాడ్లు, ఒకదానికొకటి 25-50 మిమీ దూరంలో ఉప్పులోకి తగ్గించబడతాయి.

అటువంటి స్నానాలలో, దాదాపు అన్ని ప్రస్తుత పంక్తులు రెండు ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య ఖాళీలో ఉన్నాయి, అందువల్ల చాలా తక్కువ ప్రవాహాలు మాత్రమే వేడిచేసిన భాగాల గుండా వెళతాయి మరియు వాటి వ్యక్తిగత పాయింట్లు వేడెక్కవు. అదనంగా, భాగాల ద్వారా ప్రస్తుత ప్రకరణాన్ని పూర్తిగా మినహాయించడానికి, ఎలక్ట్రోడ్లు ఉన్న గది యొక్క భాగాన్ని దాని పని భాగం నుండి విభజన ద్వారా వేరు చేయవచ్చు (Fig. 1).

రాడ్‌ల మధ్య ప్రస్తుత సాంద్రత చాలా ఎక్కువగా ఉన్నందున, వాటి మధ్య ఉప్పు వేడెక్కడం మరియు తీవ్రమైన ఉష్ణ ప్రసరణ ప్రారంభమవుతుంది, మరియు వేడిచేసిన ఉప్పు కణాలు ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య ఖాళీలోకి మరియు ఎగువ స్థాయిలో స్నానపు వాల్యూమ్ ద్వారా వేరు చేయబడతాయి, అయితే చల్లగా ఉంటాయి. దిగువ పొరలు దిగువ ఇంటర్‌ఎలెక్ట్రోడ్ స్పేస్‌లోకి చొప్పించబడతాయి.

ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య (సుమారు 15-25 ఎ / సెం 2) చాలా ఎక్కువ కరెంట్ సాంద్రత వద్ద, విద్యుదయస్కాంత శక్తులు ప్రబలంగా ప్రారంభమవుతాయి, ఉప్పును ఇంటర్‌ఎలక్ట్రోడ్ ప్రదేశంలోకి విసిరివేస్తాయి, దీని ఫలితంగా ప్రసరణ దిశ రివర్స్ అవుతుంది మరియు దాని తీవ్రత పెరుగుతుంది. ఉప్పు యొక్క అటువంటి బలవంతపు ప్రసరణ ఉప్పు నుండి ఉత్పత్తులకు ఉష్ణ బదిలీ యొక్క గుణకం మరియు స్నానాల ఎత్తు (± 3 ° C వరకు) పాటు ఉత్పత్తులను వేడి చేయడం యొక్క ఏకరూపత రెండింటినీ గణనీయంగా పెంచుతుంది.

పేర్కొన్న ప్రయోజనాల కారణంగా, బాహ్య ఎలక్ట్రోడ్లతో స్నానాలు ఇటీవల మరింత విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ఉప్పు స్నానాలు సింగిల్-ఫేజ్ మరియు త్రీ-ఫేజ్ (Fig. 1) 20 నుండి 150 kW వరకు మరియు వివిధ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద 1300 ° C వరకు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. వీటిని చల్లార్చడం మరియు టెంపర్ చేయడం కోసం వివిధ ఉత్పత్తులను వేడి చేయడానికి మరియు ప్రధానంగా సాధనాల కోసం (సహా హై-స్పీడ్ స్టీల్స్), అలాగే ఐసోథర్మల్ ఎనియలింగ్ కోసం అదనంగా, వాటిలో తగిన ఉప్పు కూర్పును ఎంచుకోవడం ద్వారా, థర్మోకెమికల్ ప్రాసెసింగ్, కార్బరైజింగ్ మరియు స్టీల్స్ యొక్క సైనైడేషన్ కార్యకలాపాలను నిర్ధారించడం సాధ్యపడుతుంది.

ఉప్పు స్నానాలలో వేడి చేయడం యొక్క ప్రసిద్ధ ప్రయోజనం ఏమిటంటే, స్నానం నుండి తీసివేసిన వస్తువులను ఉప్పు యొక్క పలుచని పొరతో కప్పడం. ఈ చిత్రం గాలిలో ఆక్సీకరణం నుండి ఉత్పత్తి యొక్క ఉపరితలాన్ని రక్షిస్తుంది, అదే సమయంలో చల్లబడినప్పుడు లేదా శీతలీకరణ ట్యాంక్‌లో మునిగిపోయినప్పుడు పగుళ్లు మరియు పుంజుకుంటుంది.

1000 ° C వరకు పనిచేసే ఎలక్ట్రోడ్ స్నానాల వేడి-నిరోధక మెటల్ క్రూసిబుల్స్ క్రోమియం-నికెల్ స్టీల్స్తో తయారు చేయబడ్డాయి మరియు వారి సేవ జీవితం 1 సంవత్సరంగా భావించవచ్చు. సిరామిక్ క్రూసిబుల్స్ 1400 ° C వరకు ఉపయోగించబడతాయి, అవి పూర్తిగా కుదించబడతాయి, కాల్చబడతాయి లేదా వ్యక్తిగతంగా కాల్చిన అధిక అల్యూమినియం సిరామిక్ ప్లేట్ల నుండి ఒక ద్రావణంలో కలిసి ఉంటాయి.

ఎలక్ట్రోడ్లు క్రోమియం-నికెల్ స్టీల్స్ లేదా తక్కువ-కార్బన్ స్టీల్స్‌తో తయారు చేయబడతాయి, ఉదాహరణకు తరగతి 10. ఎలక్ట్రోడ్‌లు 3-6 నెలలు అధిక-ఉష్ణోగ్రత స్నానాలలో, ఒక సంవత్సరం వరకు మధ్యస్థ-ఉష్ణోగ్రత స్నానాలలో ఉంటాయి.

సాల్ట్ బాత్ కవర్ల అమరిక ఒక ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది... ఓపెన్ సాల్ట్ మిర్రర్ 1000 ° C వద్ద క్లోజ్డ్ బాత్ యొక్క ఉష్ణ నష్టం కంటే 5-6 రెట్లు సమానమైన శక్తిని విడుదల చేస్తుంది. కాబట్టి, బాత్ కవర్ తగినంతగా ఇన్సులేట్ చేయబడాలి. , అదే సమయంలో లోడ్ మరియు అన్‌లోడ్ చేసేటప్పుడు వెనుకకు మడవడం లేదా పక్కకు తరలించడం సులభంగా ఉండాలి. సెల్ గ్రాఫైట్ కార్బన్ పౌడర్ పొరతో దాని ఉపరితలంపై పూత పూయడం ద్వారా బాత్రూమ్ అద్దాల నష్టాలలో గణనీయమైన తగ్గింపును సాధించవచ్చు.

ఉప్పు చల్లని స్థితిలో నిర్వహించబడనందున, స్నానమును నడపడానికి అది వేడెక్కాల్సిన అవసరం ఉంది. ప్రారంభ నిక్రోమ్ నిరోధకతను ఉపయోగించడం అత్యంత అనుకూలమైనది. తరువాతి, స్నానం ఘనీభవించే ముందు, ఉప్పులో ముంచి రెండు ఎలక్ట్రోడ్లకు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. స్నానం వేడి చేయబడినప్పుడు, ప్రతిఘటన ద్వారా ప్రవహించే ట్రాన్స్ఫార్మర్ కరెంట్ దానిని వేడి చేస్తుంది, దీని కారణంగా ప్రతిఘటనకు ప్రక్కనే ఉన్న ఉప్పు పొరలు వేడి చేయబడతాయి మరియు క్రమంగా, నిర్వహించడం ప్రారంభిస్తాయి. అప్పుడు రెసిస్టర్ ఆపివేయబడుతుంది మరియు ఉప్పు నుండి తీసివేయబడుతుంది.అటువంటి ప్రతిఘటన కోసం, 10-15 W / cm2 క్రమంలో చాలా ఎక్కువ నిర్దిష్ట ఉపరితల శక్తిని అనుమతించవచ్చు. అయినప్పటికీ, ఉప్పులో పని చేస్తున్నప్పుడు, నిక్రోమ్ చాలా పెళుసుగా మారుతుంది మరియు జాగ్రత్తగా నిర్వహించడం అవసరం అని గుర్తుంచుకోవాలి.

కొన్నిసార్లు, ఎలక్ట్రోడ్ల మధ్య లోహ నిరోధకతకు బదులుగా, కొలిమిని ఆపివేసిన తరువాత, ఎలక్ట్రోడ్ బొగ్గు ముక్కలు వేయబడతాయి, ఇది స్నానం ఆన్ చేసినప్పుడు వేడెక్కడం, ఉప్పును వేడి చేస్తుంది. చివరగా, మీరు కేవలం గ్యాస్ బర్నర్తో ఎలక్ట్రోడ్ల సమీపంలోని ఉప్పు ప్రాంతాలను వేడి చేయవచ్చు. స్నానాన్ని వేడి చేసే ఆపరేషన్ చాలా పొడవుగా ఉంటుంది, కాబట్టి కొన్నిసార్లు స్నానాలను రాత్రిపూట చల్లబరచకుండా ఉండటం మంచిది, తద్వారా వాటిని తగ్గించిన వోల్టేజ్ వద్ద వదిలివేయండి.

అడపాదడపా ఎలక్ట్రోడ్ స్నానాలతో పాటు, నిరంతర యూనిట్లు కూడా ఉపయోగించబడతాయి... వ్యక్తిగత స్నానాలకు, భాగాలను తీసుకువెళ్లడానికి మరియు ఉప్పులో ముంచడానికి స్నానానికి పైన కన్వేయర్ బెల్ట్ ఉపయోగించవచ్చు. సంక్లిష్ట ఉష్ణ చికిత్స ప్రక్రియల కోసం యూనిట్లు, అనేక స్నానాలలో వరుసగా నిర్వహించబడతాయి, ఇది మరింత క్లిష్టంగా ఉంటుంది, దీనికి సమాంతర మరియు నిలువు దిశలలో భాగాల ప్రత్యామ్నాయ కదలికను సృష్టించడం అవసరం. సాధారణంగా, ఈ పని ఒక ట్రైనింగ్ పరికరంతో కన్వేయర్ లేదా రంగులరాట్నం ఉపయోగించి పరిష్కరించబడుతుంది.

అందువలన, సంప్రదాయ విద్యుత్ ఫర్నేసులతో పోలిస్తే, ఉప్పు స్నానాలు క్రింది ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి:

1. అధిక తాపన రేటు మరియు సమాన కొలతలు కోసం అధిక పనితీరు,

2. వివిధ రకాల థర్మల్ మరియు థర్మోకెమికల్ చికిత్సను సులభంగా నిర్వహించడం,

3. తాపన మరియు శీతలీకరణ సమయంలో ఆక్సీకరణ నుండి ఉత్పత్తుల రక్షణ.

ఉప్పు స్నానాల యొక్క ప్రతికూలతలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

1.బాత్రూమ్ అద్దం నుండి పెరిగిన ఉష్ణ నష్టాల కారణంగా అధిక నిర్దిష్ట శక్తి వినియోగం మరియు తాపన యొక్క వ్యవధి మరియు సంక్లిష్టత కారణంగా దాని నిరంతర ఆపరేషన్ అవసరం (తరువాతి అండర్‌లోడ్ ఆపరేషన్‌కు కారణమవుతుంది),

2. ఉప్పు చాలా ఎక్కువ వినియోగం,

3. మంచి వెంటిలేషన్తో కూడా కష్టమైన పని పరిస్థితులు.

ఉప్పు స్నానాల ప్రాబల్యం అనేక సందర్భాల్లో వారి ప్రయోజనాలు వారి ప్రతికూలతలను అధిగమిస్తున్నాయనే వాస్తవం ద్వారా వివరించబడింది.

అత్యల్ప ఉష్ణోగ్రతల కోసం, చమురు స్నానాలు ఉపయోగించబడతాయి, అంతర్గత మరియు బాహ్య తాపనతో నిర్వహిస్తారు. నీటిని వేడి చేయడానికి మరియు నీటి ఆవిరిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఎలక్ట్రోడ్ బాయిలర్లు ఎలక్ట్రోడ్ ఉప్పు స్నానాల మాదిరిగానే పనిచేస్తాయి.