Temperaturile ridicate în cuptoarele cu rezistență se obțin prin utilizarea unor încălzitoare din carborundum sau disiliciură de molibden. În industria carburilor, cuptoarele cu încălzitoare din molibden și grafit care funcționează în atmosferă de hidrogen sunt utilizate pe scară largă.
Figura 143 prezintă un cuptor cu mufă cu două zone pentru sinterizarea aliajelor dure. În timpul sinterizării, produsele trebuie încălzite lent, astfel încât prima zonă are o temperatură de până la 1000°C. Mufa pentru această zonă este fabricată din oțel, iar nichromul este utilizat ca încălzitor. În a doua zonă, încălzirea este finalizată, iar sinterizarea produselor încărcate în bărci are loc la o temperatură de 1400-1550° C. Mufa din zona de temperatură ridicată este fabricată din oțel. Mufa din zona de temperatură ridicată este fabricată din alund topit cu un mic adaos de argilă refractară ca liant. Încălzitorul este fabricat din bandă de molibden cu grosimea de 0,8-1,0 mm sau din sârmă cu diametrul de 1,0-2,0 mm, care sunt înfășurate pe mufă și acoperite cu argilă refractară cu alund pe exterior. Ambele mufe cu încălzitoare 4 sunt instalate în carcasa 2 a cuptorului. Izolarea termică a cuptorului este realizată din cărămizi ultraușoare 5 și umplutură din alumină tehnică calcinată 3, care are proprietăți bune de izolare termică la temperaturi ridicate și în prezența hidrogenului în carcasa cuptorului. Hidrogenul, cu capacitatea sa termică mare și coeficientul său de difuzie mare, în prezența porilor mari din izolația termică, crește de obicei foarte mult conductivitatea termică a acesteia. Numai porii mici ai aluminei și porii închiși ai ultraușoarelor își pot păstra proprietățile de izolare termică în prezența hidrogenului. În apropierea carcasei cuptorului se află duzele de încărcare 6 și de descărcare 1. Duza de descărcare este răcită cu apă și permite reducerea temperaturii produselor descărcate din cuptor. Produsele sinterizate sunt încărcate
Încălzitoarele sunt conectate la rețea prin intermediul unor transformatoare coborâtoare cu tensiune redusă de 35-70 V. Deși alimentarea cu tensiune redusă crește costul instalației, aceasta evită intercircuitele încălzitorului și defecțiunile pe carcasă. Conductivitatea electrică a mufei ceramice crește semnificativ la temperaturi ridicate. Fiecare mufă este alimentată independent, ceea ce permite crearea profilului de temperatură dorit al cuptorului. Temperatura zonelor este menținută automat prin intermediul termocuplurilor 8. Eficiența termică a cuptorului atinge 45%. Durata de viață a încălzitoarelor variază de la 3-4 luni la un an sau mai mult. Durata de viață depinde de calitatea ceramicii, de asamblare și de condițiile de funcționare. Modele similare de cuptoare sunt utilizate pentru reducerea cu hidrogen a oxizilor de molibden, tungsten și alte metale.
Fig. 144 prezintă un cuptor tubular cu încălzitor de grafit, care face posibilă producerea pulberilor de carbură de tungsten și titan la temperaturi de până la 2300° C. Acestea sunt, de asemenea, utilizate în producția de carburi metalice turnate la temperaturi de până la 3000° C. Cuptorul este format dintr-o carcasă metalică exterioară cu grosimea de 3-5 mm, cel mai adesea rotundă, cu diametrul de 500-700 mm și cu capace terminale cu grosimea de 10-20 mm. De-a lungul axei carcasei cilindrice dispuse orizontal trece un tub de încălzire din grafit, a cărui cavitate interioară este spațiul de lucru al cuptorului. Prin acesta trec bărci cilindrice din grafit, deschise de sus, în care se află o încărcătură — un amestec de oxid și carbon. Curentul electric de joasă tensiune (10-20 V) este furnizat tubului cu ajutorul unor dispozitive de contact speciale.
Adesea, cuptoarele sunt exploatate cu o atmosferă protectoare (hidrogen), ceea ce mărește durata de viață a încălzitorului. Gazul protector este furnizat din partea de evacuare a produselor și se deplasează prin tub în contracurent cu produsele care urmează să fie încălzite. La ieșirea din tub la punctul de încărcare, hidrogenul este aprins. Ca și în cazul cuptoarelor de molibden, există o anumită recuperare a căldurii. Tubul de grafit este conectat la duzele de încărcare și de descărcare, care sunt închise la capete cu capace. Duza de descărcare este răcită cu apă și are o poartă dublă (ecluză), care este realizată pentru a împiedica pătrunderea aerului în cuptor la descărcarea vaporului și accelerarea arderii tubului de grafit.
La proiectarea carcasei cuptorului, trebuie să se recunoască faptul că aceasta este o bobină închisă în jurul conductorului de curent (conducta de încălzire). Curentul ridicat care circulă prin țeavă creează un flux magnetic în jurul țevii și induce curenți turbionari în carcasă. Aceste pierderi pot reprezenta 10-20% din consumul total de energie și încălzesc foarte mult carcasa cuptorului. Acest tip de pierderi poate fi redus prin fabricarea carcasei din oțel nemagnetic. Arderea parțială a funinginii are loc în timpul funcționării cuptorului. Funinginea poate fi extrasă în timpul reparațiilor prin trape metalice, blocabile, de pe carcasa cuptorului. Dezavantajul funinginii este că poluează atelierul în timpul reparațiilor cuptorului. Straturile izolante adiacente carcasei pot fi realizate din materiale refractare ușoare, ceea ce reduce cantitatea de funingine utilizată. În unele cazuri, în jurul încălzitorului este instalat un tub de ecran din grafit. Acest lucru facilitează schimbarea încălzitorului în timpul reparațiilor și permite ca funinginea să nu fie evacuată. Durata scurtă de viață a tubului ecran face ca funcționarea încălzitorului să fie mult mai costisitoare. Tubul de încălzire cu un diametru interior de 75-130 mm și o lungime de 1-1,5 m este realizat din electrozi grafitați de mărci EG-0 și EG-1. Utilizarea grafitului a permis creșterea considerabilă a duratei de viață a tuburilor în comparație cu cele din cărbune, datorită rezistenței mecanice ridicate a grafitului și oxidabilității mai reduse în aer. Cu toate acestea, rezistența electrică mai mică a încălzitoarelor din grafit în comparație cu încălzitoarele din cărbune conduce la necesitatea de a lucra cu o tensiune mai mică, dar cu un curent mai mare. Acest lucru determină o creștere a rezistenței electrice a încălzitoarelor din grafit
În cazul cuptoarelor cu tuburi de grafit, este dificil să se controleze distribuția temperaturii pe toată lungimea cuptorului. Variația locală a grosimii peretelui tubului are un efect redus asupra distribuției temperaturii. Durata de viață a tuburilor de grafit depinde de temperatura din cuptor, de prezența atmosferei de protecție, de procesul efectuat și variază de la câteva zile la 2-3 luni.
Fig. 145 prezintă o variantă a unui dispozitiv pentru alimentarea cu curent a încălzitorului. Un con de grafit 2 este așezat strâns pe un tub de grafit, iar pe acesta — un cap de contact 4, presat de con și de tub prin șuruburi 5. Curentul electric către capul de contact este furnizat de magistrala 3. Țeava de admisie și răcitorul sunt fixate cu șuruburi 1 care au garnituri izolatoare electrice. Capul de contact trebuie să fie izolat de carcasa cuptorului. La montarea cuptorului, trebuie să se acorde o atenție deosebită unei bune adaptări a pieselor de contact, altfel se obține o rezistență tranzitorie mare și o parte considerabilă din puterea cuptorului se va pierde în contact. Capetele de contact sunt încălzite atât de puterea pierdută în contact, cât și de conductivitatea termică a tubului de grafit și a carcasei. De obicei, între 15 și 25 % din puterea cuptorului se pierde în două capete de contact. Capetele de contact sunt cel mai adesea realizate din cupru sau bronz și sunt răcite cu apă.
Furnalul este alimentat cu curent electric de la un transformator reductor cu o tensiune de 10-20 V pe partea joasă și 220-380 V pe partea înaltă. Se recomandă amplasarea transformatorului cât mai aproape de cuptor (sub cuptor). Temperatura se reglează prin modificarea tensiunii furnizate transformatorului, în acest scop putând fi utilizate autotransformatoare cu prize sau regulatoare de tensiune cu reglare lină a tensiunii sub sarcină. Temperatura cuptorului poate fi controlată manual și automat. Pentru a controla temperatura cuptorului, se utilizează un pirometru optic pentru a măsura temperatura printr-o fereastră specială cu sticlă în capacul conductei de evacuare a cuptorului. Pentru comoditatea măsurării, uneori în interiorul tubului de deasupra se întărește placa de grafit (baliză), pe care se află pirometrul.
Controlul automat se realizează prin menținerea constantă fie a puterii cuptorului, fie a temperaturii. Alegerea senzorului de temperatură prezintă anumite dificultăți din cauza temperaturii ridicate din cuptor și a atmosferei care conține monoxid de carbon și hidrocarburi.
La calcularea dimensiunii cuptoarelor cu mufă și cu tuburi de grafit, se iau în considerare capacitatea totală, dimensiunea bărcii, greutatea produselor și timpul de ședere al produselor în cuptor.
