Когда целесообразно использовать двухкамерные печи

Обновлено: 16.05.2024

Печи камерные с закрывающимися окнами

Рис 6. Камерная кузнечная печь на твердом топливе (каменный уголь марок Д Г или ПЖ). Напряженность пода 300-450 кг/м2·ч, удельный расход условного топлива - 0,28 - 0,30 т/т нагр. мет.

Двух- и трехкамерные с закрывающимися окнами

Тип печей : Двух- и трехкамерные с закрывающимися окнами ( рис. 7 )

Условия применения, характеристика конструкции : преимущественно у горизонтально-ковочных машин для нагрева концов мелких и средних заготовок, но возможен нагрев с подогревом. Целесообразна при переменной загрузке или нагреве высоколегированной стали

Способ использования тепла отходящих газов : рекуператор или использование тепла на подогрев металла (двухкамерные печи с переменной работой камер)

Рис. 7. Двухкамерная печь на жидком топливе. Печь может работать: а) обеими камерами одновременно (как две самостоятельные печи); б) поочередно (одна камера служит для подогрева металла, другая для окончательного нагрева); после обработки садки форсунки и шибера камер переключаются и они меняются ролями; в) одна камера все время служит подогревательной и материал после подогрева переносится в другую камеру для окончательного нагрева. Наиболее целесообразным по использованию топлива является вариант б; по производительности - вариант а

Крупные камерные с несколькими закрывающимися окнами

Тип печей : Крупные камерные с несколькими закрывающимися окнами ( рис. 8 )

Условия применения, характеристика конструкции : мелкосерийное и штучное производство, нагрев небольших слитков и заготовок разных размеров на переходах ковки в прессовых цехах

Способ использования тепла отходящих газов : регенератор или рекуператор

Рис 8. Регенеративная печь к гидравлическому прессу для нагрева слитков и подогрева заготовок. Нагрев слитков развесом до 18 м подогрев заготовок на переходах. Расход топлива - мазута 300-400 кг/ч

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Основным видом оборудования агрегата является трубчатая печь - прямоугольная двухкамерная печь с металлическим каркасом, футерованная высококачественными огнеупорами. Пег ] ь состоит из камеры радиации ( рис. II-14) и камеры конвекции и соединена дымоходом с дымососом и дымовой трубой. К камере конвекции пристроен пусковой котел высокого давления, в котором получают пар давлением 10 5 МПа. Он служит для пуска установки и в случае необходимости выработки некоторого количества пара при эксплуатации агрегата.  [46]

Такой нагрев, как правило, осуществляется в двухкамерных печах по следующей схеме.  [47]

Целесообразный режим нагрева может быть достигнут также в двухкамерных печах , когда в первой ( подогревательной) камере металл проходит первый период нагрева, а во второй ( сварочной) - нагрев достигает необходимой начальной температуры ковки или штамповки.  [48]

Исследования, проведенные на холодной модели [184, 185] и в укрупненной лабораторной двухкамерной печи для прямого восстановления пиритного огарка, показали, что эжекторное переточное устройство вполне работоспособно.  [49]

Жидкий шлак после перепуска металла в металлосборник ( в двухкамерных печах ) выпускают из отражательной печи через летку в футерованный ковш или барабан, обогреваемый газом или мазутом. Металл после кратковременного отстаивания в ковше ( барабане) сливают через летку з стенке ковша в изложницу. Шлак гранулируют водой или оборотным раствором на желобе. Пульпа с желоба через сиго стекает в отстойник. Корольки металла, оставшегося в шлаке, задерживаются на сите, а шлам, состоящий из окиснюй чаетл шлаков и мельчайших металлических частиц, оседает на дно отстойника.  [50]

Наряду с печами других конструктивных типов для плавки алюминия применяются двухкамерные печи . Такая печь может быть однофазной с двумя каналами, соединяющими ванны ( см. рис. 15 - 4), или трехфазной с четырьмя каналами. Чистка производится после слива металла.  [51]

Мазут из атмосферной колонны горячим насосом прокачивается через вакуумную секцию двухкамерной печи в вакуумную колонну.  [52]

На рис. 8 реакционный змеевик размещен в виде радиантных труб одной из камер сгорания двухкамерной печи .  [54]

Во избежание простоя кузнечной машины на ожидание нагретых заготовок целесообразно устанавливать две печи или двухкамерную печь .  [55]

Разрабатывается также способ сжигания природного газа с применением сводовых газокислородных горелок в мартеновских и в двухкамерных печах . При этом используется выделяющаяся из металла окись углерода, что сказывается на сокращении расхода газа.  [56]

Анализ результатов ряда работ по восстановлению железосодержащих материалов в кипящем слое [8, 9] и результаты наших исследований гидродинамики противоточной двухкамерной печи кипящего слоя при переработке полидисперсного материала показывают, что возможны два способа осуществления процесса восстановления полидисперсных железосодержащих материалов в многокамерном аппарате кипящего слоя при противотоке реагентов и давлении, незначительно превышающем атмосферное.  [57]

Нагрев заготовок, диаметр или сторона квадрата которых превышает 100 мм, следует производить в методических или двухкамерных печах , позволяющих легко выдерживать необходимый режим. В случае отсутствия таких печен и при наличии обычных камерных пламенных печей заготовку рекомендуется класть на порог садочного окна, время от времени переворачивая ее для достижения требуемой степени подогрева, и лишь после этого переносить заготовку в зону высоких температур. Большое значение для naipeBa нержавеющих аустенитных сталей имеет атмосфера печи и ее нагревательная среда. Вследствие низкого содержания углерода в сталях типа 18 - 8 они, находясь в восстановительной атмосфере при повышенных температурах, склонны науглероживаться, что влечет за собою снижение антикоррозионных свойств стали. Это обстоятельство нужно иметь в виду и случаях необходимости получения необрабатываемой поковки. В таких случаях следует производить либо нагрев заготовки в муфельных или электрических печах, либо изолировать заготовку от науглероживания, заключая ее для нагрева в трубу пли в металлический ящик.  [58]

Эта задача в существующих конструкциях решается довольно сложными конструктивными вариантами печей и, в первую очередь, применением двухкамерных печей с рекуператорами, обеспечивающими высокую температуру подогрева воздуха или со сложными металлическими регенераторами.  [59]

Для нагрева под закалку до температуры 1200 - 1300 С инструмента из быстрорежущей стали или деталей из высоколегированных сталей применяют электрические двухкамерные печи с вертикально расположенными камерами.  [60]

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Двухкамерная печь емкостью 18т ( рис. 2.56) состоит из плавильной камеры размером 3500x1300x1800 мм, в торцевой стенке которой смонтированы топливосжигающие устройства. Копильник имеет такую же площадь пода, но более глубокую ванну. Рабочее пространство плавильной камеры соединено газоходом с копиль-ником, откуда отходящие газы по борову поступают в газоочистные установки, а затем в дымовую трубу.  [1]

Двухкамерные печи с вертикальными змеевиками этой фирмы отличаются большой компактностью. В отличие от конструкции печей фирмы Луммус змеевики печи фирмы Селас выполнены в виде двухрядного экрана. Длина печи при таком решении значительно меньше.  [2]

Двухкамерная печь с радиационным нагревом, показанная на рис. 136, представляет собой установку, предназначенную для отжига в атмосфере водорода полотен и мелкоструктурных сеток с заданным распределением прозрачности.  [4]

Двухкамерная печь показана на рис. 4.2. В настоящее время эта печь наиболее распространена и принята в качестве типовой.  [6]

Двухкамерная печь показана на рис. 4.2. В настоящее время эта печь широко распространена и принята в качестве типовой. Печь имеет две радиэнтные камеры и общую конвекционную камеру. Сырье движется двумя параллельными потоками.  [8]

Двухкамерные печи фирмы Lummus ( рис. 1.2) обеспечивают переработку 25 т бензина в час с получением 40 - 50 тыс. т этилена в год. Тешюнапряжен-ность труб при их двухстороннем облучении беспламенными горелками достигает 270 - 335 тыс. кДж / ( м2 - ч) при максимальной температуре стенки 1040 С. Печи фирмы Kellog ( рис. 1.3), в отличие от печей фирмы Lummus, предусматривают использование факельных горелок, работающих на жидком топливе.  [10]

Применение двухкамерных печей для комбинированных процессов, в частности, когда один из потоков сырья имеет более высокую температуру, позволяет эффективнее использовать тепло дымовых газов и, следовательно, получить более высокий коэффициент полезного действия печи.  [11]

Для двухкамерных печей при нагрузке менее 50 % от номинальной, весь воздух вводится в форкамеру. При нагрузке 30 % от номинального, подача воздуха осуществляется только в регистр осевого - закручивающего аппарата.  [12]

При отсутствии двухкамерных печей предварительный нагрев заготовок может осуществляться в пламенной печи, в которой нагреваемый материал не полностью отделен от продуктов горения, а окончательный нагрев до температуры ковки в другой иечи - камерной - с большей скоростью нагрева.  [13]

Однако конструкция двухскатных, двухкамерных печей имеет существенные недостатки. Габаритные размеры печей очень большие.  [15]

Процессы термообработки в газовой атмосфере

определяющим является характер перемещения заготовок в печи. В первом случае загружается, как правило, вся подлежащая термообработке садка или партия. Во втором случае партия разделяется на отдельные заготовки, которые непрерывно или через определенные интервалы времени загружаются и выгружаются из печи. Нагрев во всех этих установках в настоящее время производится двумя способами: с помощью электроэнергии или с помощью газа; возможно также использование нефти. В табл. 6.2 приведены основные принципы классификации и примеры термических печей.

В дальнейшем основное внимание будет уделено технологическим аспектам. При этом большое значение имеет расположение и транспортировка заготовок.

6.1.2.2. Печи периодического действия

Согласно TGL. 26384, печные установки периодического действия называются стационарными печами, в которых заготовки во время нагрева или охлаждения вообще не перемещаются или перемещаются только для обеспечения равномерного нагрева. Применительно к форме обрабатываемых изделий используются прямоугольные и круглые стационарные печи.

Наиболее простым примером прямоугольной печи является обычная камерная печь. Загрузка и выгрузка заготовок производятся в горизонтальном направлении через одну и ту же дверцу. Благодаря простой конструкции такой печи стоимость ее не велика. Однако камерная печь имеет ряд недостатков, которые прежде всего отражаются на условиях работы персонала и качестве обрабатываемых заготовок. Механизация загрузки и обслуживания печи, конструкция которой показана на рис. 6.11, практически мало вероятна, а автоматизация этих процессов невозможна. Известное удобство дает загрузка с помощью вагонеток с поддонами. При этом можно предусмотреть определенное расположение заготовок в печи, принимая во внимание условия равномерной передачи тепла, описанные в разделе 6.1.1. Как показала практика, загрузка вручную часто приводит к нарушению требуемого расположения заготовок в печи и к слишком большой плотности их размещения. Это затрудняет приток горячих газов к заготовкам и обтекание их газами, в результате чего уменьшается доля передачи тепла путем конвекции. Высокое качество термообработки может быть достигнуто только тогда, когда, кроме неплотного расположения заготовок в печи, учитывается необходимость оставлять незаполненными части объема печи вблизи ее боковых стенок, задней стенки и дверцы для свободного движения газа.

Вследствие неблагоприятных условий загрузки глубина камерных печей ограничена. Максимальные размеры примерно составляют: ширина до 2000 мм, высота до 800 мм и глубина до 2000 мм. В особом исполнении при применении специальной загрузочной машины глубина таких печей достигает 8000 мм. Небольшие камерные печи применяются в лабораторной практике.

Для облегчения загрузки в печи типа камерных была предложена конструкция печи с выдвижным подом (рис. 6.12). В печах больших размеров экономически


целесообразно применять конструкцию с двумя выдвижными подами, один из которых всегда находится под загрузкой вне печи. Для печей этого типа важно, чтобы при перемещении подвижных элементов, таких, как под и дверцы, пространство печи оставалось хорошо герметизированным. Обычно для этой цели используются песочные затворы по возможности двойного действия, как показано на рис. 6.13. Дверцы должны быть прижаты к передней стенке. Это достигается их наклонным положением и применением особых направляющих. Для равномерного нагрева заготовок в печах с газовым обогревом горелки располагаются таким образом, чтобы осуществлялась циркуляция газов в печи. Часто в поду печей имеются дымоходы для отработанных газов, что обеспечивает нагрев заготовок также снизу. Эта конструкция должна быть оптимизирована в отношении стойкости года. В электропечах для повышения доли тепла, передаваемого с помощью конвекции, целесообразно использовать мощные вентиляторы.

Печи с выдвижным подом характеризуются значительными размерами. Их высота, длина и ширина могут достигать нескольких метров. Такие большие установки, разумеется, пригодны для осуществления процессов термообработки крупногабаритных деталей, для которых требуются длительные выдержки при том, что должен обеспечиваться одинаковый прогрев деталей, расположенных на периферии и в середине штабеля. Для этих печей также справедливо основное положение, согласно которому для получения воспроизводимых свойств (узких допусков) на деталях, подвергаемых термообработке, необходимо их свободное неплотное размещение в печном пространстве.

Значительно улучшились условия обслуживания и повысилось качество термообработки, когда появилась полунепрерывная камерная печь. Эта печь в настоящее время изготавливается в самых различных конструктивных вариантах. Общим для всех типов является высокая степень механизации и даже возможность автоматизации процесса. Партия заготовок, подлежащая термообработке, размещается на загрузочной решетке. Загрузка производится с помощью специальных машин, которые одновременно обслуживают и другие установки, такие как моечная машина и отпускная печь, так что партии больше не штабелируются. Поскольку эти установки требуют больших капиталовложений, они преимущественно используются для дорогостоящих процессов. К ним прежде всего относятся установки, связанные с закалкой, где к печам непосредственно пристроены закалочные устройства. Подобные печные установки являются герметическими, поэтому в них можно проводить также процессы с использованием защитных атмосфер и реакционных газов. Главным образом эти печи применяют для газовой цементации с последующей закалкой непосредственно с температуры цементации, при которой детали выходят из печи с чистой поверхностью.

Как правило, в установке имеется форкамера; она не обогревается и наполнена печным газом. Благодаря этому установка отделена от окружающей атмосферы завесой пламени, которая загорается при открывании дверцы. Таким образом предотвращается проникновение воздуха в установившуюся атмосферу печи, поскольку воздух, вошедший при загрузке, уже в форкамере вытесняется и продувается. При этом могут происходить вспышки, так как температура газа значительно ниже температуры его воспламенения. Эти неполадки устраняются при применении противовзрывного клапана, расположенного в своде форкамеры и срабатывающего при вспышке.

После продувки решетка с заготовками передвигается в горячее печное пространство с помощью загрузочной машины или толкательного устройства; то же устройство выдвигает решетку после нагрева из печного пространства. При этом детали попадают на опускающуюся платформу, которая опускает партию заготовок в закалочную среду. Часто платформа выполняется двухэтажной, чтобы над находящимися в закалочной емкости заготовками могла быть загружена новая партия. Поскольку детали вo время нагрева и после него не соприкасаются с воздухом, их поверхность остается чистой, а состав полученного в установке поверхностного слоя изделий сохраняется неизменным.


Расположение элементов этих установок может быть разным. Принципиально различают форкамерную печь с одной форкамерой, выполняющей назначение как входного, так и выходного шлюза, и проходную печь, в которой выгрузка производится с противоположной стороны. Оба вида конструкции показаны на рис. 6.14 и 6.15.

Установка с форкамерой оборудуется загрузочной машиной, которая может обслуживать несколько печей, расположенных рядом, а также моечную машину и отпускную печь. В проходной печи со стороны выгрузки находится вторая машина, которая осуществляет загрузку в моечную машину и отпускную печь. Это увеличение затрат в ряде случаев вполне оправдано, так как в результате разделения сторон загрузки и выгрузки принудительно создается равномерный направленный поток заготовок. Это позволяет свести к минимуму перепутывание заготовок и пересечение потоков (рис. 6.16).

Связующим звеном между рассматриваемыми в следующем разделе печами непрерывного действия и описанными выше печами периодического действия являются двухкамерные печи (рис. 6.17). В них партия заготовок перемещается один раз — при транспортировке из передней в заднюю камеру. В остальном эти установки сохраняют еще все признаки стационарной печи. Большие капитальные затраты, необходимые для этих печей, оправдываются их высокой производительностью и возможностью легкой перестройки процесса.

Для футеровки установок, работающих с использованием защитных и реакционных газов, используется кладка, которая по возможности не содержит металлических компонентов и прежде всего железа. Электрический или газовый нагрев производится с помощью радиантных труб, изготовленных из жаростойкой легированной аустенитной стали или из спеченного корунда (корундиза). Это позволяет избежать взаимодействия печных газов с нагревателями. Кроме того, газ может проходить непосредственно вблизи источника нагрева, что позволяет увеличить вклад конвекции при нагреве газа. Для увеличения срока службы футеровки и радиантных труб рекомендуется не допускать охлаждения таких печей. В свободные от работы дни при уменьшении мощности нагрева в них поддерживается температура не ниже 760° С (см. раздел 4.8).

Особый тип установок с защитной атмосферой представляют собой вакуумные камерные печи. Особенностью таких печей является то, что защита заготовки от взаимодействия с окружающей атмосферой с помощью вакуума может в ряде случаев оказаться более эффективной, так как требует меньше затрат, чем соответствующая защитная атмосфера. При понижении давления, например, до мбар в откачанном объеме содержание остаточного газа составляет около 10 -3 % (объемн.). При этом содержание кислорода примерно равно 2 . 10 -4 % (объемн.).

Для получения такого же содержания кислорода защитный газ должен иметь точку росы около —65° С. В вакуумных камерных печах всегда может поддерживаться остаточное давление около 10 -4 мбар, поэтому вакуумные печи особенно пригодны для проведения светлого отжига, спекания и безфлюсовой пайки. Их

используют также для светлой закалки.

Проблемой является осуществление закалочного охлаждения после нагрева в вакуумной печи. Распространение получила закалка с использованием таких газов, как азот, аргон или даже водород.


С помощью этих газов можно закаливать стали только с малой критической скоростью охлаждения, например быстрорежущие стали и инструментальные стали для горячих штампов. Если при закалке нужно предохранить заготовки от воздействия кислорода и водорода, в установках в качестве газов должны использоваться только чистые азот и аргон, полученные испарением из жидкой фазы.

Другим техническим решением является закалка в масле. Она проводится во второй соседней камере, для того чтобы образующиеся при закалке пары масла не влияли на вакуум. В этом случае проблемой является герметическое разделение камер и способ быстрого перемещения партии из вакуумной камеры во вторую камеру. Вакуумные камерные печи (рис. 6.18) устроены таким образом, что нагреваемая реторта расположена в газонепроницаемом металлическом кожухе. Благодаря такому конструктивному решению барометрическое внешнее давление воздействует только на находящийся при комнатной температуре кожух, а горячая реторта (имеющая низкую длительную прочность материала стенок) нагрузки не испытывает.

Решение о выборе вида применяемой термообработки в защитной атмосфере, а именно в защитном газе или в вакуумной печи, зависит от технического освоения отдельными изготовителями прогрессивных принципов конструирования и изготовления печей. Это в значительной мере оказывает влияние на надежность и стоимость выбранного метода термообработки.

На рис. 6.19 показана отличная от камерной печи круглая шахтная печь. В этой печи загрузка и выгрузка заготовок происходят через одно и то же расположенное сверху отверстие. Эта печь предназначена для термообработки длинных деталей, имеющих форму симметричных тел вращения и не подверженных короблению. В зависимости от потребности глубина такой печи колеблется от 1,5 м до нескольких метров. Имеются многоэтажные шахтные печи глубиной до 10 и 15 м, в которых для равномерного распределения температуры в рабочем пространстве предусмотрены раздельные зоны нагрева при строгом регулировании температуры. Загрузка этих печей производится с помощью кранов. Во всех случаях целесообразно загружать и обрабатывать заготовки в подвешенном состоянии; при этом собственная масса заготовок практически не оказывает влияния на увеличение коробления. При загрузке небольших печей крышки поворачиваются, а при загрузке больших печей отодвигаются в сторону. Для удобства крышки обычно выполняются из двух половин.

Шахтные печи применяют также для обработки заготовок в атмосфере защитных и реакционных газов. Кроме того, эти печи пригодны для газовой цементации и азотирования. В первом случае шахтные печи оборудованы устройством

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Введение

Машиностроительные и металлургические производства имеют энергоемкие и достаточно сложные технологии, включающие в ка­честве основного и вспомогательного оборудования нагреватель­ные, термические печи, печи-агрегаты, в которых осуществляется тепловая обработка различных материалов. Это создает необходи­мость подготовки в вузах специалистов, способных решать вопросы энергетики теплотехнологий машиностроительного и металлурги­ческого промышленного производства. Цель курсового проекта заключается в закреплении и расширении знаний, по­лученных студентом после изучения курсов «Металлургическая теплотехни­ка», «Расчеты и конструкции нагревательных устройств», а также приобретение опыта самостоятельного решения вопросов, связан­ных с расчетом и проектированием нагревательных и термических печей и установок [1].

Нагревательная и термическая печи явля­ются теплотехническим агрегатом, предназна­ченным для осуществления определенного тех­нологического процесса. Основная теплотехни­ческая задача таких печей – передать тепло нагреваемому металлу или отнять тепло у на­гретого металла в соответствии с технологи­ей его нагрева или термической обработки. Таким образом, определяющим процессом для печного агрегата является теплопередача к металлу, подвергаемому тепловой обработке, и именно расчет этой теплопередачи есть осно­ва расчета нагревательной или термической печи.

Основной расчет теплопередачи дает возмож­ность найти необходимые размеры рабочего пространства или производительность печи, а также теплотехнические характеристики средств нагрева или охлаждения. Для определения других параметров печи необходимо произве­сти ряд дополнительных расчетов: тепловых, аэродинамических, механических, прочностных и т.д.

Для нагревательных печей основные тех­нологические требования состоят в обеспечении нагрева до заданной температуры и заданного перепада температур нагреваемого металла. Процесс нагрева может иметь некоторые огра­ничения, например, заданная скорость нагрева, максимальный перепад температур металла во время нагрева, минимальная продолжительность пребывания поверхности металла при вы­соких температурах и др. [4].

1. Обоснование выбора типа печи и источника тепловой энергии

Обоснование выбора типа печи.

При выборе печи необходимо учитывать особенности технологического процесса, серий­ность производства, характер нагрева металла (простой – в камерных печах либо методический), вид нагреваемого материала – мар­ка, размер деталей (изделий) и форма их сечений.

При единичном и мелкосерийном производстве для различного вида термической обработки деталей печь должна обладать универсально­стью, так как в данном случае приходится обрабатывать большое коли­чество деталей, разнообразных по форме, размерам, маркам стали и режимам термической обработки. В таких случаях наиболее удобными являются камерные печи периодического действия. Загрузку и выгруз­ку мелких деталей в этих печах обычно производят вручную. Загрузка и выгрузка крупных деталей осуществляется средствами внешней ме­ханизации (подвесные на монорельсе клещи, пневматические загрузочно-разгрузочные устройства, загрузочные машины и др.). Под этих пе­чей часто снабжают шаровыми или роликовыми направляющими для облегчения загрузки тяжелых деталей или изделий на поддонах. Для нагрева под ковку, прокатку прессование и термическую об­работку тяжелых крупногабаритных деталей широкое распростра­нение получили камерные печи с выдвижным подом. В них возможна загрузка и выгрузка деталей вне рабочего пространства печи. Это по­зволяет использовать общецеховые подъемно-транспортные средства, чтo в значительной степени ускоряет процесс загрузки и выгрузки и увеличивает пропускную способность печи.

Для нагрева длинных изделий (валы, оси, стержни, толстостен­ные трубы, направляющие станин) используют вертикальные печи (например, шахтные с подвесным конвейером), в которых изделия нагреваются в подвешенном положении, что обеспечивает их ми­нимальную деформацию.

В шахтных печах можно обрабатывать и небольшие детали, разме­щая их на специальных приспособлениях или в корзинах. Шахтные печи также широко применяются для химико-термической обработки (газовой цементации, азотирования, газового цианирования).

Для нагрева высоколегированной стали, например, инструмента из быстрорежущей стали до высоких температур во избежание об­разования трещин часто рядом с высокотемпературными печами устанавливают печи для предварительного подогрева до температу­ры 650–850 °С.

Для нагрева деталей с предварительным подогревом целесооб­разнее применять двухкамерные печи, у которых одна камера слу­жит для предварительного подогрева и нагревается за счет отходя­щих газов, а вторая высокотемпературная камера – для окончатель­ного нагрева.

Для безокислительного нагрева мелких изделий с острыми кромка­ми (фрезы, сверла, метчики и др.) применяются печи-ванны. В зависи­мости от процесса термической обработки и требуемой температуры детали в печах-ваннах нагревают в различных жидких средах.

Крупносерийное и массовое производство характеризуется обра­боткой большого количества однотипных, одинаково обрабатываемых деталей разных марок стали, различного профиля и размера. В данных условиях открываются большие возможности для применения различных конструкций печей непрерывного действия (камерных и методических – толкательных, карусельных, конвейерных, бара­банных, печей с пульсирующим подом и т.д.).

В толкательных печах передвижение деталей осуществляется толкателем. Мелкие детали и детали сложной формы загружают на поддоны. Поддоны (или детали) перемещаются по направляющим балкам или охлаждаемым водой трубам, уложенным на поду печи. Толкательные печи широко применяют для различных видов тер­мической и химико-термической обработки.

Для передвижения изделий цилиндрической формы под действием силы тяжести целесообразно применять печи с наклонным подом.

Для различных видов термической обработки мелких и средних деталей из стали и цветных металлов широко используют конвей­ерные печи, в которых детали передвигаются конвейером.

При недостаточной площади цеха целесообразно применение кару­сельных печей с вращающимся подом (тарельчатым или кольцевым).

Для нагрева мелких цилиндрических или сферических деталей (роликов, шариков и др.) применяют барабанные печи, представ­ляющие собой цилиндрический муфель, вращающийся вокруг гори­зонтальной оси.

Печи с пульсирующим подом применяют для термической обра­ботки мелких деталей. Передвижение деталей производится по виб­рирующей подине, которая выполняется в виде лотка, трубы, муфе­ля. Периодическое встряхивание осуществляется кулачковым или другим механизмом пульсации [1].

В данном случае применяем конвейерную электропечь печь. Так как эта печь непрерывного действия, обладая необходимой для мелкосе­рийного производства универсальностью, отличается удобностью в эксплуатации.

Эскиз и принцип работы печи.

Область применения.

В машиностроении электрические печи сопротивления косвенного действия используются для нагрева под ковку и штамповку, кабельного производства, термической обработки металлов и т.д.

Принцип работы.

Конвейер(механизм для перемещения нагреваемых заготовок внутри печи) — бесконечное полот­но, натянутое между двумя валами, один из которых является ведущим и приводится во вращение специ­альным двигателем. Де­тали укладываются на конвейер вручную или специальным питате­лем и продвигаются на нем от за­грузочного конца печи к разгрузоч­ному.

Полотно конвейера выполняется плетеным из нихромой сетки (для самых легких деталей) либо из штампованных пластин и соединяю­щих их прутков, а для тяжелых де­талей — из штампованных или ли­тых цепных звеньев. В последнем случае ведущий вал конвейера вы­полняется зубчатым и играет роль звездочек, зубья которых заходят между звеньями цепи.

Нагреватели в конвейерной печи размещаются большей частью на своде и в поду, под верхней ветвью конвейера, реже на боковых стен­ках камеры.

Состав установки печи или агрегата.

В комплект установки печи входят собственно печь, механизмы передвижения конвейера и подъема заслонок, а также приборы теплового контроля и авто­матики. В зависимости от конкретных условий, определяемых тех­нологическим процессом, могут быть предусмотрены специальные устройства для непрерывной подачи деталей на движущийся конвейер.

Основные технические решения.

Кладка конвейерных печей выполняется из шамотного, шамотно­го легковесного, диатомового и глиняного (красного) кирпича и заключается в сварной металлический каркас с обшивкой из лис­товой стали.

Печи и агрегаты устанавливаются на фундамент.

Производительность печей изменяется в зависимости от марки стали, вида термообработки, топлива и должна уточняться в каж­дом конкретном случае, при этом максимальная весовая нагрузка на 1 м 2 ленты конвейера при условии равномерного распределения деталей на ней не должна превышать 150 кг.

Средства механизации. Нагреваемые изделия укладываются на конвейер из жаропрочной стали и продвигаются через печь по этому конвейеру.

Конвейерные ленты могут быть сплошными из литых или штам­пованных элементов, решетчатыми, сетчатыми или цепными.

Движение конвейера может быть непрерывным или пульсирую­щим.

Привод конвейерных печей — электромеханический, с регулиро­ванием скорости движения конвейера.

Унификация. Предусматривается разработка унификации эле­ментов конструкций печей и применение нормализованных изделий (деталей), в том числе огнеупоров, механизмов, цепей и т. д.

Эскиз конвейерной печи


Рисунок 1 – Эскиз конвейерной печи

Обоснование выбора источника тепловой энергии.

Вид источника тепловой энергии (энергоносителя) определяется на стадии проектного задания. В настоящее время в качестве основного служит топливно-воздушный энергоноситель (реже топливно-кислородный), а также электрическая энергия. Причем в пламенных печах применяют преимущественно газообразное топливо (генера­торный, природный и другие газы), реже – жидкое (мазут). Твердое топливо используется только для получения генераторного газа.

Выбор источника тепловой энергии зависит от предъявляемых технологических и экономических требований.

В большинстве случаев затраты на нагрев или термообработку в электрических печах выше, чем в пламенных главным образом из-за более высокой стоимости источника тепла и оборудования. В то же время электронагрев широко применяют при термической и хими­ко-термической обработке, а также в кузнечном производстве. В пользу электронагрева можно привести следующие доводы:

Легкость регулирования количества выделяемой энергии.

Исключение влияния источника тепла на химический состав среды, где происходит нагрев.

Возможность обеспечения максимальной точности и воспро­изводимости процесса и стабильности качественных результатов обработки.

Гигиеничность и безопасность.

Высокое качество нагрева и, следовательно, меньший объем смежных операций, включая правку после термообработки, благо­даря равномерности температуры в рабочем пространстве, точности и стабильности температурного режима.

Универсальность при получении и применении (для освеще­ния, использования в двигателях, нагревательных, химических и других процессах).

Следует также иметь в виду, что электрические печи имеют меньшие размеры и больший КПД (30–70 %) по сравнению с пла­менными (12–25 %) и легко включаются и выключаются, что по­зволяет устанавливать их в любом месте цеха.

Все перечисленные выше преимущества электроэнергии как источ­ника получения тепла служат доказательством того, что электропечи и установки для нагрева, термической и химико-термической обра­ботки следует считать прогрессивным и развивающимся видом оборудования.

Вопрос о выборе источника получения тепла предельно конкретен, и его решение зависит от:

а) топливно-энергетического баланса района расположения завода;

б) типа и объема производства и характера производственного процесса;

в) требований к качеству нагрева (термообработки);

г) марок нагреваемых материалов и других факторов.

В данном случае применяем электроэнергию, так как её применение должно обеспечить наи­меньшее число затрат на единицу продукции.

Типы трубчатых печей

Для нагревания нефтяного сырья применяют трубчатые печи с огневым обогревом. Печи могут быть классифицированы на:

Способ передачи тепла

По способу передачи тепла нефтепродукту трубчатые печи могут быть подразделены на три основные группы:


Рис. 1. Типы печей: а) конвекционная печь; б) коробчатая печь; в) двухкамерная печь с наклонными сводами; г) печь с излучающими стенками.

По способу подвода воздуха различают печи:

  • С подогревом воздуха
  • Печи без его подогрева

По способу регулирования температурного режима печи делятся на:

  • Печи с рециркуляцией газа
  • Без рециркуляции

По способу передачи радиантного тепла печи могут быть разделены на следующие типы:

  1. Печи, в которых основное значение имеет лучистое тепло факела (излучения кладки и газов являются вспомогательными);
  2. Печи, в которых процесс горения протекает за пределами камеры излучения;
  3. Печи с использованием лучистого тепла от твердого тела. В этих печах обычно используют излучающие насадки, настильное пламя или многоочковое беспламенное горение.
Кстати, прочтите эту статью тоже: Цилиндрические печи типа ЦС

Конструктивное исполнение

По конструкции трубчатые печи делятся на:

  1. цилиндрические
  2. вертикальные
  3. коробчатые
  4. с наклонным сводом

По количеству камер печи делятся на:

  • на однокамерные
  • двухкамерные
  • многокамерные


Рис. 2. Схемы основных типов печей: а — конвекционная печь; б — однокамерная печь с боковым расположением конвекционной камеры; в — однокамерная печь с нижним рас­положением конвекционной камеры; г — однокамерная печь с верх­ним расположением конвекционной камеры; д — вертикальная ци­линдрическая печь; е — однокамерная печь беспламенного горе­ния с панельными горелками; ж — двухкамерная двухпоточная печь с горизонтальным сводом; з — двухпоточная двухкамерная печь с наклонным сводом. 1—горелки (форсунки); 2—радиантный змеевик; 3—конвекционный змеевик; 4— дымоход; 5— перевальная стенка; 6— панельные горелки.

По способу расположения экранов отличают печи:

  • с потолочным экраном, расположенным параллельно перевальной стене;
  • с потолочным экраном, расположенным перпендикулярно перевальной стене;
  • с потолочным и боковым экранами;
  • с потолочным и подовым экранами;
  • с экранированием всей поверхности обмуровки;
  • с настенным боковым экраном;
  • с экраном двустороннего облучения.

По способу расположения камеры конвекции различают печи с расположением камеры сбоку или в центре печи, над радиантной камерой или под ней.

По способу соединения труб в змеевике различают печи, в которых трубы, соединяют двойниками (ретурбендами), сваркой или схемными калачами.

По гидравлическим признакам трубчатые печи могут отличаться схемой движения газового потока в радиантной камере, или в камере конвекции, причем газовый поток движется в пределах топки или с прохождением через экран. В камере конвекции (или воздухоподогревателе) газы могут двигаться потоком нисходящим, восходящим или прямолинейным.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Шатровая печь

Рабочие параметры

Трубчатые печи классифицируются также по тепловой мощности пропускной способности, давлению и температуре в конце нагревательного змеевика. По тепловой мощности печи делят на

  • малые (до 3 млн. ккал/ч)
  • средние (до 15 млн, ккал\ч)
  • большие (более 15 млн. ккал/ч)

По пропускной способности печи также делят на малые (до 300 т/сутки), средние (до 1000 т/сутки) и большие (более 1000 т/сутки).

По давлению в конце нагревательного змеевика трубчатые печи подразделяют на

По максимальной температуре нагрева сырья печи подразделяются на низкотемпературные (менее 400° С) и высокотемпературные (свыше 400° С).

Читайте также: