Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Печи и нагревательные устройства

01.02.2019

Слитки или заготовки при обработке давлением нагревают в горнах, нагревательных печах и при помощи электронагревательных устройств. Простейшим нагревательным устройством является горн. Горны бывают стационарными и переносными. При нагреве в горнах металл непосредственно соприкасается с горящим топливом, в качестве которого используют древесный и каменный уголь и кокс. Для интенсификации горения в горн подается вентилятором воздух.

Нагревательные печи разделяются на пламенные, в которых тепло образуется в результате сжигания топлива, и электрические, в которых источником нагрева является электроэнергия. Электронагревательные устройства отличаются от печей тем, что при их помощи образуется тепло в нагреваемой заготовке.

В настоящее время наиболее распространены пламенные печи, имеющие большую универсальность. В зависимости от величины пламенных печей в них можно нагревать разнообразные по размерам заготовки и слитки (весом до 300 г). Такие печи могут работать на твердом (кусковом или пылевидном), жидком и газообразном топливе. В пламенных печах нагреваемый металл не соприкасается непосредственно с топливом, а омывается потоками продуктов горения.

Сжигание твердого кускового топлива производится в угольных топках на колосниковых решетках. Схема устройства простой пламенной печи приведена на рис. 128.

Пылевидное топливо сжигается при помощи горелок, в которые одновременно с топливом подается воздух от вентилятора. Сжигание жидкого топлива осуществляется с помощью форсунок, распыляющих топливо и смешивающих его с воздухом. Сжигание газа производят при помощи газовых горелок.

По характеру нагрева, способу загрузки и выгрузки нагреваемого металла печи делятся на камерные, колодцевые, методические и полуметодические.

В камерных печах температура во всех зонах камеры нагрева поддерживается одинаковой. Загрузка и выгрузка слитков или заготовок производится через садочные окна. Схема камерной печи, работающей на твердом топливе, представлена на рис. 129. В колодцевых печах преимущественно нагревают слитки для проката.

В методических печах (рис. 130) в различных зонах ее рабочего пространства поддерживается различная температура — обычно более низкая в загрузочной камере и более высокая в разгрузочной. Загрузка производится с одного конца печи. Методические печи имеют большую длину, чем камерные. Перемещение заготовок в печи от места загрузки к месту выгрузки осуществляется с помощью механических толкателей, установленных у загрузочных окон. Нагрев заготовок или слитков в таких печах осуществляется методически, по заданному режиму. Разновидностью методических печей являются печи с вращающимся подом. Загрузка и выгрузка заготовок при пользовании этими печами более удобна. Имеется большая возможность для установления необходимого режима нагрева металла. Это достигается регулированием скорости вращения пода и подачи топлива в форсунки или горелки, установленные по окружности печи.

Для повышения теплового к. п. д. за счет тепла отходящих газов пламенные печи снабжаются рекуператорами или регенераторами.

В рекуператорах осуществляется подогрев воздуха, поступающего для горения. Через рекуператор потоки газа, отходящие из рабочего пространства печи, и потоки воздуха, подаваемого вентилятором, проходят непрерывно, каждый по своим каналам. Через стенки каналов происходит теплообмен. Рекуператоры бывают керамические и металлические. Воздух в рекуператорах подогревается до 200—350° С и выше.

В регенераторах воздух и газ, поступающие в печь, подогреваются за счет тепла отходящих газов. Принцип действия и конструкция регенераторов пламенных печей такие же, как и у мартеновских печей. В пламенных рекуперативных и регенеративных печах методического действия получают к. п. д. до 40,%, а в печах без подогрева воздуха он обычно не превышает 10%.

Производительность пламенных печей зависит от площади и напряженности пода печи. Напряженность исчисляется количеством металла, приходящегося на 1 м2 пода и нагретого до температуры обработки давлением в течение 1 часа. В камерных печах напряженность составляет 550—600 кг/час*м2, в методческих — до 400 кг/час*м2.

K основным недостаткам пламенных печей относятся обезуглероживание и высокий поверхностный угар металла. Угар составляет при нагреве слитков 1,5—2,0%, а при нагреве сортового проката 3—4% от веса нагреваемого металла в течение каждого нагрева.

Для нагрева металла при обработке давлением также применяют электрические печи сопротивления. В этих печах внутри рабочего пространства, на стенках и своде установлены элементы с высоким электросопротивлением, выделяющие тепло при пропускании через них электрического тока. В печах можно поддерживать температуру с малым колебанием (в пределах ±5°). Рабочее пространство печей свободно от от продуктов окисления. Нагревательные элементы электрических печей сопротивления имеют малую стойкость при высоких температурах, необходимых для нагрева стальных заготовок. Поэтому широкое применение они получили для нагрева заготовок из цветных сплавов, имеющих более низкую температуру начала ковки по сравнению со сталью.

Электронагревательные устройства делятся на контактные электронагреватели и индукционные. В контактном электронагревателе заготовка зажимается между контактами и нагревается при пропускании через нее электрического тока большой силы. Выделение тепла происходит в результате омического сопротивления заготовки. Такой нагрев экономически себя оправдывает для длинных заготовок, имеющих малые сечения (до 50 мм2).

Нагрев заготовки в индукционном нагревателе осуществляется за счет переменного магнитного поля, возникающего при пропускании по индуктору (рис. 131) нагревателя переменного тока высокой частоты (1000—10000 периодов). Чем меньше сечение заготовок, тем больше должна быть частота тока. При нагреве заготовок диаметром 160—200 мм и выше применим ток промышленной частоты (50 периодов). Индуктор изготовляют из медной трубки, по которой во время работы пропускают воду для охлаждения.

Индукционные нагреватели применяются непрерывного и периодического действия. В нагревателях непрерывного действия заготовки загружаются с одного конца, проталкиваются через индуктор и вынимаются с другого конца. В нагревателях периодического действия заготовки подаются вручную, а выталкиваются при помощи толкателя и педали. Индукторы электронагревателей после загрузки заготовок автоматически выключаются, а при достижении требуемой температуры нагрева заготовок автоматически отключаются. При индукционном нагреве заготовок расход электроэнергии составляет 0,4—0,5 квт/час на 1 кг нагретого металла. Время нагрева до температуры ковки колеблется в следующих пределах: 15—20 сек: при диаметре заготовки 25 мм; 30—35 сек. при диаметре 400 мм и 3—3,5 мин. при диаметре 100 мм. При нагреве этим способом обезуглероживания металла не наблюдается. Угар металла по сравнению с нагревом в пламенных печах уменьшается.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: