Файл: Несенчук А.П. Пламенные печи для нагрева и термообработки металла учеб. пособие.pdf

Г л а в а 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕЧЕЙ

Печи для нагрева стали под ковку, штамповку, прокатку и тер­ мообработку подразделяются на две большие группы. К одной группе могут быть отнесены печи нагревательные, ко второй — термические.

2.1.НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ

Внагревательных печах происходит нагрев стали перед ее об­ работкой давлением для нужд производства проката и некоторых видов изделий.

Нагревательные печи классифицируются по технологическому и конструкторскому признакам. По технологическому признаку раз­ личают одно-, двух- и многозонные нагревательные печи. Различают также камерные, методические, полуметодические, роликовые с тор­ цевой или боковой загрузкой и выгрузкой.

Рассмотрим конструкции некоторых разновидностей печей. Показанная на рис. 2.1 камерная щелевая печь служит для на­

грева мелких заготовок под ковку. Такие печи слабо механизиро­ ваны и имеют ограниченную производительность.

Требования механизации процессов загрузки и выгрузки метал­ ла, а также технологии нагрева и обработки давлением в массовом производстве могут служить причиной для отказа от печей перио­ дического действия.

В настоящее время нагрев металла под ковку, штамповку и про­ катку в основном выполняется в высокомеханизированных методи­ ческих и полуметодических печах. Методические — это печи непре­ рывного действия. Широкое внедрение методических печей в тех­ нологию нагрева стали объясняется необходимостью комплексной механизации и автоматизации всех процессов производства изготов­ ления проката и деталей (автотракторных, станочных и др.). В ка­ честве примера производства с комплексной механизацией можно указать на разрабатываемые автоматические линии производства автотракторных деталей, где установка камерной печи недопустима, так как при этом весьма трудно механизировать транспорт загото­ вок или изделий в пределах линии. Такая же картина наблюдается при производстве проката на непрерывных станах.

25

Методические печи в зависимости от температурного графика бывают одно-, двух- и трехзонные. Число зон методической печи выбирается в соответствии с температурными и тепловыми графи­ ками нагрева. В каждой зоне продукты сгорания имеют определен-

А - А

JА

ную температуру, значение которой отличается от температуры соседней зоны. При симметричном обогреве заготовок зона вклю­ чает верхний и нижний отсеки. В тех случаях, когда нагреваются массивные заготовки, методическая печь имеет три зоны. Третья зона называется зоной выдержки или томильной. Томильная зона, как правило, не имеет нижнего отсека горения, так как наряду с вы­ держкой, позволяющей выравнять температуру по сечению заготов­ ки, в ней должен устраняться неравномерный нагрев металла по поверхности (на поверхности в результате ее контакта с глиссаж-

26

ными трубами образуются темные полосы), в связи с чем она долж­ на иметь монолитный под.

Как было уже отмечено, зоны печи выделяются по температур­ ному признаку. Для поддержания в них определенной температуры рабочее пространство каждой зоны должным образом оформляется конструктивно. Зоны профилируются с учетом температуры и коли­ чества образовавшихся продуктов сгорания и условий теплообмена между газами и поверхностью металла.

По способу загрузки и выгрузки методические печи встречаются с боковой и торцевой загрузкой и выгрузкой. Заготовки прямоуголь­ ного сечения (слябы) нагреваются в печах с торцевой выгрузкой. Методические печи машиностроительных и автотракторных заводов могут иметь как боковую, так и торцевую выгрузку. Как правило, они используются для нагрева металла под штамповку.

На рис. 2.2 (см. вкладку) показана разработанная Стальпроектом трехзонная методическая печь листопрокатного стана с торце­ вой загрузкой и выгрузкой. Печь имеет схему рабочего простран­ ства 3/2 (над глиссажными трубами располагаются три зоны горе­ ния, а снизу — две). Печь отапливается мазутом, который поступает к горелочным устройствам 1, оснащенным форсунками 2 типа ФВД. Форсунки имеют двойное распыливание топлива паром. Подогретый воздух-окислитель подается к горелкам от сборных коллекторов 3 по воздуховодам. Как видно из рисунка, верхний и нижний отсеки методической и сварочной зон обогреваются индивидуально. Томильная зона имеет верхний отсек горения.

Судя по числу зон, в этой печи нагреваются под прокатку мас­ сивные заготовки (Ві>Вікр). Заготовки с рольганга загрузки тол­ кателем через окно загрузки (окно посада) 4 подаются в печь. Там металл располагается на водоохлаждаемых трубах (глиссажные трубы) 5. По ширине печи посад размещается в один ряд либо два. Причем при длине заготовок более 4 м рекомендуется однорядный посад металла. Заготовки в пределах рабочего пространства печи перемещаются толкателем при загрузке каждой последующей заго­ товки или ряда. Причем перемещение садки периодическое: одна заготовка поступает в печь, а со второго ее конца через окно вы­ грузки 6 выдается уже нагретая до температуры прокатки заго­ товка. Загрузка и выгрузка происходит одновременно. Глиссажный под печи покоится на водоохлаждаемых опорах 7. Нагретый металл через окно выгрузки по склизу 5 попадает на рольганг выгрузки 9

инаправляется на прокатку.

Вметодических печах продукты сгорания по отношению к ме­

таллу движутся противотоком и попадают (рис. 2.2) в боров 10, а затем направляются к рекуператору, котлу-утилизатору и дымо­ вой трубе. Как видно из рисунка, рабочее пространство имеет пере­ жимы потока газов, благодаря чему сравнительно легко удается выделить в печи температурные зоны.

В первой (методической) зоне нагрев выполняется с минималь­ ными скоростями, что вызвано опасением появления в металле чрез­ мерных температурных напряжений. Второй этап нагрева (нагрев

27

Рис. 2.7. Методическая нагревательная печь для нагрева заготовок под слоем стекла

*>/•£ ОН отэончігаіиігоаеиосіи nofou ииТтюшлвт э чьэіі ввнчігэіваѳсілвн ивяээьиН'си.ээд 9'S эи^

Рис. 8.7. Всзмуфелыіый агрегат с U-образііыми горизонтальными радиационными трубами для газовой цементации (нитроцементации) и последующей закалки (общий вид в плане):

J

_____ J

щего медленного охлаждения: