Камерные электропечи с выдвижным (выкатным) подом.
Электропечи с выдвижным подом и колпаковые
Контрольные вопросы
1. Какие печи называют шахтными?
2. В чем заключается конструктивные особенность муфельных шахт в печи, их назначение?
3. Для какого типа детали используются шахтные печи и как они загружаются?
4. Как осуществляется уплотнение крышки печи?
5. Какие по уровню температур выпускаются шахтные печи?
6. Какие шахтные печи относят к низкотемпературным?
7. Как выбирается место установки вентилятора?
8. Как осуществляется направленное движение защитного (рабочего) газа в рабочем пространстве печи?
9. Что представляет калориферная конструкция нагревателей?
10. Как закрепляются нагреватели к стенке футеровки?
11. Какими способами осуществляется открывание-закрывание крышки шахтной печи?
12. Что собой представляет муфель, какие другие названия муфеля вам известны?
13. Назначение муфеля и как он устанавливается в печь?
14. Как подводится рабочий газ при ХТО в камеру печи?
15. Какую мощность имеют шахтные печи, от чего зависит мощность?
16. Какие печи относятся к среднетемпературным печам, их конструктивные особенности?
17. Назначение низкотемпературных и среднетемпературных печей?
18. Особенности конструкции печей СШЦМ?
19. Назначение агрегатированных шахтных печей?
Общепромышленные ЭППД эффективно используются в основном (единичном и мелкосерийном) производстве сравнительно крупных изделий, таких, как заготовки больших шестерен, валов, корпусов, рулонов металлической ленты и другие, позволяя гибко проводить технологическую обработку разнородных изделий. В условиях единичного и мелкосерийного производства часто приходится подвергать отжигу (с длительной продолжительностью цикла) единичные детали с сравнительно большой массой или компоновать крупные садки. В этих случаях удобно использовать печи с выкатным подом, у которых вся площадь пода доступна для погрузочно-разгрузочных операций, что позволяет использовать для погрузки-выгрузки универсальных погрузочных средств. Подина этих печей смонтирована на тележке и может выкатываться из неподвижной камеры. Для отжига и нормализации отдельных крупных изделий, пачек или рулонов листов также используются вертикальные печи с неподвижным подом (стендом) и переносной камерой (колпаком) — колпаковые электропечи.
Ввиду удобства применения электропечей данных конструкций они используются в различных отраслях промышленности.
Относятся к низко - и среднетемпературным печам периодического действия. Применяются для отжига или отпуска крупных деталей, которые невозможно загрузить в печь вручную, т. е. загрузка которых в печь затруднена. Они представляют собой камеру без дна и часто без передней стенки, стоящую на колоннах и тележку на катках, на которой смонтированы подина и передняя стенка печи, передвигающуюся на рельсах вручную, с помощью электропривода или электромеханической лебедки. Тележка выезжает из-под печи, на нее краном загружают детали, после чего она подъезжает под камеру, и печь включается на нагрев. После окончания цикла отжига тележка вновь выезжает из-под печи и разгружается.
Нагревательные элементы в этих печах обычно устанавливают на всех стенках и в поду, а иногда для более равномерного нагрева и на своде.
Питание нагревателей пода и передней стенки осуществляется при помощи гибких кабелей или ножевых контактов. Такие печи экономичны лишь при крупной садке, они достигают емкости до 100 тонн и более, мощностью до 3000…5000 кВт
При отжиге остывание садки осуществляется вместе с печью, длится несколько суток и при этом все аккумулированное кладкой печи тепло теряется. Если же остывание изделия можно осуществить на воздухе, то применяют два выкатных пода, по очереди вводимых в печь. При этом один находится в цикле нагрева в печи, другой остывает, разгружается и вновь загружается вне печи.
Заводами электротермического оборудования выпускается ряд типоразмеров печей с выдвижным подом на низкие рабочие температуры (от 250 до 700 °С) и ряд установок на номинальные температуры 1000…1250 °С (табл. на с. 64). Электропечи на номинальную температуру 350 °С предназначены для сушки и низкотемпературной обработки. Выпускаются конструкции с размерами рабочего пространства 1000х1250х1250 и 1600х2500х1600 мм, номинальной мощностью соответственно 75 и 300 кВт, максимальной массой садки 400 и 2800 кг. Камерные электропечи с выдвижным подом применяют для нагрева под термообработку крупногабаритных изделий.
Низкотемпературные печи обычно имеют сводовые вентиляторы, способствующие интенсификации конвективного теплообмена в рабочих камерах сравнительно большого размера. Индексы низкотемпературных печей:
Среднетемпературные печи с выкатным подом вентиляторами не оборудуются.
При выкате пода раскаленные стенки камеры печи излучают на фундамент, поэтому его выполняют из жароупорного бетона или облицовывают огнеупорным кирпичом.
В пламенных печах с выдвижным подом типа ТДО, работающих на сжигании природного газа или мазута, нагрев осуществляется в обычной атмосфере при конечной температуре нагрева металла 1150 °С при максимальной садки массой до 300 т и с искусственной атмосферой (с муфелем) при конечной температуре нагрева металла 900 °С при максимальной массе садки до 12 т.
Выдвижной под печей перемещается по рельсовому пути с помощью электропривода, смонтированного на раме пода. Выдвижной под печей небольшого размера несет на себе часть передней стенки — дверцу, закрывающую торцевой проем камеры. Характерная для низкотемпературных печей конструкция камеры представляет собой двойной кожух, в полости которого помещается теплоизоляция из минеральной ваты (рис. 3.22).
Темплообмен в печах осуществляется за счет принудительной циркуляции воздуха; с помощью вентиляторов, расположенных в верхней части камеры, и направляющих экранов создается поток газа через нагреватели, установленные на боковых стенках, и затем через загрузку. В данных конструкциях применяются нагреватели в виде проволочных спиралей, в других низкотемпературных печах с выдвижным подом применяются трубчатые электронагреватели.
В печах на 250…350 °С предусматривается регулирование воздухообмена с помощью заслонки, установленной на отводящем патрубке и управляемой вручную с целью регулирования количества выбрасываемого и подсасываемого в камеру воздуха. При сушке органических веществ, содержащих взрывоопасные летучие соединения, необходимо за счет регулируемого воздухообмена тщательно поддерживать концентрацию этих соединений не выше пределов, указанных в технической документации электропечей.
| 
|
Рис.3.22. Низкотемпературная электропечь с выдвижным подом:
1 — вентилятор; 2 — привод вентилятора; 3 — датчик температуры печи; 4 - направляющие; 5 - гибкое прижимное уплотнение по периметру дверцы; б — загрузка; 7 — привод механизма перемещения тележки; 8 - рельсовый путь; 9 - тележка; 10 - трубчатые нагреватели; 11 — волокнистая теплоизоляция; 12 — подсос воздуха; 13 — выброс воздуха
Электропечи на номинальную температуру 700 °С предназначаются для термообработки стальных изделий, в частности отжига сварных конструкций, и изделий из алюминия и его сплавов. Разработанные печи представляют собой крупные установки с размерами рабочего пространства по ширине от 2,5 до 4,5 м, длине от 6 до 10 м, высоте от 1,8 до 4,5 м. В печах данного назначения эффективно применение футеровочных материалов из волокна. Боковые стенки и подвесной плоский свод выполнены из плит ШВП-350, в ненагруженных участках футеровки применены изделия из муллитокремнеземистого волокна, в теплоизоляционном слое — из минеральной ваты. Перемещаемые элементы пода, на которых устанавливается садка, составляют часть подовой конструкции, другая часть неподвижна, что позволяет дополнительно снизить тепловые потери печи за счет улучшения теплоизоляции пода.
Ряд печей на номинальную температуру 1250 °С включает типоразмеры с шириной рабочего пространства 1,4 м и длиной от 2 до 3,6 м при высоте 1 м, установленной мощностью от 210 до 300кВт, максимальной массой садки до 10 т. Выдвижной под с передней стенкой — дверцей торцевого загрузочного проема печи — с помощью электромеханического привода перемещается по рельсовому пути, установленному на швеллерах, которые крепятся на фундаменте цеха. Зигзагообразные нагреватели из проволоки железохромоалюминиевого сплава размещены на боковых стенках и своде камеры, на выкатном поду (в каналах футеровки под карборундовыми плитами, на которые устанавливается загрузка) и на дверце. Питание нагревателей осуществляется через понижающие трансформаторы; нагреватели пода включаются посредством контактного разъемного устройства при установке выкатной тележки в рабочем положении.
В печах применяются традиционные футеровочные материалы — корундовый легковес в огнеупорном слое, шамотный легковес и пенодиа-томит в теплоизоляционном, обеспечивающие работоспособность конструкции при резких теплосменах, связанных с характером работы печи. Применение высокотемпературных материалов с малой плотностью позволяет уменьшить тепловые потери, в частности, вследствие того, что при открывании печи быстро снижается температура поверхности стен из таких материалов, что, в свою очередь, улучшает условия обслуживания печей.
У крупных печей с выдвижным подом передняя стенка поднимается вверх освобождая путь тележке (рис. 3.23).
Значительные трудности в печах данного типа представляет решение конструкции уплотнения подвижного пода и дверцы. В печах рассматриваемого ряда уплотнение пода осуществляется посредством песочного затвора, канал которого устроен на тележке, а нож — на кожухе камеры; последний входит в затвор при закатывании тележки. Между дверцей и торцом передней стенки камеры предусмотрено асбестовое уплотнение. Кроме того, на всех стыках стен камеры и выдвижного пода по периметру тележки и дверцы предусмотрены затворы лабиринтного типа, которые создаются входящими друг в друга уступами и выступами, выполненными из футеровочных изделий.
|
Ввиду конструктивных сложностей обеспечения высокой герметичности электропечи с выдвижным подом предназначаются для работы с атмосферой воздуха в печи.
Выпускаются также более крупные типоразмеры электропечей на данную температуру — с рабочим пространством шириной от 2,5 до 3 м, длиной от 4 до 7 м, высотой от 1,5 до 3 м; основное назначение печей — термообработка крупноразмерных деталей, сварных конструкций, литья.
Наряду с этими конструкциями разрабатываются сравнительно небольшие печи широкого назначения, как и камерные электропечи, например, электропечь с размерами рабочего пространства 800х1500х800 мм на номинальную температуру 1200 °С (рис. 3.24).
|
| Рис. 3.24. Электропечь с выдвижным подом на номинальную температуру 1200°С: 1 — дверца; 2 — нагреватели дверцы; 3 — оводовые нагреватели; 4—привод механизма подъема дверцы; 5 - ввод термоэлектрического преобразователя; б — кожух выводов I, нагревателей; 7 - муллитокремнеземистое волокно; 8 — высокоглиноэемистый легковесный кирпич; 9 — шамотный легковесный кирпич; 10 — пенодиатомитовые изделия; 11 — боковые нагреватели; 12 — подовые нагреватели; 13 — выдвижная тележка; 14 — песочный затвор; 15 — прижимное мягкое уплотнение; 16 — подвижный разъем питания подовых нагревателей; 17 — подовые плиты; 18 — механизм перемещения тележки; 19 - рельсовый путь; 20 — загрузка |
В печи предусмотрена открытая со всех сторон выкатная тележка, перемещающаяся по рельсам с помощью электропривода; дверца загрузочного проема смонтирована на передней стенке печи, при открывании поднимается вверх аналогично конструкции камерных электропечей крупных типоразмеров.
|
| Рис. 3.25. Общий вид электропечи на 1260 °С с выдвижным подом |
Серию сравнительно малогабаритных электропечей с выдвижным подом широкого назначения выпускает фирма Nаber. Печи имеют размеры рабочего пространства от 800х1600х800 до 1000х3600х1400 мм, выпускаются для трех уровней номинальной температуры 900, 1260 и 1340 °С, с диапазоном мощности печей соответственно 36…126, 51…168 и 69…220кВт (рис. 3.25).
Выкатная тележка в этих печах — открытая со всех сторон, дверца торцевого проема установлена на передней стенке печи. В печах, используемых для процессов, позволяющих раскрывать печь при температуре не выше 500 °С, дверца открывается с поворотом в сторону, конструктивно аналогично камерным печам фирмы. Печи снабжаются тележками, для которых не требуется рельсовый путь; они предназначены для перемещения по полу цеха. Может поставляться несколько тележек к печи,что позволяет независимо от цикла процессов производить операции загрузки и выгрузки, устанавливать подготовленную тележку с садкой в печь сразу после предыдущего нагрева.
Печи для процессов, при которых выгрузка может производиться при высокой температуре в печи, имеют дверцу с механизированным ручным подъемом вверх и тележку, перемещающуюся по рельсовому пути; рельсы укладываются на полу цеха без специального фундамента. Горячая поверхность поднятой вверх дверцы защищена установленным здесь экраном из теплоизоляционного материала. Уплотнение тележки на стыках с камерой осуществляется за счет лабиринтного затвора, создаваемого выступами футеровки и металлоконструкции. Устройство нагревателей и футеровки унифицировано с камерными печами фирмы; нагреватели размещены на боковых стенках, на дверце и в каналах пода тележки, на котором уложены карбидокремниевые плиты.
Таблица
Электропечи с выдвижным подом