Протяжные печи
Протяжные печи достаточно широко применяются на предприятиях черной металлургии для термической и химико-термической обработки тонколистового проката, ленты и проволоки, получаемую волочением. В этих печах проводят светлый отжиг кисти, светлую закалку нержавеющей полосы, обезуглероживающий отжиг электротехнических марок стали, а также цинкование тонких листов и лужение жести, отжиг, нормализацию и патентирование проволоки или плющеной ленты.
Для светлого отжига листового материала также применяются колпаковые печи, которые имеют недостатки присущие садочным печам: а) длительность цикла отжига (несколько дней); б) не обеспечивается равномерность нагрева металла; в) невозможно полностью механизировать и автоматизировать загрузку, транспортировку и уборку рулонов; г) требуются большие производственные площади.
Поэтому растяжные печи более прогрессивны, они обеспечивают непрерывность процесса и имеют следующие преимущества: а) возможность получения абсолютно однородной продукции; б) длительность обработки сокращается до нескольких минут; в) стоимость продукции снижается.
Однако при этом надо учесть, что вследствие ускоренного охлаждения металл, отожженный в протяжных печах, обладает большей жесткостью по сравнению с металлом, обработанным в колпаковых печах. Поэтому в колпаковых печах отжигают металл используемый для глубокой вытяжки - операции листовой штамповки. Конструктивно печи делятся на многорядные, которые бывают одно и многопроходные. Однопроходные печи используются для проволоки и узкой ленты, а многопроходные, чаще однорядные, для тонкого листа шириной до 1050 мм.
Для листового материала выпускают печи в горизонтальном или вертикальном исполнении (башенные).
По условиям нагрева печи делятся на низкотемпературные конвективные вентиляторные с принудительной циркуляцией печной атмосферы и высокотемпературные с преобладанием лучистого теплообмена.
По среде нагрева они подразделяются на окислительные, обезуглероживающие, с нейтральной атмосферой и вакуумные. Они могут быть муфельными и безмуфельными.
В протяжных печах для перемещения металла через рабочую камеру используют тянущие ролики с приводами, устанавливаемые вне печи. Внутри печи располагают только поддерживающие и направляющие ролики.
Для горизонтальных печей длина находящейся в рабочей камере ленты не превышает 200 м, а скорость движения не превышает 2 м/с. При больших скоростях затруднена центрация ленты при движении ее через печь. Производительность этих печей невелика и применяют при небольшом объеме производства.
В вертикальных печах условия центрирования более благоприятны вследствие большого угла обхвата лентой направляющих роликов, поэтому длина ленты может достигать 1 км, а скорость до 10 м/с. Вертикальные печи при высокой производительности занимают и меньшую площадь.
Подобные печные линии обычно состоят из трех секций: входной, печной и выходной.
Входная и выходная секции отделены от печной секции петлевыми башнями, в которых накапливается запас полосы.
Скорость движения полосы во всех агрегатах задают в зависимости от скорости нагрева и охлаждения полосы.
На входном участке происходит сварка рулонов, обезуглероживание и очистка полосы при помощи специальных щелочных ванн. На выходном участке - разрезка полосы после намотки рулона нужного размера.
Печная секция состоит из четырех камер: нагрева, выдержки, замедленного и быстрого охлаждения.
В камере нагрева под термообработку стальная полоса нагревается до 700…730 0С. Нагрев может осуществляться электронагревателями или радиационными трубами. Отжиг полосы обычно осуществляется в азотной защитной атмосфере (96 % N2 и 4 % Н2).
В камере выдержки поддерживается определенная температура.
В камере замедленного охлаждения температура металла падает с 700…730 0С до 4800С. Камера оборудована воздухоохлаждаемыми трубами и электронагревателями. Скорость охлаждения задается изменением расхода воздуха. Электронагреватели включают только при разогреве и остановках печи.
В камере быстрого охлаждения металл охлаждается до заданной температуры. Охлаждение осуществляется: 1) водяными теплообменниками со встроенными вентиляторами для интенсивного движения охлажденного защитного газа; 2) струйное охлаждение полосы с двух сторон защитным газом предварительно охлажденным в специальных холодильниках и подаваемым вентиляторами . Такое случайное охлаждение резко уменьшает время операции и позволяет сократить длину камеры.