Понедельник18 февраля
Домашний уют

Нагревательная печь: описание, классификация и виды

8 июля 2018

Нагревательные печи - печи, предназначенные для нагрева металла перед последующей обработкой под высоким давлением: штамповкой, прокаткой или ковкой. Пластичность металла возрастает при нагреве, что позволяет снизить энергозатраты на его деформацию. Температура пережога, при которой на границах зерен металла образуется жидкая фаза, ограничивает максимальную температуру нагрева. Это позволяет понизить механическую связь зерен и потеряю прочности металла.

Принцип работы

Разность температур оси заготовки и поверхности влияет на равномерность нагрева материала, которая играет большую роль при проведении пластической деформации. Пластические свойства материала зависят от температуры нагрева, в связи с чем неравномерный нагрев может стать причиной деформации. Уменьшение разницы температур увеличивает качество проката и время нагрева заготовок, понижая производительность печи и повышая угар металла.

нагревательный элемент печи

Виды печей

Нагревательные печи подразделяются на несколько видов:

  • Методические, или непрерывного действия.
  • Нагревательные колодцы, или периодического действия.

Видео по теме

Нагревательные колодцы

Крупные заготовки весом до 35 тонн нагреваются в нагревательных колодцах, в которых одновременно может располагаться от 5 до 14 слитков. Бесперебойная работа прокатного стана обеспечивается группой нагревательных колодцев. Плавки выдаются сталеплавильными печами через определенные временные интервалы: для мартеновских печей он составляет 4-6 часов, для конвертеров - 1-1,5 часов. Остановка нагревательной печи на ремонт происходит после полной выработки ее ресурса. За это время нагревательные колодцы используются для нагрева заготовок, хранящихся на складе. Печи такого типа играют роль своеобразного буфера между прокатными станами и плавильными печами, сохраняя непрерывной их работу.

Современные модели нагревательных колодцев представляют собой камерные печи с периодическими по времени температурным и тепловым режимами.

устройство нагревательной печи

Промышленные печи

В черной и цветной металлургии нагревательные печи промышленного типа применяются для разогрева заготовок перед ковкой, прессованием или прокаткой. Печи отличаются конструкцией, методом загрузки слитков и температурным режимом. Мазут, электричество или природный газ могут использоваться в качестве источника энергии. Нагревательные печи делятся на непрерывные и периодические по методу загрузки заготовок.

В печи периодического типа загружается конкретное количество слитков, которые во время нагрева сохраняют неподвижность. После достижения необходимой температуры слитки вынимаются из печи и отправляются на последующую обработку, сменяясь новой партией. К данному виду причисляются камерные нагревательные печи.

В печах непрерывного цикла погруженные заготовки постоянно движутся относительно теплового источника, что обеспечивает максимальную производительность при небольших габаритах печи. К данному виду относятся конвейерные, методические и карусельные печи.

электрические нагревательные печи

Камерные печи

Слитки в камерной печи остаются неподвижными во время нагрева. В зависимости от устройства нагревательные печи камерного типа подразделяются на несколько видов:

  • Вертикальные. Во время нагрева, загрузки и выгрузки заготовки находятся в вертикальном положении. Используется для изготовления длинного и узкого металлопроката.
  • Колпаковые. Над изделиями располагается подвижный колпак, который прогревает их до нужной температуры. Такие конструкции применяются для прогрева листового металлопроката.
  • Нагревательный колодец. Печь с вертикальной загрузкой и расположенным сверху люком, который позволяет загружать заготовки. Внутри колодца заготовки удерживаются специальными механическими захватами.

Используемый режим работы нагревательного элемента печи камерного типа классифицирует печи на два типа: с постоянной и изменяемой температурой.

Печи с изменяемой температурой используются с целью поддержания определенного температурного режима для получения заданных свойств металла. Заготовки проходят полный цикл нагрева и остывания, в связи с чем их загрузка и выгрузка осуществляются одновременно. Электричество позволяет более точно регулировать температуру. Печи с постоянной температурой в качестве топлива используют мазут либо природный газ и могут нагревать одновременно несколько заготовок, при этом их загрузка и выгрузка может осуществляться по отдельности.

камерная нагревательная печь

Методические печи

Заготовки в методической нагревательной печи постоянно движутся относительно нагревательного элемента. Предотвращение механических напряжений в металле и обеспечение равномерного прогрева возможно благодаря прохождению заготовками трех зон:

  • Методическая зона, в которой слитки предварительно разогреваются.
  • Сварочная зона, в которой нагрев слитков осуществляется до необходимой температуры.
  • Томительная зона. Тепловая энергия равномерно распределяется по заготовке перед началом ее обработки.

Особенности перечисленных зон зависят от размера заготовок. Если сечение слитков слишком большое, то сварочная зона включает несколько секций, в каждой из которых располагается отдельный источник тепла для полного и равномерного прогревания заготовки. Тепловая энергия в маленьких слитках распределяется практически моментально, соответственно, им не нужно проходить зону томления. Источником питания таких печей является жидкое топливо или газ. В стенках сварочной зоны находятся форсунки, при помощи которых осуществляется нагрев.

термические нагревательные печи

Промышленные газовые печи

Во многих отраслях промышленности используются термические нагревательные печи газового типа. Они являются одним из звеньев технологического цикла в различных областях производства - начиная от металлургии и заканчивая изготовлением строительных материалов.

Нагревательные печи в большинстве своем имеют одинаковую конструкцию, состоящую из рабочего пространства, топки, дымохода, рекуператора, дымовой трубы и дополнительных устройств.

Переносные печи

Электрические нагревательные печи компактных размеров, отличающиеся удобством эксплуатации и ремонта и не нуждающиеся в обустройстве дымоходов и фундаментов. При необходимости ремонта переносная печь заменяется новой моделью при помощи мостового крана, что позволяет свести к минимуму простои основного оборудования.

Механизированные и полумеханизированные печи

Разновидность печей, загрузка и выгрузка заготовок в которые осуществляется при помощи дополнительных механизмов.

Механизированные камерные печи могут устанавливаться в поточную линию вместе с прочим оборудованием благодаря ритмичности выдачи заготовок. Самыми простыми с точки зрения эксплуатации и конструкции являются толкательные печи.

нагревательная печь

Очковые печи

Вращающиеся очковые печи используются при необходимости нагрева круглых заготовок с последующей высадкой болтов и оттяжкой концов. Конструкция таких печей представлена шамотным муфелем цилиндрической формы с отверстиями. Вращение муфеля осуществляется вместе с подом на шарнирной кольцевой опоре. В центральной части пода располагается газовая горелка. Через отверстия муфеля проходят дымовые газы, нагревая при этом установленные заготовки и выходя в трубопровод через вытяжной зонд.

В зависимости от конструкции очковые печи подразделяются на поворотные, круглые, прямоугольные и неподвижные. Более простыми в изготовлении и крупными по размерам являются прямоугольные неповоротные печи, которые к тому же обладают только одним окном.

Нагрев металла в таких печах осуществляется открытым пламенем, в результате чего на его поверхности образуется окалина. В печах непрерывного и периодического действия осуществляется безокислительный нагрев заготовок, позволяющий избежать появления окалины.

Источник: fb.ru
Актуально