Соколов К.Н. Оборудование термических цехов

Подождите немного. Документ загружается.

Рис.

2.12. Камерная печь с выдвижным подом с разделением пламени

дукты сгорания отводят по каналам 3

поду печи и в боковых стенках в два

борова 4. Равномерность нагрева по-

вышают, увеличивая число горелок и

направляя

газовые потоки вокруг сад-

ки.

Устойчивое горение газа при тем-

пературах

500—600

°С достигается с

помощью рассекателя, щелевых горе-

лок.

Однако в этом

случае

необходимо

увеличивать толщину кладки печи до

460 мм.

На

рис. 2.12 дан поперечный разрез

печи с разделением пламени. Для ее

отопления

можно использовать газ или

мазут. Топки 5 вынесены на уровень

пода 3 выдвижной тележки и отделены

от рабочего пространства невысокой

решетчатой стенкой 4, выложенной из

карборунда или шамотного кирпича.

Детали укладываются на подставках.

Газы, сгорая, поднимаются вверх под

свод печи, а частично проходят через

решетчатую разделительную стенку

под садку. Продукты сгорания отводят-

ся

по каналам, расположенным

между

топками.

Под выдвигается на роликах

1. Оригинальным является устройство

песочного затвора 2.

Хорошую герметизацию печи

дает

водяной

затвор, выполненный в виде

желоба по всему периметру пода. При

движении пода в печь желоб с помо-

щью рычажной системы поднимается,

закрывая

щели

между

подом и стенка-

ми

печи. Пары воды из затвора отса-

сываются по вытяжным каналам.

В электрических печах с выдвиж-

ным

подом (рис. 2.13} нагревательные

элементы / располагаются на боковых

стенках, в печах с большой шириной

рабочего пространства — на выдвиж-

ном

поду и заслонке. Ток к нагревате-

лям

выдвижного пода подводят по гиб-

кому кабелю. Под выдвигается на ро-

Рис.

2.13. Электрическая камерная

печь с выдвижным подом заводов

ЭТО типа СДО

ликах 2 с помощью реечного механиз-

ма 3. При низких температурах в печах

с выдвижным подом принудительную

циркуляцию продуктов сгорания или

нагретого

воздуха

осуществляют вен-

тиляторами.

На

рис. 2.14, а представлена конст-

рукция

большой камерной пламенной

вентиляторной печи с выдвижным по-

дом для высокого отпуска листов.

Печь

имеет двойной свод и двойные бо-

ковые стенки,

между

которыми проис-

ходит

обратная циркуляция газов.

одной стороны боковых стенок раз-

мещают вентиляторы 3, а с

другой

—

ряд щелевых каналов 1. Вентиляторы

отсасывают газы из рабочей камеры,

направляют их вверх в пространство 2

между

двойным сводом. Омывая вну-

Рис.

2Л4. Газовые камерные печи с выдвижным подом и принудительной

циркуляцией при сжигании газа в верхних топках fa) и в специальных жаростойких

трубах

(б)

Рис.

2.15. Электрическая камерная печь с выдвижным подом и принудительной

циркуляцией

воздуха

тренпий

свод, газы опускаются у про-

тивоположной стенки и через ряд ка-

налов попадают вновь в рабочее про-

странство. Продукты сгорания из топок

4 поступают параллельными потоками

смешиваются с циркулирующими га-

зами

в междусводовом пространстве.

Движение газов не мешает горению

топлива, так как топки 4 отделены от

потоков

стенками.

В некоторых печах для получения

устойчивого горения топливо сжигают

специальных жаростойких

трубах

вводимых с торца печи над вентилято-

рами (рис.

2.14,6).

Трубы имеют ряд

отверстий, через которые продукты сго-

рания

поступают в поток циркулирую-

щих газов. Печь при полезной площади

пода

6,5X2,5

= 16,25 м

и высоте рабо-

чего пространства 1,2 м имеет едино-

временную садку 24 т и производитель-

ность до 4 т/ч.

В низкотемпературной электричес-

кой

печи с выдвижным подом 4 (рис.

2.15) на торцевой стенке печи, проти-

воположной загрузочному окну,

уста-

навливают вентилятор 1. Нагреватель-

ные

элементы в виде спиралей 6 под-

вешивают на боковых стенках печи и

отделяют от рабочего пространства ме-

таллическими листами 7. Для ремонта

электронагревателей в экранах устраи-

вают ряд дверок 5. Для создания луч-

шей

герметичности печи выдвижной

под снабжен песочным затвором, а ра-

бочее окно — двойными заслонками:

Рис.

2.16.

Вакуумная

камерная печь

выдвижным подом

заводов

ЭТО

типа

СДВ

наружной

3 и

внутренней

2 на

выдвиж-

ном

поду.

При

размерах рабочего

про-

странства

6,6X2,8X1.7 м

мощность

пе-

чи равна

340 кВт, а

средняя произво-

дительность

3—3,5 т/ч.

Печь снабжена

вентилятором «Сирокко»

№ 8

среднего

давления. Максимальный перепад

тем-

пературы

печи составляет около

°С. Она

эффективна

эксплуатации

при

температурах

200—400

°С.

Вакуумная печь

выдвижным

по-

дом

(рис. 2.16)

представляет собой

го-

ризонтальный

цилиндрический водоох-

лаждаемый

кожух

закрытый

с тор-

цов

сферическими крышками

Внутри

кожуха

размещается сама печь

3, фу-

терованная легковесным шамотным

кирпичом.

Под 5

печи

передняя

тор-

цевая стенка

смонтированы

на вы-

движной тележке. Нагреватели, выпол-

ненные

виде зигзагов

из

проволоки

сплава Х20Н80, размещены

на

стенках

печи,

своде

поду. Разъем крышек

гер-

метизируется

помощью байонетового

затвора

Механизм

смонтирован-

ный

на

тележке

6",

вкатывает

ее и за-

крывает крышку загрузочного окна.

В зависимости

от

применяемых насо-

сов

печи обеспечивается вакуум

10"

Па

(бустерными насосами)

10~

Па

(высоковакуумными).

ряде

вакуумных печей вместо футеровки

ис-

пользуют экранную изоляцию

из лис-

тов нержавеющей стали

или

молибде-

на.

Печи

экранной изоляцией

при ра-

зогревах имеют меньшие потери тепла

(на

аккумуляцию кладки). Заводы

ЭТО выпускают

два

типа вакуумных

камерных печей

выдвижным подом,

технические характеристики которых

даны ниже:

Индекс печи

СНВ-5.15.5/11,5

СНВ-15.30.5/11,5

Индекс печи

Об-

Чнс-

щая

ло

мош-

зон

ность,

кВт

160

480 3

Ваку-

ум,

Па

ю-

Размеры

рабочего

пространства,

мм

Темпе-

ратура

°С

1150

Масса

СНВ-5.15.5/11,5

500X1500X500 16

СНВ-15.30.5/11,5

1500X3000X500 52

2,3.

КОЛПАКОВЫЕ

ПЕЧИ

Колпаковые

печи представляют

со-

бой переносный нагревательный

кол-

пак

со

стенками

из

шамотного кирпича

теплоизоляции общей толщиной

230—350

мм, по

внутренним боковым

стенкам которого расположены элек-

трические

или

трубчатые

нагреватель-

ные

элементы. Возможно также отоп-

ление горелками

или

форсунками.

Пе-_

чи широко применяют

для

отжига

контролируемой атмосфере ЛИСТОЕГТГ"

стопах, ленты

рулонах, проволоки

бунтах.

Нагревательный колпак

уста-

навливают

на

футерованный кирпичом

неподвижный стенд, загружаемый

сад-

кой,

которая дополнительно закрыва-

ется внутренним колпаком

из

жаро-

стойкой

листовой стали толщиной

3—

мм с

волнистыми стенками. Желез-

ный

нагревательный колпаки имеют

песочные затворы.

некоторых конст-

рукциях наружный затвор

делают

водяным охлаждением. Изоляция

сад-

ки

дополнительным металлическим

колпаком

позволяет

охлаждать

ее в

контролируемой атмосфере. Наружный

колпак

используют только

для

нагре-

ва, а при охлаждении садки его сни-

мают и переносят на

другой

стенд. По-

этому колпаковые печи работают с

двумя-тремя стендами, из которых

один

находится под нагревом, а осталь-

ные

— под охлаждением, загрузкой и

разгрузкой садки. Это позволяет уме-

ньшить

расход

тепла до 1200 кДж/кг

нагреваемого металла, достичь высо-

кого к. п. д. (до

40—60

%) и ликвиди-

ровать простои печи. На отключение,

перенос и установку нагревательного

колпака

уходит

15—20

мин, темпера-

тура

внутренних стенок печи за это

время снижается на

200—250

°С.

В стопе листы быстрее прогревают-

ся

по ширине листа, поэтому нагрева-

тельные элементы располагают только

на

боковых стенках печи. Основные

порции

тепла необходимо подводить к

нижней

части садки, так как ее низ

имеет меньшую температуру.

При

нагреве в колпаковых печах

рулонов ленты коэффициент теплопе-

редачи по их

радиусу

значительно сни-

жается из-за прослоек

воздуха.

Поэто-

му

между

рулонами устанавливают

специальные кольца с отверстиями для

прохождения циркулирующего газа,

прогревающего металл по высоте ру-

• лона. Защитный газ под металлический

колпак

подводится снизу. Здесь же

удобнее установить термопару для из-

мерения

температуры внутри садки.

Перепад температуры

между

печью и

пространством под внутренним метал-

лическим колпаком составляет около

100 °С. Средний

расход

защитного газа

равен 4—6 м

/т нагреваемого металла.

Каркас

нагревательного колпака вы-

полняют в виде сварной рамы, нижнего

опорного кольца и связывающих их

швеллеров. Масса нагревательного

колпака

в больших печах

доходит

до

30—40

т, поэтому цех при работе с кол-

паковыми

печами должен иметь мощ-

ные

крановые средства. Размеры кол-

паковых печей весьма разнообразны:

небольшие круглые печи имеют внут-

ренний

диаметр

1,5—2,0

м, а объем

прямоугольных печей

3X8X4

м. Для

повышения

равномерности нагрева в

поду печей устанавливают вентилято-

ры.

Принудительная циркуляция осо-

бенно

необходима для ускорения

охла-

ждения садки при снятом нагреватель-

ном

колпаке.

На

рис. 2.17 представлены типовые

конструкции

колпаковых печей для

светлого отжига ленты в рулонах и

824

бунтов проволоки. На рис. 2.17, а дана

схема печи, в которой применяются га-

зовые инжекционные горелки или фор-

сунки 2, расположенные внизу колпака

3. Для улучшения сжигания топлива

против горелок устанавливают огне-

упорные экраны 1. Печь имеет произ-

водительность

1,5—2,0

т/ч при вну-

тренних размерах нагревательного кол-

пака

2,7X7,4X4,0

м. В ней помещают-

ся

три стопы рулонов массой 120 т.

Высота садки может достигать 3,2 м.

Продукты сгорания отводят по кана-

лам в торцевых стенках печи с помо-

щью эжектора. Толщина кладки стен

колпака,

выложенных из легковесного

шамота и изоляции, составляет 295 мм.

Принудительную циркуляцию газов

под. металлическим колпаком осущест-

вляют центробежным вентилятором

№

8. Печь аналогичной конструкции

при

внутренних размерах нагреватель-

ного колпака

2,4X7,5X2,0

м и едино-

временной

садке 70 т имеет среднюю

производительность 2 т/ч. При отжиге

трех

рулонов массой

75—90

т в одно-

стопной

печи ее производительность

достигает

1,6—1,8

т/ч на нагреватель-

ный

колпак и

0,7—0,8

т/ч на стенд

(учитывая медленное охлаждение сад-

ки

под металлическим колпаком до

140°С).

Внутренний диаметр нагрева-

тельного колпака печи равен 2,5 м.

Принудительная циркуляция атмосфе-

ры создается центробежным вентиля-

тором № 8.

В одностопных круглых колпако-

вых печах горелки лучше располагать

по

всей высоте печи, направляя их фа-

кел тангенциально к внутреннему ме-

таллическому

кожуху.

На

рис. 2.17, б, в приведены конст-

рукции колпаковой печи с отоплением

инжекционными

горелками 1, разме-

щенными

не в колпаке, а в неподвиж-

ном

стенде 2, что должно улучшить про-

грев стенда и уменьшить массу колпа-

ка.

При внутренних размерах нагрева-

тельного колпака

2,0X7,0X1,4

м и вы-

соте садки 1 м печь вмещает 20 т сор-

тового проката, ее производительность

составляет

0,8—1,0

т/ч. На рис. 2.17, г

дана схема круглой одностопной кол-

паковой

печи для светлого отжига ру-

лонов

ленты с шестнадцатью верти-

кальными

нагревательными трубами 1

диаметром 80 мм. Принудительную

циркуляцию нагретого

воздуха

созда-

ет осевой вентилятор 2. Печь имеет на-

ружный водяной затвор 3, общий для

Рис.

2.17. Поперечные разрезы типовых конструкций колпаковых печей для отжига

контролируемой атмосфере

Рис.

2.18. Колпаковые печи для отжига в контролируемой атмосфере листов

обоих колпаков. При внутреннем диа-

метре нагревательного колпака 1,5 м и

высоте 2,2 м печь вмещает

3,5—4,0

металла, ее производительность 0,4—

0,5 т/ч.

Колпаковые

печи часто строят с

электрическим нагревом. На рис.

2.17, д изображена электрическая одно-

стопная

колпаковая печь для светлого

отжига бунтов проволоки. Печь имеет

водяной

затвор 2 только для внутрен-

него колпака 1. Принудительное дви-

жение нагретого газа под внутренним

колпаком

осуществляет центробежный

вентилятор № 5. Печь при внутреннем

диаметре нагревательного колпака

1,25 м, высоте 2,0 м имеет мощность

125 кВт. Расход энергии составляет

200 кВт-ч/т металла, к. п. д. печи —

около

60 %.

В колпаковых печах для отжига ли-

стов в стопах вентиляторы часто не

устанавливают. На рис. 2.18 даны по-

перечные разрезы

двух

колпаковых

печей для отжига листов. Печь, изоб-

раженная

на рис.

2.18,а,

нагревается

газом, сжигаемым в U-образных ради-

ационных

трубах

1, расположенных го-

ризонтально на боковых стенках. Про-

дукты сгорания от радиационных

труб

отводятся сборным трубопроводом 2 в

боров. При внутренних размерах на-

гревательного колпака

2,2X4,8X2,0

садке 45 т печь имеет производитель-

ность 2,0 т/ч.

Колпаковая

печь с вертикальными

радиационными

трубами для отжига

листов в стопах при внутренних разме-

рах нагревательного колпака 3,2Х

Х5,5X2,4

м и полезной высоте садки

1,9 м имеет вместимость

70—80

т ме-

талла и производительность

2—2,5

т/ч.

Масса нагревательного колпака 35 т,

внутреннего металлического 1,5 т. Ог-

неупорные радиационные

трубы

в ко-

личестве 40 шт. диаметром 80 мм

размещены на боковых стенках. Рас-

стояние

между

соседними трубами

230 мм.

На

рис. 2.18, б приведена схема раз-

реза колпаковой электрической печи

СГЗ-18.38.19/7

с металлическими зиг-

загообразными нагревателями 2 из ни-

хрома Х20Н80. Внутренний металличе-

ский

колпак 1 сварен из листов стали

Х23Н18. Мощность печи 600 кВт, в том

числе мощность нагревателей стенда

95 кВт, максимальная температура на-

грева составляет 850 °С. При размерах

нагревательного колпака

2,2Х4,2Х

Х2,0 м, металлического

1,8X3,8Х1>9м

единовременная садка составляет 7 т,

время ее нагрева и выдержки 4,5 ч,

охлаждения 8,0 ч. Удельный

расход

энергии

230 кВт-ч/т,

расход

защитного

газа 9 м

/т. Масса металлических кон-

струкций печи, включая стенд, состав-

ляет ~37 т. Технические данные по

электрическим колпаковым печам при-

ведены в табл. 2.5.

Таблица

2.5.

Технические данные

Индекс

печи

СГЗ-14.24/10

СГЗ-23.24/10

СГЗ-14.35/7

СГЗ-23.35/7

СГЗ-18.38Л9/7

СГЗ-18.63Л9/7

СГЗ-25.63Л9/7

Размеры

рабочего

пространства,

= 1,4;

#=2,4

Z>=2,3;

#=2,4

Z)=l,4;

3,5

Z>=2,3;

#=3,5

1,8X3,8X1,9

1,8X6,3X1,9

2,5X6,3X1,9

по некоторым электрическим колонковым печам

Полезный

объем,

3,7

9,5

5,4

14,5

13,0

21,5

30,0

Темпера-

тура,

1000

750

Габариты,

3,6X4,0X4,5

4,6X4,8X4,5

3,6X4,0X5,6

4,5X4,7X6,0

4,6X6,4X4,8

4,6X9,0X4,9

5,4X9,0X4,9

Мощ-

ность,

кВт

2ЭД

450

180

350

400

560

760

Производи-

тельность,

т/ч

0.5

1,0

0,8

1,4

1,5

2,0

2,5

Колпаковые

печи иногда применя-

ются

для

нагрева

вакууме, например

при

отжиге листов трансформаторной

стали, титановых сплавов

и т. п. Вме-

сто песочного затвора внизу нагрева-

тельного колпака

по его

периметру

устраивают вакуумный затвор, пред-

ставляющий собой прокладку

из

ваку-

умной резины, зажатую между двумя

водоохлдждаемьши коробками. Печь

внутренними размерами нагреватель-

ного колпака

1,5Х

,5Х1,4

м и

наруж-

ными

по

кладке

2,7X5,2X2,9

рассчи-

тана

на

загрузку

двух

стоп металла

массой

18 т. При

продолжительности

отжига

150 ч

(нагрев

24,

выдержка

26,

охлаждение

100 ч)

средняя производи-

тельность

на

один нагревательный

колпак

составляет

0,1 т/ч.

Установоч-

ная

мощность печи

310

кВт.

Темпера-

тура

нагрева металла

1100°С,

расход

энергии

1000

кВт-ч/т, достигаемый

ва-

куум

200—300

Па.

2.4.

ПЕЧИ

СО

СЪЕМНЫМ

СВОДОМ

Печи

со

съемным сводом использу-

ются

для

отжига, закалки

отпуска

громоздких, длинных поковок

сталь-

ного литья. Изделия

печь загружа-

ют мостовым краном через свод, кото-

рый

выполняется

виде отдельных

съемных секций шириной

1,5—2,5

или

крышек, сдвигаемых

сторону

приводными

механизмами. Печи

со

съемным сводом

могут

работать

на

любом топливе.

Их

часто выполняют

виде заглубленных

землю ямных

печей.

При

непосредственном отопле-

нии

газом горелки направляют

под

свод печи

и низ

садки, укладываемой

на

подставках. Дымовые газы отводят-

ся

через

под

боров.

На

рис. 2.19

показан поперечный

разрез печи конструкции Теплопроекта

с непосредственным отоплением

дву-

мя

рядами горелок. Свод

сделан

из

Рис.

2.19.

Печь ямная

со

съемным сводом

непосредственным отоплением типа

ТЯО

Рис.

2.20. Печь со съемным сводом и боковыми топками

двух

секций, раздвигаемых на роли-

ках 3. Герметизация свода достигается

с помощью песочных затворов 2. Про-

дукты сгорания отводят в боров через

щели 4 в поду печи. Аналогичную кон-

струкцию свода используют в круглых

колодцевых печах. В таких печах фа-

кел горелки целесообразнее направ-

лять тангенциально к нагреваемым из-

делиям. В табл. 2.6 приведены техни-

ческие данные некоторых печей конст-

рукции Теплопроекта.

На

рис. 2.20 дана схема печи с бо-

ковыми

топками 1 и центральным от-

водом продуктов сгорания через под по

каналам

2. Свод сделан из отдельных

съемных секций 3, имеющих литые ра-

мы и ребра жесткости у пят свода. При

обработке коротких деталей печь мо-

жет быть разгорожена временными

промежуточными стенками на ряд са-

мостоятельно работающих камер. Пе-

чи со съемным сводом широко приме-

няют для отжига и гомогенизации

слитков (рис.

2.21).

На рис. 2.21, а

изображена круглая колодцевая печь

диаметром 4,2 м, отапливаемая цент-

ральной форсункой или горелкой 4.

Дымовые газы отводятся через боль-

шое число отверстий из рабочего про-

странства печи в кольцевую щель 3 и

сборный

полукольцевой дымовой бо-

ров 1. Кольцевая щель тремя радиаль-

ными

каналами 2 сообщается с цент-

ральной камерой сгорания. По указан-

ным

каналам рециркулирует часть ды-

мовых газов. Динамический напор, со-

здаваемый горелками, обусловливает

уменьшение статического напора в то-

почной

камере, благодаря чему проис-

ходит

подсос газов из кольцевой щели.

Круглая кольцевая ямная печь,

схема которой показана на рис.

2.21,6,

имеет большое количество горелок,

расположенных по наружной стенке

колодца. Факел в таких печах направ-

лен по касательной к нагреваемым

слиткам, а продукты сгорания отводят-

ся

через центральное отверстие в поду.

На

рис. 2.21, в приведена конструк-

ция

прямоугольного колодца с боко-

выми нижними топками 1, в торце ко-

торых находятся форсунки или горел-

ки.

Продукты сгорания поступают в

рабочее пространство через щели в

своде топок, омывают нагреваемые

слитки,

уходят

в центральный дымовой

боров 2, расположенный

между

топка-

Таблица

2.6. Основные технические данные по некоторым пламенным нмным печам

со

съемным сводом

Индекс

печи

Размеры

рабочего

пространства,

Полезный

объем,

Темпера-

тура,

С"

Габариты

(по

кладке),

Прпиаво-

дптель-

т/ч

Расход

газа,

Прямоугольные

ТЯО-20.100.20/10

ТДО-25Л50.25/10

ТЯО-30,200.28/10

ТЯО-40.250.32/10

2,0X10X2,0

2,5X15X2,5

3,0X20X2,8

4,0X25X3,2

ПО

210

400

1000

3,8X11,4X4,3

4,3X16,4X5,0

4,9X21,4X5,7

6,0X26,4X6,7

2,2'

"5,0.

315

590

950

1600

ТШОК-16.20/11

ТШОК-20.30/11

ТШОК-25.40/11

ТШОК-30.50/Ц

/5=1,6;

Я = 2

= 2,0; Я = 3

—

2,5; Я = 4

Круглые

4,0

9,5

19,7 '

35,4

1100

/5 = 2,8* Я = 4 1

£>=3,2;

Н =

5,1

= 3,7- Я = 6 1

/5 = 4,2; Я = 7Д

0,2

0,4

0,7

1,2

350

650

1100

1800

Рис.

2.21. Конструкция колодцев для отжига и гомогенизации слитков

ми.

Из дымового борова продукты сго-

рания

попадают в общий боров, иду-

щий

вдоль линии

всех

колодцев. Ко-

лодцы снабжены сдвигающимися в сто-

рону крышками, имеющими песочные

затворы.

Электрические печи со съемным

сводом широко используются для на-

грева

под закалку и старение листов

из

алюминиевых сплавов. Циркуляцию

нагретого

воздуха

создает вентилятор

& установленный на торцевой стенке

(рис.

2.22).

Электрические нагревате-

ли

(6'размещают на боковых стенках

печи'

отделяют

от рабочего простран-

ства металлическими экранами 5 тол-

щиной

6—8 мм. При полезных разме-

рах внутреннего пространства 5,8Х