Камерные термические тупиковые печи с выдвижным подом

Эти печи применяют для термообработки крупногабаритных изделий в единичном и мелкосерийном производстве. В пламенных печах этого типа обработка осуществляется в основном в обычной атмосфере при конечной температуре нагрева металла 1150° С (рис. 71, табл. 47); указанные в таблице печи первых четырех типоразмеров могут быть выполнены для работы с искусственной атмосферой (муфелируется садка) на конечную температуру на­ грева 900° С.

Размерный ряд электропечей с выдвижным подом (табл. 48) включает три группы: низкотемпературные (до 700° С), средне­ температурные (до 1000° С) и высокотемпературные (до 1200° С), последние предназначены для термообработки изделий из легиро­ ванных сталей, но в ряде случаев ими пользуются и для нагрева заготовок под обработку давлением.

Пример конструкции электропечи, в которой выдвижной под перемещается вместе с передней стенкой (дверцей), приведен на рис. 72.

Как видно из данных табл. 47 и 48, верхний предельный раз­ мер пода пламенных печей с выдвижным подом значительно выше, чем у печей электрических; при этом следует учесть, что типизация охватывает пламенные печи с длиной пода, не превышающей 15 м> в машиностроении же используются пламенные печи с выдвижным подом длиной до 30 му а иногда и более.

Загрузка на под и снятие изделий с пода осуществляются с помощью средств цеховой механизации. Механизм передвиже­ ния пода может быть смонтирован на выступающей из печи части рамы, установленной на колесах, в этом случае под называют самоходным — такое решение принято в основном для электро­ печей. В пламенных печах самоходный под применяют для опера­ ций термообработки в искусственных атмосферах с муфелированием садки; обозначение этих печей — ТДЗМ; нормализованный ряд включает те же размеры рабочего пространства, что и основ­ ной ряд, приведенный в табл. 47, за исключением печей первых пяти типоразмеров. У нормализованных печей ТДЗМ наимень­ шего типоразмера рабочее пространство характеризуется следую­ щими размерами: 25 X 40 X 20 дм. Обычно в пламенных печах под перемещают на цепной конструкции, а механизм передвиже­ ния, привод которого' устанавливают в приямке, выполняют с рейками цевочного типа. При необходимости выкатки на транс­ бордер под устанавливают на колесах и передвигают с помощью механизма трансбордера. Если под надо выкатить на значительные расстояния, например, в соседний пролет, могут быть использо­ ваны механизмы, в которых в качестве тягового органа приме­ няется грузовая цепь.

п-п

Рис. 71. Печь термическая камерная с выдвижным подом ТДО:

/ — выдвижной под; 2 — привод механизма выдвижения пода; 3 — рельсовый путь; 4 — горелка; 5 — рекуператор

* Расход газа отнесен к нормальным условиям.

Для пламенных печей с выдвижным подом, характеризуемых значительным объемом рабочего пространства, большое значение имеет обеспечение равномерности температурного поля. Для до­ стижения этой цели все большее распространение получает искус­ ственная рециркуляция дымовых газов в печном пространстве [16, с. 91—96]. Многократная рециркуляция обеспечивает под­ держание заданной температуры в печи, одинаковой во всем объеме рабочего пространства, при минимальном перепаде температур, между газами и нагреваемыми изделиями и автоматизацию тепло­ вого режима, что улучшает качество термической обработки М е­ талла, ускоряет процесс нагрева, повышает производительность печи и снижает удельный расход тепла.

Рециркуляция газов может быть осуществлена наиболее эф­ фективно при использовании энергии вытекающих из горелок или форсунок топливовоздушных струй (топочных газов), направ­ ляемых не в рабочий объем, а в смесители инжекционных устройств, расположенные перед приборами сжигания топлива. В этих устрой­ ствах топочные газы смешиваются с печными газами, подсасывае­ мыми из рабочего пространства печи в результате эжектирующег0 действия струй топочных газов, вытекающих из приборов сжигд. ния топлива. Образующаяся смесь топочных и печных газов выбрд.

164

П р и м е ч а н и е . В скобках — ориентиророчная мощность электропечи, кет.

сывается из инжекционных устройств в рабочее пространство печи. Выходящие из смесителей потоки газов, увлекая газы в ра­ бочем пространстве печи, создают рециркуляцию, и при правиль­ ном расположении инжекционных устройств в печи создается организованное движение греющих газов.

При температуре в рабочем пространстве ~750° С и ниже (ре­ жимы отпуска, когда температура в печи ниже температуры вос­ пламенения природного газа и мазута) обеспечить, пользуясь обычными горелками, устойчивое горение топлива перед смесите­ лями инжекционных устройств по описанному принципу трудно; при подсосе большого количества газов с низкой температурой факел затухает. Эжекцию низкотемпературных печных газов топ­ ливовоздушными струями, вытекающими из приборов сжигания топлива, возможно осуществлять без опасения затухания факела при весьма значительной скорости истечения, для чего следует пользоваться высокоскоростными горелками со стабилизацией пламени. Нужно, однако, иметь в виду, что отечественная промыш­ ленность таких горелок пока не выпускает. Поэтому в печах, ра­ ботающих полностью или частично при температуре ниже 750° С, для обеспечения устойчивости горения топливо сжигают в спе­ циальных топочных камерах. В этом случае рециркуляция в печи осуществляется за счет энергии струй вентиляторного воздуха, вводимого через специальные сопла, расположенные перед смеси­ телями. Струя воздуха, характеризуемая достаточной кинетиче­ ской энергией, эжектирует одновременно печные газы из рабочего пространства и свежие топочные газы из топки, смешивая их

вэжекционном устройстве.

Впечах, предназначенных для работы по одному какому-либо режиму термообработки, осуществление указанных выше прин­ ципиальных решений не вызывает затруднений. Дело осложняется, когда приходится создавать печь, предназначенную для работы на различных режимах термообработки (при температуре ~400— 1200° С). Применяемый для таких печей метод эжекции топочных

ипечных (отходящих) газов с помощью струй вентиляторного воздуха характеризуется недостатком, заключающимся в том, что сжигание топлива в закрытых топочных камерах при высокой температуре термообработки вызывает ускоренный износ топоч­ ных камер и требует для футеровки топок высокоогнеупорных материалов. Поэтому конструкции разработанных печей с выд­ вижным подом с интенсивной рециркуляцией, одна из которых описана ниже, нельзя считать отработанными; следует полагать, что печи, оборудованные скоростными горелками, окажутся более эффективными и конструктивно более простыми.

Примером конструкции печи с усиленной рециркуляцией может

служить печь с выдвижным подом 4 X 25 м, предназначенная для отпуска, нормализации и старения сварных узлов в интервале температур 600—900° С (рис. 73). Топливом для печи служит при-

6-6

Р и с . 7 3 . П е ч ь с в ы д в и ж н ы м п о д о м с у с и л е н н о й р е ц и р к у л я ц и е й

Вертикальные термические печи

Печи этого типа предназначены для различного вида термичес­ кой обработки длинных изделий (осей, толстостенных труб, валов и т. п.) или изделий в подвешенном положении; обработка изде­ лий в подвешенном положении предотвращает их деформацию.

Типизированы пламенные вертикальные печи только круглого сечения; при отношении высоты печи к ее диаметру менее 2 печи называют колодцевыми (печи разделяют на вертикальные и колодцевые также по способу укладки изделий). Печи могут быть вы­ полнены как для работы с обычной печной атмосферой на конечную температуру нагрева металла 1150° С, так и с искусственной атмос­ ферой; в последнем случае муфелируется садка и конечная темпе­ ратура нагрева изделий составляет 900° С. Печи могут быть также выполнены в модификации, отвечающей нагреву изделий до 600° С. Конструкции печей для закалки и для отпуска несколько отли­ чаются друг от друга. В колодцевых печах большого диаметра можно применять подовые центральные топки.

На рис. 74 представлена пламенная вертикальная закалоч­ ная печь; нормализованы также печи отпускные, с искусственной атмосферой, для цементации. Технические данные пламенных вертикальных печей приведены в табл. 51. Печь колодцевая по­ казана на рис. 75, технические данные этих печей приведены в табл. 52.

Загрузку и выгрузку изделий осуществляют мостовым краном через открытый верх рабочей камеры, закрываемой съемной или откатной крышкой, футеруемой шамотным кирпичом или жаро­ прочным бетоном. В вертикальных печах крышка состоит из двух литых рам, раздвигаемых специальным механизмом. Подвеска

170

* Расход газа отнесен к нормальным условиям.

¥

В - 6

Воздух

6

Рис. 7G. Схема вертикальной рециркуляционной печи

осуществление непрерывной циркуляции печной атмосферы при помощи установленного на электропечи центробежного венти­ лятора;

применение в условиях цементационной атмосферы открытых нагревательных элементов из сплава Х20Н80-Н.

В качестве карбюризатора в этих электропечах применяют пре­ имущественно^ триэтаноламин,_а также бензол, пиробензол или углеводородные газы7 например пропан, бутан, природный газ

идр.

Вкомплект установки электропечи входит устанавливаемый

рядом герметичный бак (колодец) для безокислительного охлажде­ ния садки после цементации.

Данные по шахтным электропечам сопротивления, предназна­ ченным для газового азотирования деталей машин по одноили двухступенчатому циклу при температуре 480—650° С, приведены в двух таблицах: основного ряда (табл. 59) и дополнительного ряда (табл. 60), допускаемые к изготовлению лишь в случае особой необходимости.

Шахтные электропечи первой группы выполняются муфель­ ными. Процесс азотирования осуществляется в герметичной сталь­ ной реторте (муфеле). Детали можно загружать в электропечь либо на подину (мелкие детали — в корзинах) либо подвешивая их. Печи первых четырех типоразмеров первой группы основной таблицы и пяти типоразмеров первой группы дополнительной таблицы выполняют с двумя сменными муфелями, что обеспечи­ вает возможность эксплуатации этих электропечей в режиме полу­ непрерывной работы. Остальные электропечи этой группы выпол­ няют со стационарным муфелем.

П р и м е ч а н и е . Номинальная температура G50° С.