- •СОДЕРЖАНИЕ
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
- •ВЫБОР МЕТОДА И СРЕДСТВА НАГРЕВА — ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
- •ВОПРОСЫ ЭКОНОМИКИ НАГРЕВА
- •НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
- •Камерные нагревательные щелевые немеханизированные печи
- •Камерные нагревательные печи со стационарным подом с заслонкой
- •Нагревательные методические (кузнечные) печи
- •Щелевые механизированные конвейерные нагревательные печи
- •ТЕРМИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
- •Камерные термические тупиковые печи с выдвижным подом
- •Термические элеваторные печи
- •Вакуумные элеваторные электропечи
- •Термические пламенные ямные печи
- •Электрические ванные печи (электрованны)
- •Термические барабанные печи непрерывного действия (шнековые)
- •w ^litr
- •Индукционные закалочные установки
- •АВТОМАТИЗАЦИЯ ПЕЧЕЙ
- •Закалочные баки
- •Моечные машины
- •Камеры охлаждения
- •ЛИТЕРАТУРА
более высокая скорость нагрева и производительность по сравнению с электропечами (сопротивления):
применение более дешевых огнеупоров; повышение суммарного (сквозного) коэффициента топливоис-
пользования.
В ряде случаев эти доводы являются решающими, и тогда ^безусловно применение газовых печей экономически эффективно. Но абсолютизировать вышеназванные преимущества газового на грева, равно как и электрического, нельзя. Вопрос о выборе ис точника получения тепла предельно конкретен, и его решение зависит от:
географического местоположения завода; типа и объема производства и характера производственного
процесса; требований к качеству нагрева (термообработки);
марок нагреваемых материалов и от других факторов. Поэтому при выборе источника тепла необходимо руковод
ствоваться следующими положениями:
нельзя ориентировать любой машиностроительный завод на использование наиболее дешевого в данном экономическом районе источника тепла;
критерием для выбора источника тепла для каждого отдель ного процесса должно служить получение минимума всех сопоста вимых приведенных затрат на единицу продукции.
ГЛАВА III
НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
ОБЩ И Е СВЕДЕНИЯ
Вкузнечных цехах превалирует пламенный нагрев, и в то же время возрастает удельный вес электронагрева (см. табл. 23).
Для электронагрева используются главным образом индук ционные установки, применение которых для процессов пласти ческой деформации металла дает возможность осуществлять ско ростной нагрев, в частности и для промежуточного и окончатель ного отжига, а также для подогрева охладившегося металла за время между последовательными этапами деформации [41].
Весьма эффективен новый способ сквозного изотермического нагрева металла под обработку давлением [42]. Режим поддержа ния температуры на поверхности заготовок создается в индукто
рах периодического действия путем регулирования подводимой к индуктору мощности, а в индукторах непрерывного действия —
74
путем использования переменного шага витков обмотки из мед ной трубки. Особенностью этого нагрева по сравнению с обычным является его температурно-временный режим, обеспечивающий резкое сокращение времени нагрева заготовок — примерно в 1,8 раза и повышение в связи с этим производительности, а также термического и полного к. п. д. индуктора. Наиболее эффективен этот способ нагрева при применении индукционных установок производительностью от 0,8 т!н и выше для всех частот тока, включая промышленную частоту. Ускоренный сквозной индук ционный нагрев применим как для установок периодического, так и непрерывного действия и характеризуется тем, что в началь ный период температура нагрева на поверхности заготовок воз растает до конечного значения с максимальной скоростью, огра ничиваемой только возможностями питающего установку высоко частотного оборудования. Во второй, последующий период нагрева, протекающий при постоянной (ковочной) температуре на поверх ности заготовки, происходит быстрый прогрев ее сердцевины, обусловленный максимальным перепадом температуры по ее сече нию. В индивидуальных установках ускоренного изотермического нагрева непрерывного действия, где применяют обмотки индукто ров с переменным шагом, удельная мощность в нескольких (3—6) различных зонах (секциях) индуктора изменяется в соответствии с характером температурного режима. Обычно при нагреве заго товок диаметром 80—120 мм достаточно четырех таких секций, из которых одна — для подогрева поверхности до ковочной тем пературы, остальные — для изотермической ее выдержки на по верхности.
Можно также пользоваться так называемым «промежуточным» (средним между обычным и ускоренным) нагревом при однократ ном изменении мощности, применяя для этого двухсекционный индуктор [43]. В этом случае время нагрева в 2—3 раза короче обычного и лишь на 20—30% превышает время ускоренного на грева в индукторе из четырех секций. Таким образом, «промежу точный» нагрев обеспечивает значительное сокращение времени нагрева при относительно незначительном усложнении конструк ции индуктора.
При изотермическом способе нагрева заготовки проходят через индуктор со скоростью, в 2—2,5 раза большей, чем при обычном индукционном нагреве, поэтому пребывание заготовок в окисли тельной зоне индуктора сокращается и уменьшаются потери металла в окалину. Удельный часовой съем металла при новом способе нагрева достигает 0,6—0,8 т/м2 (при обычном индукцион ном нагреве этот съем составляет 0,25—0,4, а в газовых печах 0,08-0,12 т1мг).
Широкое применение начинает приобретать прямой (контакт ный) электронагрев, преимуществом которого перед индукционным является меньший удельный расход электроэнергии и меньшая
сложность оборудования. К существенным недостаткам прямого электронагрева относятся неравномерное распределение темпе ратуры по длине заготовок (наличие холодных концов), недоста точная универсальность установок, предназначенных для выпол нения этого вида нагрева, невозможность нагрева коротких за готовок.
В кузнечном производстве электропечи сопротивления находят ограниченное применение. Эти печи, используемые, как правило, для нагрева металла под обработку давлением, представляют собой группы высокотемпературных (1200—1500° С) электропечей, пред назначенных в основном для термической обработки, и упоми наются поэтому в разделе «Средства нагрева для термической обработки металла» при описании всего соответствующего ряда. В данном разделе описаны только щелевые высокотемпературные электропечи с карборундовыми нагревателями.
Металл, нагреваемый под обработку давлением, может быть в форме слитка; прутка (штанги) сортового проката; листа, полу ченного путем прокатки.
Слитки большого развеса и тяжелые заготовки из сортового проката больших сечений нагревают обычно в пламенных камер ных печах. Поскольку средства внешней механизации при боль шой массе нагреваемых заготовок громоздки и дороги, механиза ция загрузки и выгрузки в большинстве случаев сводится к выдви жению пода.
Нагрев прутков для обработки концов осуществляют преиму щественно в щелевых печах — механизированных (только пламен ных) и немеханизированных (в основном также пламенных). В не которых случаях для концевого нагрева используют и электри ческие непечные установки.
Отдельные заготовки, получаемые в большинстве случаев путем разрезки прутков на сортовых ножницах (с предварительным на гревом их начиная с определенных размеров сечения в специально предназначенных для этой цели пламенных печах), а также мелкие слитки нагревают до ковочной температуры, используя следую щие средства:
вусловиях индивидуального и мелкосерийного производства — камерные печи со стационарным подом с заслонкой и щелевые, главным образом пламенные и в ограниченных масштабах — элек трические;
вусловиях крупносерийного и массового производства — печи непрерывного действия, к числу которых относятся методи ческие (только пламенные) и с вращающимся подом (в основном
пламенные |
и в |
ограниченных масштабах — электрические), |
а также средства |
непечного нагрева — индукционные установки |
|
и установки |
прямого электронагрева. |
Листовые заготовки нагревают в печах как периодического, так и непрерывного действия (см. ниже).
Таким образом, практически можно пользоваться следующей классификацией средств нагрева:
печи пламенные для нагрева металла под резку; печи щелевые немеханизированные пламенные и электри
ческие; печи камерные со стационарным подом с заслонкой, пламенные
и электрические; печи камерные с выдвижным подом, пламенные и электриче
ские; печи пламенные методические (кузнечные);
печи с вращающимся подом пламенные и электрические; печи пламенные щелевые механизированные; индукционные установки; установки прямого электронагрева.
В некоторых случаях применяют не включенные в данную классификацию средства нагрева, отдельные представители кото рых описаны ниже.
ПЕЧИ ДЛЯ НАГРЕВА МЕТАЛЛА ПОД РЕЗКУ
П е ч и д л я н а г р е в а ш т а н г п о д р е з к у на с о р т о в ы х н о ж н и ц а х . Как указано выше, в данном случае применяют пламенные печи. Для нагрева под резку круг лых заготовок диаметром до 160 мм и квадратных с размером стороны сечения до 120 мм применяют печи с шагающими бал ками, для нагрева под резку штанг большего сечения — толкатель
ные печи. |
Длина |
нагреваемых |
штанг — до 7 м. Температура |
||
в печах до |
1100° |
С, температура |
нагрева стали I и II |
групп |
|
300 — 400° С, стали |
III группы 600—800° С*. Вследствие низких |
||||
температур |
нагрева |
металла применение рекуператоров |
не обя |
||
зательно. |
|
|
|
|
|
Механизмы печей с шагающими балками состоят из загрузоч ного стола, рольганга загрузки печи, шагающих балок и роль ганга выгрузки печи. Механизмы могут работать в автоматиче ском режиме или с дистанционным полуавтоматическим управ лением.
В толкательной печи с торцовой выдачей заготовок по склизу на внешний рольганг необходимое усилие проталкивания обеспе чивается сдвоенным гидравлическим толкателем. Заготовки на стол толкателя укладывают с помощью цеховых подъемно-транс портных устройств. Управление толкателем — дистанционное.
Основные данные по этим печам приведены в табл. 25.
* Стали I группы — углеродистые, |
II группы — слаболегированные, |
III группы — высоколегированные. |
|
|
|
|
, |
|
, |
|
|
|
|
2 |
" |
А |
* |
|
|
|
ё |
* |
5 * |
о |
|
|
Размеры |
ч |
|||
|
Размеры рабочего |
|
СО |
5 та |
та ^ |
|
Индекс печи |
разгрузоч |
к КС |
|
|||
пространства, мм |
ных окон |
х |
с |
ш |
2 1 |
|
|
|
мм |
(0 |
О |
о « |
|
|
|
О |
А |
Произ ность, |
ч ° |
|
|
|
|
CQ |
О >» |
||
|
|
|
> |
3 |
1ТЗ |
|
|
|
|
о |
W |
|
I f |
|
|
|
ч «=с |
|
|
Наибольший расход топлива
природ- |
м а з у т |
НЬЙ ГД3 |
кг/ч |
ма/ч * * |
' |
I к х |
- |
|
|
та CJ « |
|
|
X е- о) |
|
1 |
X PVЧ |
|
CJ |
о |
|
|
Установл мощность тродвигат |
кет
Я аГ
Я
f c x \ 1 ь рабе наибольш (загрузка грузка), Темп
Расход
основных
материалов для соору жения, т
в том ] всего числе металл
Печи с шагающими балками
НЮО-75-8-7/8 |
7540X 812X 700 |
293Х 232 |
6 |
3000 |
300 |
240 |
27 |
50 |
54 |
13 |
10 |
||||||||||
|
|
|
|
9000 |
|
|
|
|
|
|
НЮО-75-12,5-9/8 |
7540Х 1276Х 900 |
293X232 |
9,3 |
4700 |
500 |
400 |
35 |
30 |
80 |
15 |
10 |
||||||||||
|
|
|
|
14 000 |
|
|
|
|
|
|
НЮО-75-20-12/8 |
7540Х 1972Х 1200 |
293X348 |
15 |
8700 |
900 |
720 |
35 |
30 |
140 |
20 |
10 |
||||||||||
|
|
|
|
25 500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Печи толкательные |
|
|
|
|
|
|
|
НТО-75-25-16/8 |
7540X2552X1600 |
350X 7308 |
18,8 |
8700 |
900 |
720 |
28 |
30 |
140 |
15 |
20 |
||||||||||
|
|
|
|
25 500 |
|
|
|
|
|
|
НТО-75-30-16/8 |
7540X3016X1600 |
350X 7308 |
22,5 |
12 500 |
1100 |
880 |
40 |
30 |
165 |
18 |
24 |
||||||||||
|
|
|
|
38 000 |
|
|
|
|
|
|
НТО-75-50-16/8 |
7540Х 4988Х 1600 |
350X 7308 |
37,5 |
22 000 |
1900 |
1520 |
40 |
30 |
270 |
|
24 |
|
|||||||||
|
|
|
|
64 000 |
|
|
|
|
|
|
* |
В числителе |
— для |
сталей высоколегированных, в знаменателе — для сталей углеродистых и слаболегнрованных. |
•* |
Расход газа |
отнесен |
к нормальным условиям. |