Машиностроение и механика

Термические печи проходного типа

Проходная термическая печь по принципу работы соответствует нагревательной проходной печи, но в силу некоторых причин для нагрева металла под деформацию не используется.

Основные типы узкоспециализированных проходных термических печей: конвейерная печь, роликовая печь и протяжная печь. Из этих печей конвейерная и роликовая печь могут быть применены для нагрева металла, но не используются по экономическим соображениям, т.к. имеют большие потери теплоты с транспортирующими устройствами (конвейер и ролики охлаждаются: конвейер – на воздухе, а ролики – водой или воздухом), а элементы конвейера и ролики имеют низкую стойкость при высоких температурах.

С другой стороны, обычные нагревательные печи (печи с шагающим подом, кольцевые печи, секционные печи и др.) используются при термической обработке металла с некоторыми изменениями в конструкции, такими, как замена горелок, исключение контакта металла с факелом, повышение герметичности кладки и т.п.

Конвейерная печь. Приблизительные материальные и тепловые балансы. Мероприятия по снижению расхода топлива

Конвейерная печь – печь, снабжённая внутренним конвейером (ленточным, люлечным, цепным, скребковым), перемещающим нагреваемые изделия от загрузочного отверстия печи к выгрузочному. В металлургии конвейерная печь чаще всего имеет цепной конвейер. Металл в такой печи нагревается до температуры 850¸900 °С и реже до 1000-1050 °C. Эта температура ограничена сверху стойкостью конвейерной цепи и определяется маркой стали цепи.

Круговое движение цепи происходит за счёт зубчатых колёс (звёздочек), расположенных в противоположных концах печи за пределами рабочего пространства.

В качестве примера на рис. 9.17 показана конвейерная печь. Особенности печи: а) нагрев и изотермическая выдержка рельсов; б) наличие инжекционных горелок в подподовых каналах; в) плоский подвесной свод; г) прямо-противоточный режим работы.

Печь работает следующим образом. Рельсы длиной 25 метров подаются рольгангом к торцу загрузки (на рис. 9.17 – справа) и передаются с рольганга на цепной конвейер. Проходя первую половину печи, рельсы нагреваются движущимися навстречу продуктами сгорания топлива до 450‑600 °С. Во второй половине печи продукты горения движутся в одном направлении с металлом и таким образом поддерживается достигнутая температура металла. При выходе из печи рельс передаётся с цепного конвейера на отводящий рольганг.

Продукты горения образуются от сжигания топлива в подподовых топках с использованием инжекционных горелок. По длине печи имеются две топки, а по ширине печи – около 15 топок. Соответственно длина печи около 13 метров, а ширина около 27 метров. Дым поступает в рабочее пространство печи через специальные отверстия в сводиках подподовых топок, омывает рельсы, двигающиеся на конвейере, и через металлические дымоотводы окна посада и окна выдачи удаляются на дымовую трубу. Дым не используется для подогрева воздуха и газа. Печь отапливается коксодоменной смесью с теплотой сгорания 5500 кДж/м3.

Рис. 9.17 – Схема конвейерной печи:

1 ‑ газопровод; 2 ‑ горелка; 3 ‑ отводящий рольганг; 4 ‑ дымоотбор; 5 ‑ держатели подвесного свода; 6 ‑ дымовой канал; 7 ‑ рабочая площадка; 8 ‑ смотровое окно; 9 ‑ отверстия в своде подподовой топки; 10 ‑ подподовая топка; 11 ‑ подводящий рольганг; 12 ‑ привод; 13 ‑ цепь; 14 ‑ канал для возврата цепи

Недостатки конвейерной печи: 1) большой вынос теплоты из рабочего пространства элементами цепи; 2) низкая стойкость цепи; 3) неравномерный прогрев металла в месте контакта с цепью.

Ориентировочный тепловой баланс конвейерной печи приведен в табл. 9.10. Баланс составлен для случая нагрева перед закалкой полосовых заготовок толщиной 10 мм. Печь оборудована цепным конвейером, имеет 3 зоны отопления, длина печи 9 метров. Производительность 2 т/час. Температура нагрева металла 890 °C. Защитная атмосфера отсутствует.

Таблица 9.10 – Ориентировочный тепловой баланс конвейерной печи (на 1 кг нагретого металла)

В данном примере удельный расход условного топлива составил 1975/29,3 = 67 кг у.т./т металла. В целом удельный расход условного топлива в конвейерной печи находится в широких пределах и зависит от отношения массы нагреваемого металла к массе транспортирующих устройств, а также от температуры нагрева металла. Чем выше это отношение масс и чем ниже температура нагрева, тем ниже расход топлива. Так, низкие расходы топлива имеют печи для изотермической выдержки массивных рельсов при температуре 450-600 °С: всего 30-35 кг у.т./т металла. При термообработке легковесных изделий при высокой температуре расход топлива может составлять 100-115 кг у.т./т металла.

Для сокращения расхода топлива в конвейерной печи можно рекомендовать следующее:

1. применение менее массивных цепей из жаростойких сталей с хорошей стойкостью против трения;

2. использование теплоты нагретых цепей для подогрева воздуха, например, путём забора вентилятором воздуха из нижних каналов для возврата цепей;

3. установку газоплотного рекуператора для подогрева топлива теплотой дымовых газов;

4. интенсификацию конвективного теплообмена в рабочем пространстве печи путём организации рециркуляции дымовых газов.

<< Prev - Next >>