Термическая обработка

Камерная печь с неподвижным подом (печь с внешней механизацией)

Камерная печь с внешней механизацией – печь, в которой загрузка и выгрузка металла происходит за счет механических устройств, расположенных за пределами печи. Эта печь не имеет тех потерь теплоты, которые есть в печи с выкатным подом при погрузке металла на подину. Но, с другой стороны, загрузка металла в печь с внешней механизацией усложнена. Обычно для крупных печей используется мощная напольная загрузочная машина, перемещающаяся по рельсам вдоль торцов загрузки ряда печей и обслуживающая эти печи. Если на заводе (в цехе) планируется иметь 12 печи, то нет смысла иметь громоздкую напольную машину, а надо иметь печи с выкатным подом.

Пример печи с неподвижным подом представлен на рисунке. Особенность данной печи в наличии подподовой топки для сжигания топлива.

Принцип работы печи следующий. Перед загрузкой садку готовят, т.е. укладывают на специальные подставки. Далее лапы напольной машины пропускаются под эти подставки и вся садка полностью отвозится напольной машиной к нужной печи. В печи поднимается заслонка и на лапах напольной машины садка заносится в печь. После этого лапы опускаются в специально предусмотренные углубления в подине, передавая садку подине, и вытаскиваются из печи. Заслонка закрывается. Подставки, на которые укладывалась садка, остаются в печи на всё время термообработки, используются многократно и поэтому они выполняются из жаропрочной стали.

После загрузки садки включаются горелки в подподовых топках. Образовавшиеся продукты горения проходят под подиной и поступают в рабочее пространство через канал 7. Через рециркуляционный канал 11 в подподовую топку подсасываются газы из рабочего пространства. В результате этого снижается уровень температуры газов, выходящих в рабочее пространство, и обеспечивается интенсивная циркуляция печных газов.

камерная печь с внешней механизацией
Отвод отработанного дыма происходит через отверстия в боковых стенках на уровне подины и возле свода. Отверстия и вертикальные каналы для отвода дыма хорошо видны на разрезе А-А пунктирными линиями. Дым с левой и правой стенок печи собирается в один канал (на рисунке не показано) и далее через рекуператор уходит к дымовой трубе. Обычно несколько печей обслуживаются одной дымовой трубой.

Печь достаточно газоплотна, единственный песочный затвор устанавливается между заслонкой и подиной. Как и другие камерные печи, печь не имеет дополнительных смотровых окон.

Ориентировочный тепловой баланс печи с неподвижным подом приведен в табл. 7.4. Данный баланс составлен при следующих условиях: нагрев садки массой 320 кг под закалку от 20 до 850 °С с конечным перепадом температур по сечению 5 °С.

В данном примере удельный расход топлива составил 3716 / 29,3 = 127 кг у.т./т металла из-за высокой температуры уходящих из печи продуктов горения и отсутствия теплоутилизирующих устройств. В целом, удельный расход топлива в печи с внешней механизацией меньше, чем в печи с выкатным подом, и составляет при отжиге (температура печи 840 °С) в зависимости от длительности процесса термообработки около 40-140 кг у.т./т металла.

Ориентировочный тепловой баланс камерной печи с неподвижным подом

Для снижения расхода топлива можно предложить следующее:

  • совершенствование системы отопления для улучшения циркуляции дыма в рабочем пространстве, например, путём совмещения форкамерного и подподового сжигания топлива, применением импульсной системы отопления;
  • разделение функций нагрева и выдержки между разными печами с пересадкой садки из одной печи в другую по ходу процесса термообработки;
  • оптимизация температурного режима термообработки путём максимально быстрого прохождения первой стадии нагрева;
  • использование современных теплоизоляционных материалов в кладке печи;
  • организация отопления печи регенеративными горелками с шариковой насадкой.