Введение

По технологическому назначению металлургические печи делят на плавильные и нагревательные.

Плавильные печи предназначены для получения металлов из руд и переплавки металла с целью придания ему необходимых свойств. В плавильных печах материалы меняют своё агрегатное состояние.

Нагревательные печи применяют для нагрева материалов с целью обжига и сушки, а также для придания металлу пластических свойств перед обработкой давлением. Значительное число нагревательных печей применяют для термической обработки, чтобы изменить внутреннее строение и структуру металла. В нагревательных печах металлы не меняют своего агрегатного состояния.

Внутри каждой из этих групп печи подразделяют в соответствии с теми операциями, которые в них проводят. Нагревательные печи могут служить для нагрева металла перед прокаткой, нагрева металла перед ковкой, термообработки металла. Эти группы печей, ограниченные определёнными технологическими операциями, подразделяют ещё и по конструктивным признакам, методам транспортирования металла в печи, характеру продукта, подвергаемого нагреву. Например, нагревательные печи для нагрева перед прокаткой разделяют на следующие группы: а) нагревательные колодцы, методические печи, и др.; б) садочные, толкательные, с вращающимся подом; в) для нагрева слитков, блюмов, труб, и др.

В соответствии с методом утилизации тепла отходящих дымовых газов печи подразделяют на регенеративные и рекуперативные.

Современные печи представляют собой сложные тепловые агрегаты, состоящие из собственно печи и вспомогательного оборудования. Собственно печь включает в себя рабочее пространство и устройства для получения тепловой энергии: горелки, форсунки в топливных печах и электроды, резисторы в электрических печах. В состав вспомогательного оборудования входят устройства для утилизации тепла отходящих дымовых газов, вентиляторы и дымососы, дымовые трубы, различные клапана, задвижки и др.

В рабочем пространстве печи осуществляются те технологические операции, для которых предназначена печь. Все остальные элементы печи служат для обеспечения наиболее эффективного проведения главной технологической операции.

1 Общая часть

1.1 Описание конструкции печи

Конструкцию методических печей выбирают в зависимости от типа стана и вида топлива. Тип стана определяет производительность печей, толщину применяемой заготовки, температуру нагрева металла и его сортамент. От вида используемого топлива зависит конструкция горелочных устройств и применение рекуператоров. Как было отмечено, при горизонтальном поде квадратные заготовки без взгорбливания проталкиваются через печь, если их общее число не превышает 200. Для увеличения числа заготовок и, как следствие, для увеличения производительности печи под печи делают наклонным на .При этом угле наклона число заготовок, находящихся в печи, можно увеличить до 240-250. Увеличение угла наклона недопустимо во избежание самопроизвольного сползания заготовок.

Основными конструктивными особенностями толкательных методических печей являются:

а) наклонный или прямой под;

б) торцовая или боковая выдача;

в) число зон отопления;

г) конструкция горелок;

д.) установка или отсутствие рекуператоров

В печи с нижним обогревом и наклонным подом, в её конструкции наиболее гармонично и рационально воплощены все доступные возможности для максимального увеличения калориметрической температуры горения.

При использовании трёхзонных методических толкательных печей на среднесортных и крупносортных станах под печи выполняют прямым, с торцовой подачей и выдачей металла. Для увеличения производительности крупносортных и особенно листовых станов требует, естественно, увеличения производительности пролета нагревательных печей. Для решения этих задач применяют многозонные печи, где методическая зона по существу, отсутствует, а температурный режим приближается к камерному.

Толкательные противоточные печи для нагрева прямоугольной заготовки получили широкое распространение. В таких печах лежащие на поду и соприкасающиеся друг с другом заготовки задаются и перемещаются в печи при помощи специального механизма-толкателя. Выдача металла из печи может быть торцевой и боковой. При торцевой выдаче функции выталкивателя выполняет толкатель: задавая очередную заготовку в печи, он перемещает все заготовки и выталкивает ближайшую к окну выдачи заготовку. При боковой выдаче применяют специальный выталкиватель. Преимуществом толкательных печей является то, что проталкивание – наиболее простой и дешёвый метод транспортирования металла через печь.

Основные недостатки данного метода заключаются в следующем:

1. при перемещении заготовки трутся друг о друга и о подину, что ухудшает качество поверхности металла;

2. при движении заготовок образовавшаяся окалина осыпается и создаётся возможность дополнительного окисления;

3. осыпающаяся окалина попадает на под печи, реагирует с материалом пода, в результате чего на подине образуются бугры, препятствующие нормальному проталкиванию металла, и возникает проблема удаления окалины;

4. печь не может быть без специальных мер освобождена от металла в случае остановки стана, ремонтов или с целью проведения работы по удалению окалины;

5. современные печи выполняют весьма широкими (до и более 12 м), что крайне затрудняет операцию удаления окалины (осуществляемую фактически вручную)

6. в толкательных печах без выгорбливанния возможно проталкивание не более 200-250 квадратных заготовок, что ограничивает размеры и производительность печей.

Все эти недостатки толкательных печей в условиях непрерывно возрастающей производительности станов и увеличения длинны заготовок до 14 м и более привели к необходимости создания печей с механизированным подом, свободных от большинства из этих недостатков.

Методические толкательные печи до самого последнего времени удовлетворяли требования по производительности и удельному расходу тепла. В последнее время наметилась прогрессивная тенденция к увеличению длинны заготовки, и как следствие, к увеличению ширины нагревательных печей. Уширение толкательных методических печей значительно усложняет их эксплуатацию, особенно удаление окалины с пода печи. Поэтому, несмотря на то, что в прокатных цехах в настоящее время основным типом нагревательных печей являются толкательные методические печи, перспективы их дальнейшего распространения весьма ограничены. Расширение применения более современных печей с шагающими балками, которые могут работать так же, как и толкательные печи, в режиме методического нагрева.