1. Классификация печей, применяемых в литейном производстве

Различают печи для получения расплавленного металла (плавильные), для нагрева отливок с целью их последующей термообработки (нагревательные) и для сушки литейных форм (сушила). Во всех этих печах протекают про­цессы превращения какого-либо вида энергии в тепловую и за­тем передачи этой теплоты к расплавляемому, нагреваемому или сушимому материалу.

По способу генерации теплоты все печи подразделяют на топливные, где теплота выделяется за счет горения топлива, и на электрические, где электроэнергия преобразуется в теплоту электрической дугой, нагревательными элементами сопротивле­ния или индукцией.

По условиям теплообмена печи могут быть подразделены на печи с теплопередачей преимущественно излучением и конвек­цией. К первым относят высокотемпературные печи, в которых доля конвективного теплообмена невелика. К печам с преиму­щественно конвективной теплопередачей в рабочем пространстве относят в основном низкотемпературные печи, в которых излуче­ние не играет существенной роли, например сушила.

Температурный режим — это изменение температуры печи во времени. Тепловой режим — это изменение тепловой нагрузки во вре­мени.

По тепловому режиму печи подразделяют на печи, работаю­щие по камерному режиму, и на печи, работающие по методи­ческому режиму.

Печи, работающие по камерному режиму, подразделяют в свою очередь на печи непрерывного действия и на печи периоди­ческого действия.

В печах непрерывного действия изделия загружают и выгру­жают непрерывно. Если в печи находится большое число изде­лий, удаление и загрузка одного изделия практически не изме­няет ее теплового режима, т. е. температура печного пространст­ва остается постоянной на протяжении всего времени работы печи.

В печах периодического действия температурный режим пе­чи изменяется с течением времени. К ним можно отнести печь с выкатным подом. После завершения термообработки под с от­ливками выкатывается из печи. Температура печи значительно снижается. После загрузки новой партии отливок температура рабочей камеры печи вновь повышается и так далее.

В печах, работающих по методическому режиму, температура изменяется по длине печи или во времени. К этим печам относят, например, туннельную печь для отжига чугуна. Темпе­ратура по длине печи изменяется. Температурный ее режим за­висит от требований, предъявляемых технологией. Основными характеристиками работы печи являются ее КПД и коэффициент использования топлива (КИТ), а также произво­дительность печи.

2. Классификация видов топлива

По агрегатному состоянию виды топлива разделяются на твердое, жидкое и газообразное. По происхождению – на естественные и искусственные. Топливо, используемое в том виде в котором оно находится в природе, называется естественным. Продукт переработки естественного топлива - искусственное топливо.

Твердое топливо. К естественным видам твердого топли­ва относят дрова, торф, горючие сланцы, бурый уголь, каменные угли и антрациты.

Бурый уголь занимает по происхождению промежуточное по­ложение между торфом и каменным углем. Бурые угли отли­чаются от каменных меньшим содержанием углерода и боль­шим содержанием кислорода, обладают высокой зольностью.

Каменные угли и антрациты характеризуются высоким содер­жанием углерода. Они по составу, по выходу и характеру кокса очень разнообразны. Угли подразделяют на классы в зависимос­ти от их возраста.

Тощие угли занимают промежуточное положение между ка­менными углями и антрацитами. Антрациты по сравнению с каменными углями содержат на­ибольшее количество углерода, по возрасту они являются наи­более старыми. Антрациты отличаются от каменных углей боль­шей плотностью, малой гигроскопичностью и высокой стойкостью к окислению.

К искусственному твердому топливу относят кокс — продукт сухой перегонки при 900—1000° С коксующихся каменных углей в коксовых печах.

Жидкое топливо Естественным видом жидкого топлива является нефть, представляющая собой смесь различных углеводородов с незначительными включения­ми кислородных, азотных и сернистых соединений. Добыча нефти сопровождается выходом большого количества попутных газов, содержащих в основном метан.

Нефть непосредственно не используют в качестве топлива вследствие ценности продуктов ее переработки и низкой темпе­ратуры вспышки. Для отопления печей и котельных применяют мазут, представляющий собой остатки переработанной нефти.

Продуктами переработки нефти являются бензин. Остаток, состоящий из тяжелых фракций, представляет собой мазут. Жидкое топливо имеет ряд преимуществ по сравнению с твердым топливом: высокую теплоту сгорания, удобство исполь­зования и транспортирования по трубопроводам

Газообразное топливо по происхождению подразделяют на естественное и искусственное. К естественному относят природный и нефтепромысловый газы. Наибольшее значение для нашей промышленности имеет природный газ.

Газообразное топливо имеет ряд преимуществ перед другими видами топлива. Это особенно относится к природному газу. Себестоимость природного газа ниже, чем себестоимость кокса и мазута. Кроме того, газообразное топливо полнее сгорает при минимальном избытке воздуха, благодаря чему достигается бо­лее высокий КПД печи. При сжигании газообразного топлива упрощаются обслуживание печи, устройства для сжигания, об­легчается автоматизация ее теплового режима, улучшаются условия труда, снижаются расходы по эксплуатации печей и т. д.

К недостаткам следует отнести токсичность некоторых видов газообразного топлива и взрывоопасность в смеси с воздухом.

Природный газ добывают во многих районах России. Основ­ной его составляющей является метан. Теплота сгорания при­родного газа Q_H составляет 35 200—38 200 кДж/м³.

К искусственным газообразным топливам относят коксоваль­ный, доменный, генераторный газы. Коксовальный газ получают в качестве побочного продукта при коксовании углей. Коксо­вальный газ широко применяют в металлургии. Доменный или колошниковый газ является побочным продук­том доменного производства (на 1 кг чугуна образуется 3 м³ доменного газа). Доменный газ в смеси с коксовальным исполь­зуют для отопления печей металлургических заводов.