3.16.1 Способы нагрева, укладка и транспортировка электродов

Наиболее распространен конвективный способ нагрева, применяемый как для конвейерных, так и для тоннельных печей. Используется газовый или электронагрев, теплоносителем обычно служит воздух, нагретый в электрических калориферах. В газовых печах теплоносителем являются топочные газы.

В конвейерных многопроходных печах электроды в зоне прокалки часто нагреваются за счет радиационного излучения нагретыми металлическими поверхностями или спиралями. В других зонах печей радиационный нагрев применяется реже. Вообще говоря, радиационный подогрев обязательно сочетается с конвективным, так как при этом воздух также нагревается до высокой температуры и становится теплоносителем.

При конвективном и радиационном способах нагрева тепло распространяется от поверхности в глубь покрытия. Это затрудняет процесс влагоудаления в начальный момент сушки. В силу законов движения жидкости по капиллярам при нагреве поверхностного слоя влага будет стремиться вглубь.

В этом отношении несомненны преимущества индукционного нагрева, когда тепло подается через электродный стержень. Внутренние слоя покрытия нагреваются в первую очередь. В первый период сушки жидкость движется по капиллярам из глубинных слоев к поверхности покрытия, где и испаряется. В этом случае направления движения жидкости и тепла совпадают. При индукционном способе нагрева снижается время термообработки электродов.

Каждый из возможных способов нагрева имеет свои преимущества и недостатки. В зависимости от условий производства, номенклатуры выпускаемых электродов, технико-экономических показателей применяют оборудование, использующее тот или иной способ нагрева.

В индукционных печах необходимо индивидуальное (поштучное) подведение тепла. Слишком высокий темп удаления влаги приводит к повышенному вспуханию покрытия.

Существующие конвейерные сушильно-прокалочные печи не обеспечивают равномерный и непрерывный темп нагрева электродов. В многоярусных установках тепло теряется при перевалках электродов с яруса на ярус. Электроды, находящиеся внутри слоя, прогреваются медленнее верхних. Активная теплопередача занимает только около половины общего времени нахождения электродов в зоне прокалки. Поэтому при одинаковой продолжительности термообработки в конвейерных печах влаги удаляется несколько меньше, чем в камерных печах.

В газовых печах имеют место паузы в нагреве электродов на границах тепловых зон. При невысоких скоростях подачи теплоносителя велик перепад температур между верхними и нижними горизонтами прокалочной зоны.

Помимо способа нагрева существенное значение для эффективности процесса удаления влаги и обеспечения одинакового для всех электродов цикла нагрева имеет расположение тепловых зон. В однопроходных печах тепловые зоны расположены по длине печи, они разделяются или шиберами, или направленностью воздушного потока.

В многопроходных конвейерных печах тепловые зоны расположены по вертикали одна над другой. Обычно один последний проход расположен в зоне принудительного охлаждения электродов.

Способы укладки и транспортировки электродов. Важнейшее значение для внешнего вида покрытия имеет применяемый при термообработке электродов способ их укладки и транспортировки. В промышленных печах электроды укладывают и перемещают:

• на металлической цепи (многопроходная конвейерная печь);

• в подвесных кассетах;

• на полочках конвейера (тоннельная печь);

• магнитными прихватами;

• втулками втулочно-роликовых цепей (индукционная установка);

• на полочках металлических или деревянных рамок.

В многопроходных конвейерных печах электроды укладываются на транспортерные втулочно-роликовые цепи. Передача электродов из прохода в проход механизирована, она, как правило, осуществляется барабанными перекладчиками. Количество проходов, в которых поддерживается различная температура, обычно пять. Общим недостатком такой укладки является возможность повреждения нежного покрытия, особенно в моменты перевалок, и образования «завалов» электродов в проходе. Существующие системы сигнализации предупреждают образование завалов, вызывая остановку конвейера.

В однопроходных конвейерных печах электроды укладываются в специальные подвесные кассеты, заполняемые автоматически.

Крепление электродов во втулках или на магнитах, которыми оснащены втулочно-роликовые транспортерные цепи, применяется только в индукционных установках.

При термообработке в тоннельных печах электроды укладываются на рамки, которые устанавливаются в стопки или в специальные контейнеры. Заполнение рамок ручное или с помощью специальных укладчиков, заполнение контейнеров — механизированное. Стопки рамок и контейнеры устанавливаются на транспортер.

Электроды, уложенные на рамки, набранные в контейнер, подвесные кассеты, удерживаемые втулками или магнитами, в течение всего процесса термообработки не подвергаются механическим воздействиям. Это снижает брак по причине повреждения покрытия и практически устраняется опасность «завалов» электродов.

Оценивая различные способы укладки электродов, необходимо отметить, что при укладке на цепи, полки рамок и контейнеров, в гнезда кассет возможно прилипание электродного покрытия к металлу, образование вмятин, сминание участка покрытия зажигательного конца с образованием трещин. Склонность к перечисленным дефектам растет с увеличением общей массы электрода и массы покрытия на нем.

Применение фетровых подкладок на участках соприкосновения покрытия с металлом позволяет избежать появления дефектов. Однако применение фетра возможно лишь при небольших температурах сушки и практически используется только в первых проходах многопроходных конвейерных печей. В индукционных установках втулку, удерживающую зажигательный конец электрода, изготовляют из дерева, что устраняет опасность прилипания покрытия.