17. Барабанные печи

Рисунок 70 (5-8[13])

На рис. 70 представлены механизмы загрузки в барабанные печи. При ТО в контролируемой атмосфере установ­лено несколько рядов шторок для частичной герметизации загру­зочного торца муфеля (рис.70, а). В печах для химико-термиче­ской обработки герметизация загрузочного торца должна быть более тщательной. При установке печи в автоматической линии с поштучным поступлением однотипных изделий загрузчик должен работать в цикле линии и осуществлять загрузку деталей с задан­ным интервалом (рис. 70, б). Для загрузки изделий «навалом» широко распространен загрузчик с откидывающимся дном и до­полнительной дозировкой поступающей на первый виток партии изделий с помощью передвижного черпака (рис. 70, в). Черпак можно устанавливать и закреплять в различных положениях по отношению к бункеру; это позволяет регулировать дозировку из­делий, загружаемых за один оборот муфеля. Требования технологического процесса по тщательной герметизации загрузки, например, в печах для цементации усложняют конструкцию загрузчика. Так, в ряде цементационных печей в конструкцию загрузчика вводят добавочный барабан с поворотной перегородкой (рис.70, г). Очередная порция загружаемых деталей в верхней части добавочного барабана про­дувается инертным газом или экзогазом; после чего заслонка по­ворачивается и детали, освобожденные от воздуха, поступают по лотку в муфель печи.

Для возможности монтажа, осмотра и ремонта боковых и сво­довых нагревателей и муфелей кожух барабанных печей выпол­няют со съемной крышкой. Специфической особенностью футеровки барабанных печей является требование быстрого монтажа и де­монтажа арочных перекрытий, которые необходимо разбирать для выемки и установки муфеля. Поэтому арочные перекрытия жела­тельно выполнять из съемных блоков.

Ввод газа в барабанных печах осуществляется по оси муфеля с загрузочного или разгрузочного торца. В печах для термической обработки для обеспечения попадания газа на прогретые до рабочей температуры детали, а также для упрощения загрузчика контроли­руемую атмосферу целесообразно подавать в муфель со стороны разгрузки. Для предотвращения попадания воздуха в рабочее про­странство печи в загрузочный патрубок следует подавать неболь­шое количество природного газа, который сгорает на выходе из патрубка. Отбор газа на анализ осуществляют с загрузочного торца из первых витков муфеля. В печах для химико-термической обра­ботки, где подводимый к печи газ несет не только защитные, но и технологические функции, требования к чистоте атмосферы в му­феле значительно выше. Практика эксплуатации барабанных це­ментационных печей с непосредственной закалкой показала целе­сообразность подвода технологического газа через специальный трубопровод с загрузочного торца во второй-третий виток муфеля. Загрузчик при этом должен быть плотно герметизирован. Подво­димый газ быстро нагревается вместе с обрабатываемыми изде­лиями и в состоянии максимальной активности интенсивно омы­вает их, следуя по виткам муфеля по зоне насыщения; к зоне диф­фузии, находящейся вблизи разгрузочного торца, активность газа снижается, это соответствует требованиям технологии. Интенсив­ность движения технологического газа по виткам муфеля опреде­ляется количеством подводимого газа и вытяжкой его на свечу, через отвод, расположенный на разгрузочном патрубке печи. На свечу через неплотности коллектора, образуемого зонтом и ворон­кой, также отсасывается воздух, подаваемый в камеру нагрева. Газ для анализа отводится через центральную трубу разгрузочного торца.

Рисунок 71(3.37[1])

Барабанные печи применяют для процессов закалки, отпуска, отжига и цементации мелких деталей (болтов, гаек, роликов, шариков). Детали приводятся в движение в результате вра­щения барабана печи вокруг своей оси на специальных роликах. Для операций светлого отжига и нормализации печи снабжаются охладительной ретортой. В барабанных печах нельзя нагревать детали с тонкими стенками и острыми краями.

На представленном рисунке показаны барабанные печи различных конструкций. В печи с непосредственным обогревом горелка 2 вставляется с торца по центральной оси над разгрузочным отверстием 9. Продукты сгорания дви­жутся навстречу нагреваемым издели­ям и уходят через загрузочное отвер­стие 6 под зонт.

Барабанная печь представляет со­бой футерованный кирпичом цилиндр, который вращается около горизонталь­ной оси. Детали загружаются в бун­кер 5, движутся при помощи винтовых ребер 4, вставленных во внутреннюю футеровку печи, и разгружаются через щель 9 в закалочный бак 1. Барабан печи устанавливается на две пары ро­ликов 7, закрепленных в неподвижной раме. Вращение барабану сообщается через зубчатый обод 3 на наружной поверхности барабана, приводную шес­терню, червячную и цепную 8 передачи от электродвигателя. Закалочный бак 1 аналогично печи, также сделан в ви­де барабана со спиральными ребрами.

Рисунок 72 (3.38[1])

Отжигательные барабанные печи иногда выполняют по типу рекуперативных, если реторту 1 сделать с двойными винтовыми ребрами (с внутренними и наружными), а горелки 3 установить на одной стороне реторты. Детали, загружаемы в бункер 2, двигаются влево с помощью ребер внутри реторты. Достигая конца последней, они через щель 4 попадают в пространство между ретортами и наружными ребрами, возвращаются к загрузочному концу реторты, подогревая холодные детали. Продукты сгорания отводятся вверх через рекуператор.

Рисунок 73 (59[10])

Барабанные печи, так же как печи с пульсирующим подом, находят применение для термической обработки мелких деталей. Барабанная муфельная электрическая печь применяется для нагрева под закалку шариков и роликов подшипников. В печи размеще­ны горизонтальный цилиндрический муфель 6 из жароупорной стали, имеющий на внутренней поверхности спиральные витки для транспорти­рования нагреваемых изделий. Муфель приводится во вращение элек­тродвигателем через зубчатую и червячную передачу 7 и коробку ско­ростей. Червячное колесо насажено на оттянутый разгрузочный конец муфеля. Шарики или ролики загружаются в бункер 1, который соединен трубой с вращающимся барабаном 3. При открытой задвижке 2 изде­лия по трубе поступают в барабан, захватываются вращающимся вместе с барабаном загрузочным ковшом 5 и пересыпаются в лоток 4 муфеля. Подачу изделий в муфель регулируют изменением угла накло­на ковша. В муфель может подаваться защитный газ. Барабанную печь устанавливают непосредственно на закалочный бак 9, куда нагретые изделия поступают по трубе 11 у разгрузочного конца муфеля. В баке изделия проходят по ряду наклонных лотков 10 и после охлаждения вы­даются из бака шнековым транспортером 8. Мощность печи 70 квт, мак­симальная рабочая температура 920° С. Муфель имеет следующие ра­бочие размеры: внутренний диаметр 310 мм, длина 2000 мм. Общие га­бариты печи: ширина 1350 мм, высота 3735 мм и длина 5700 мм. Произ­водительность печи для шариков диаметром 5 мм равна 160 кг/ч.

Барабанные печи могут выполняться с газовым отоплением. При этом горелка может вводиться внутрь барабана по его оси, что обеспе­чивает высокую скорость нагрева изделий. Недостатком барабанных печей является то, что в них нельзя нагревать детали с тонкими стенка­ми, ребрами или острыми краями.