10. Колпаковые печи

Рисунок 35 (2.18[1])

Колпаковые печи состоят из нагревательного колпака 3, который нагревает садку 10, находящуюся под муфелем 9. Садка находится на неподвижном стенде 4 и герметизируется песочным затвором 11. Колпак 3 с помощью ПТО переносится за проушину 9 по очереди на неподвижные стенды 4, количество которых может доходить до 4-х. При накрывании колпаком садки для его центрирования применяются направляющие 6 и направляющие кольца 8. Печь, изоб­раженная на рис.35, а, нагревается газом, сжигаемым в U-образных ради­ационных трубах 1, расположенных горизонтально на боковых стенках. Про­дукты сгорания от радиационных труб отводятся сборным трубопроводом 2 в боров.

На рис. 35, б приведена схема раз­реза колпаковой электрической печи СГЗ-18.38.19/7 с металлическими зиг­загообразными нагревателями 2 из нихрома Х20Н80. Внутренний металличе­ский муфель 1 сварен из листов стали Х23Н18.

Рисунок 36 (11[2])

Кон­струкция печи состоит из переносного футерованного колпака, четырех стационарных стендов и четырех жароупорных муфелей.

Колпак имеет цилиндрическую форму. На стенке колпака укреплены крючки, на кото­рые подвешивают нагреватели, изготовленные из ленты 3x30 мм сплава марки Х20Н80.

Муфель — двойной газонепроницаемый сваривается из листо­вой стали Х23Н18. В муфель вводится защитный газ, состоящий из 0,5% С0₂, 2% СО, 2% Н₂ и остальное - N₂. Расход защит­ного газа 2,5 м³/ч. Стенд служит для опоры садки и состоит из каркаса, опорных колец, направляющего аппарата для защитного газа и вентилятора. На стенде имеются приспособления для под­вода и отвода газа, а также устанавливают термопары, с помощью которых температура регулируется автоматически. Рулоны сталь­ной ленты укладывают на подставку стенда. Для лучшего нагрева и циркуляции атмосферы между рулонами прокладываются спе­циальные кольца. После загрузки на стенд все уложенные рулоны с кольцами закрываются муфелем, входящим внизу в песочный затвор.

11. Шахтные печи

Рисунок 37 (2.24[1])

На рисунке приведены конструк­ции малых низкотемпературных вертикальных печей с принудитель­ной циркуляцией атмосферы. Такие печи широко применяют для отпуска стальных изделий и нагре­ва под закалку небольших деталей из алюминиевых сплавов. Вертикальная циркуляционная печь, отапливаемая газом или жидким топливом (рис. 37, а), имеет установленный на дне печи вентилятор 2 с электродвигателем 3. Детали загружают сверху в корзину 1 с дырчатым дном, которую помещают внутри металлического цилиндра со сплошными боковыми стенками. Газ или жидкое топливо сжигают в специ­альной кольцевой камере 4 с тангенци­ально расположенными горелками или форсунками. Продукты сгорания, вы­ходя из камеры, попадают в общий по­ток циркулирующих газов.

В вертикальных печах типа с электрическим нагревом до 700 °С (рис. 37, б) вентилятор 1 размещают в крышке печи. Дли загрузки деталей крышку поднимают рычагом 2 и отво­дят в сторону, печь при этом автоматически выключается. В больших печах подъем и поворот крышки осуществля­ются электродвигателем через червяч­ный редуктор или гидравлическим цилиндром.

На рис. 37, в, г показаны схемы малых вертикальных печей типа «Циклон» с газовым и электрическим нагре­вом. Газовая печь имеет три отделения: рабочую камеру 1 (обычно цилиндри­ческой формы); камеру 4 для разме­щения вентилятора и топочную камеру 5 с верхней горелкой. Избыточные га­зы отводятся по трубе 3. Вентилятор засасывает газы через боковые цент­ральные отверстия и по распредели­тельной коробке 2 гонит их в рабочее пространство 1. Потери тепла компен­сируются подводом горячих газов из камеры 5. При электрическом нагреве (рис. 37г) вентилятор 3 устанавли­вают внизу камеры 2, а над ним раз­мещают калорифер 1 с нагреватель­ными элементами.

Рисунок 38 (4[14])

На рисунке показан общий вид электропечи СШЗ-6.6/7М1, предназначенной для высокого и низкого отпуска стальных изделий, термообработки цветных металлов и сплавов в за­щитной атмосфере. Корзина 4 ставится на подставку 10. Газ подводится через газопровод, который обеспечивает регулирование и контроль атмосферы в печи. В целях безопасности при подъеме крышки 6 и прекращении пода­чи воды для охлаждения вентилятора, с помощью системы 9 нагреватели 3 и вентилятор 8 авто­матически отключаются. Печь представляет со­бой футерованный каркас 1, 2.

Техническая характе­ристика : установленная мощность 37,2 кВт, рабочая температура 700°С, время разогрева до номи­нальной температуры 2,5 ч, масса садки 600 кг; размеры рабо­чего пространства: диа­метр 600 мм, высота 600 мм, масса электро­печи 2400 кг.

Рисунок 39 (7[14])

В печах серии СШЦ-4.9/10,5 вентилятор 1 уста­навливают сбоку. Отработанный газ снизу отсасывается вен­тилятором и смешивается со свежим. Печь состоит из цилиндрической нагревательной камеры с футеровкой 5, на которой кренятся зигзагообразные нагреватели 4. Камера закрывается крышкой 6, подъем которой осуществляется с помощью механизма 7. Садка загружается в корзины 3. Рядом с печью распо­лагают колодец для охлаждения — стальной цилиндр с двойными стенками, между которыми пропускается проточная вода. Крышка колодца имеет песочный затвор. В коло­дец пропускается от печи отработанный газ для предупре­ждения окисления. Охлаждение деталей ведется в колодце до температуры 500—550°С, а затем на воздухе. Печи и ко­лодцы обслуживает электротельфер.

Рисунок 40(22[2])

Модернизированная печь типа ПН-31А с принуди­тельной циркуляцией атмосферы предназначена для отпуска стальных деталей и для термической обработки деталей из цветных и легких сплавов. Кожух печи 1 сварен из листовой и профили­рованной стали. Сверху кожух накрыт плитой, в которой имеется кольцевой карман песочного затвора 5. Футеровка печи состоит из диатомитового кирпича и асбовермикулитовых плит. Под печи для прочности выложен из шамотного легковесного кирпича. Нагреватели 6 печи выполнены в виде спиралей из проволоки диаметром 5 мм из сплава марки Х15Н60. Нагреватели подве­шивают на специальных кронштейнах вдоль боковой стенки. В пролетах между кронштейнами вся поверхность нагревателей обдувается воздухом. В рабочее пространство печи на литое осно­вание устанавливают жароупорную корзину 4 с решетчатым дном и ушками для подъема. Для того чтобы при загрузке и выгрузке корзины не было повреждений нагревателей, последние защищены специальным ограждением. Крышка 2 печи теплоизолирована асбовермикулитовыми плитами. В нижней части крышки имеется нож песочного затвора 5. Подъем крышки осуществляется с по­мощью гидравлического устройства; отвод в сторону ручной. На крышке установлен вентилятор 3 для создания замкнутой принудительной циркуляции атмосферы. Крыльчатка вентилятора центробежного типа.

Рисунок 41(15[2])

Печь СШЗ-4.8/10 имеет сварной кожух 1, в который заключена огнеупорная и теплоизоляционная кладка 2. Футеровка печи состоит из легковесного шамотного кирпича, ультралегко­весного и минераловатных плит. Рабочее пространство печи имеет размеры: диаметр 400 мм, высота 800 мм. Подъем и опуска­ние крышки 4 печи механизированы. При опускании крышки ее наружная выступающая часть заходит в песочный затвор и тем самым осуществляет герметизацию печи.

Особенностью печи данного типа является использование в рабочем пространстве печи контролируемой атмосферы. Шахтные печи с максимальной температурой до 1250° С с металлическими нагревательными элементами предназначены для нагрева под закалку деталей и инструментов из легированных и высоколеги­рованных сталей. В номенклатуру обрабатываемых деталей вхо­дят валы, оси, протяжки, а также болты, гайки, втулки, шестерни, нагрев которых производится в корзинах или в специальной таре. Печи обозначаются СШЗ-4.12/12 исполнение М-01 и СШЗ-4,12/12 исполнение М-02. Конструктивно эти печи выполняются одинаковыми и отличаются одна от другой схемой регулирования температурного режима. Температура печей 1200° С. Регулирование температуры в печи (исполнение М-01) производится по заданной температуре, а в печи (исполнение М-02) — по заданной программе. В печах на стенках камеры подвешены на штырях проволочные зигзагообразные нагревательные элементы 3, изготовленные из железохромоалюминиевого сплава высокого сопротивления марки Х25Ю5. Контролируемая атмосфера подводится в верхнюю часть рабочей камеры. В нижней части находятся трубка для отвода газа, который при выходе из трубки поджигается, и патрубок для отбора газа на анализ. Печи углубляются в приямок и возвышаются над уровнем пола цеха на 1,4—1,7 м соответственно.

Рисунок 42 (20[2])

Печь США-8.12/6 имеет цилиндрическую форму. Она предназначена для азотирования. Печь футерована огнеупорным и теплоизо­ляционным кирпичом 4. Нагревательные элементы 2 - зигзагообразные из сплава марки Х25Н20С2 расположены на стенке шахты. Для равномерного распределения температуры нагревательные элементы разбиты на две зоны (верхнюю и нижнюю). Максималь­ная рабочая температура 650° С, мощность печи 42,5 кет. Муфель 3 изготовляют из сплава марки Х23Н18. Он устанавливается на подставку 6. Уплотнением между муфелем и печью служит песоч­ный затвор, а между муфелем и крышкой — водоохлаждаемая прокладка.

Принудительная циркуляция осуществляется с помощью высокопроизводительного центробежного вентилятора. Скорость движения газа в муфеле 4—6 м/сек. Для создания направленности циркуляции газа в муфеле в нижней части сделан экран, а на крышке укреплен направляющий аппарат (диффузор). Газ про­ходит сверху вниз между муфелем и экраном, а затем снизу вверх внутри экрана у загруженных в муфель деталей.

Рисунок 43(16[2])

Широкое применение для газовой цементации, азотирова­ния и газового цианирования нашли электрические шахтные печи серии Ц. Конструк­ция печи Ц-105 представлена на приведенном рисунке. Печь состоит из металлического каркаса 5 цилин­дрической формы, внутри кото­рого находится нагревательная камера 6. По цилиндрической внутренней стенке печи уло­жены нагревательные элемен­ты 4 в виде проволоки или ленты из сплавов марки X15Н60 и Х25Ю5. Максимальная темпе­ратура печи 950° С. Внутри на­гревательной камеры устано­влена жароупорная реторта 3, в которую помещаются корзины 2 или приспособления с деталями; крупные детали помещаются в реторту без корзин. Сверху реторта закрывается крышкой 8, подъем которой производится с помощью гидравлического механизма 1. Через крышку печи проходит вал электродвига­теля, на котором установлен вентилятор 7, служащий для создания вихревых потоков газа и выравнивания состава газо­вой смеси в реторте. При загрузке и разгрузке печи венти­лятор выключают. Науглероживающая атмосфера создается испарением и разложением керосина, веретенного масла, бензола или пиробензола, синтина или триэтаноламина, подаваемых в ра­бочий объем печи (в реторту). Жидкость из бачка 11 самотеком через капельницу в крышке печи подается в реторту. Скорость подачи науглероживающей жидкости можно регулировать кра­ном 10. Испарение и разложение жидкого карбюризатора произ­водят также в специальном испарителе. Образующийся в испа­рителе газовый карбюризатор направляется в печь. В крышке печи имеется второе отверстие 9 с выводной трубкой для отрабо­танного газа. У выхода из трубки газ поджигают. В шахтных печах этого типа в последнее время используют газовый карбюризатор. Для этого перерабатывают природный газ и смесь его с эндогазом.