7.3.2. Печи с шагающим подом и с шагающими балками
Печи с шагающим подом (ПШП) и с шагающими балками (ПШБ) являются методическими печами. Особенность их заключается в методе транспортирования металла – перемещение заготовок путем циклического возвратно-поступательного шагания пода или водоохлаждаемых балок.
Печи с шагающими балками достаточно перспективны. У способа перемещения заготовок с помощью шагающих балок отсутствуют все недостатки, присущие способу перемещения проталкиванием. В печах с шагающими балками просто менять режим нагрева, что удобно в случае частой смены сортамента нагреваемого металла. В печах с шагающими балками ликвидирована проблема уборки окалины из печи. В случае остановки прокатного стана и ремонтов металл из печи очень просто удалять. Используемый метод транспортирования позволяет гибко регулировать скорости перемещения металла через печь и снизить повреждения поверхности нагреваемых заготовок на 30 %. Благодаря тому, что отсутствует контакт между нагреваемыми заготовками осыпание окалины с их поверхности снижается, а это приводит к уменьшению угара до 0,3–0,5 %. В отличие от толкательных печей в печах с шагающими балками нагрев металла происходит как минимум с трех сторон, а во многих случаях обеспечивается практически всесторонний нагрев. Это оказывает особенно заметное влияние при нагреве квадратных заготовок и позволяет значительно увеличить интенсивность нагрева металла.
Необходимость в разветвленной системе водоохлаждения балок приводит к большим потерям тепла в этих печах [9].
Капитальные затраты на сооружение печей с шагающими балками значительны. Например в сравнении с толкательными печами аналогичной производительности капитальные затраты на 55–60 % выше.
Еще один недостаток печей с шагающими балками заключается в том, что затворы, применяемые на этих печах, не создают полной герметизации и в печь снизу попадает воздух.
Печи с шагающим подом (рис. 7.7) являются проходными печами постоянного действия, поэтому в них тепловой и температурный режимы неизменны во времени. Печи такого типа могут работать как по камерному режиму, так и с переменной температурой по длине печи. Известно, что температурный режим печей зависит от характера их отопления, а также от распределения горелок и дымоотводов. В печах с шагающим подом используют торцовое, боковое и сводовое расположение горелок. Боковое отопление применяют при ширине печи 11–12 м. Если ширина печи больше, то возможно возникновение неравномерности нагрева по длине заготовки. Сводовое отопление позволяет нагревать заготовки достаточно равномерно. Часто пользуются комбинированным расположением горелок: торцовым и боковым или боковым и сводовым. Продукты сгорания топлива отводят на стороне загрузки металла.
Рис. 7.7. Печь с шагающим подом без нижнего обогрева: 1 – сталкиватель; 2 – рольганг загрузки; 3 – заслонка; 4 – механизм подъема заслонки; 5 – заготовки; 6 – рабочее пространство печи; 7 – газо- и воздухопроводы; 8 – горелки; 9 – дымоотбор; 10 – неподвижный под; 11 – подвижный под; 12 – склиз; 13 – подвижная заслонка; 14 – рольганг выдачи
В отличие от методических толкательных печей в печах с шагающим подом сжигание топлива осуществляется во всех зонах, но интенсивность его в разных зонах может быть различной. Печи с шагающим подом выполняют как с нижним обогревом, так и без нижнего обогрева. Если присутствует нижний обогрев, то шагающий под выполняют водоохлаждаемым. Чтобы исключить появление темных пятен на поверхности заготовки в местах контакта с водоохлаждаемой балкой, на трубы шагающих балок приваривают специальные стояки или подставки, промежутки между которыми заполняют теплоизоляцией. Горизонтальные трубы шагающих балок, на которые опирается металл, устанавливают не параллельно оси печи, и место контакта их с заготовкой при продвижении металла в печи постоянно меняется.
Конструктивно шагающий под можно выполнить в следующих вариантах:
1) под печи состоит из неподвижного пода (у стен), шагающих и стационарных балок
2) под печи состоит из неподвижного пода (у стен) и двух групп шагающих балок;
3) под может не иметь элементов неподвижного пода и состоять из двух групп шагающих балок.
Две группы шагающих балок дают более высокий темп выдачи заготовок, однако стоимость строительства печи возрастает.