7.6. Протяжные печи для термической и термохимической обра­ботки тонкой стальной ленты и жести

Отжиг рулонов в колпаковых печах широко распространен, но этому методу присущи следующие недостатки:

1) длительный цикл отжига (до нескольких дней);

2) недостаточно равномер­ный нагрев металла;

3) нет возможности полностью механизировать и автоматизировать процесс загрузки, транспортирования и уборки рулонов;

4) необходимы большие производственные пло­щади.

Для устранения этих недостатков применяют непрерывные линии с протяж­ными печами. Данные линии используют для светлого отжига жести, светлой закалки нержавеющей полосы, для цинкования тонкого листа и лужения жести.

Протяжные печи делят на две группы: вертикальные (башенные) (рис. 7.12, а) и горизонтальные (рис. 7.12, б).

В горизонтальных печах длина ленты допускается не более 200 м, скорость движения до 2 , иначе трудно обес­печить центрирование при движении ленты через печь. Произво­дительность горизонтальных печей небольшая. Их целесообразно использовать при небольших объемах производства.

В вертикальных печах условия центрирования более благоприятнее. Здесь длина ленты может достигать 1000 м, скорость движения 10 . Благодаря высокой производительности такие печи нашли более широкое распространение. Кроме того, вертикальное расположение позволяет занимать меньшую производственную площадь.

Печи состоят из трех частей: входной, печной и выходной.

Входная и выходная секции отделены от печной секции пет­левыми башнями (башенные печи (см. рис. 7.12, а)) и ямами (печи горизонтального типа (см. рис. 7.12, б)). Эти элементы необходимы для накапливания запаса полосы и синхронизации скорости ее движения из секции в секцию. Ско­рость движения полосы во всех агрегатах зависит от скорости нагрева и охлаждения полосы.

На входном участке осуществляют сварку рулонов между собой, обезжиривание, очистка полосы с применением специаль­ных щелочных ванн. На выходном участке осуществляется резка полосы после намотки рулона требуемого размера.

Рис. 7.12. Схема линий с протяжными печами: а – линия для отжига жести с вертикальное печью, б – то же, с многоэтажной гори­зонтальной печью; 1 – разматыватель рулонов; 2 – тянущие ролики; 3 – ножницы; 4 – машины для сварки концов; 5 – устройства для очистки ленты; 6 – моющее устрой­ство; 7 – устройство для сушки ленты; 8 – петлевая башня; 9 – петлевая яма; 10 – вторая петлевая башня или яма; 11 – устройства для натяжения ленты; 12 – регуля­тор натяжения ленты; 13 – ножницы; 14 – сматыватели

Печную секцию делят на четыре камеры: нагрева, выдержки, замедленного и быстрого охлаждения. В камере нагрева (рис. 7.13) металл нагревается до конечной температуры 700–730 °С. Разность между температурой печи и конеч­ной температурой металла около 200 °С, т. е. температура рабочего пространства печи составляет примерно 900–930 °С (предель­ная температура 1000 °С). При этом время нагрева полосы толщиной 0,25 мм составляет 15–20 с [2]. В качестве топлива обычно используют коксовый и природный газ. Сжигание газа осуществляется в радиантных трубах. При светлом отжиге полосы рабочее пространство заполняется защитной атмосферой (96 % и 4 % ).

Камеры выдержки по конструкции аналогичны камерам нагрева. Отличается от них тем, что в камеру выдержки подается только такое количество тепла, которого было бы достаточно для покрытия тепловых потерь.

В камере замедленного охлаждения температура металла снижается с 700–730 до 480 °С в течение 25 с [2]. Для этого камеру снабжают воздухоохлаждаемыми трубами и электронагревателями. Изменением расхода воздуха регулируют ско­рость охлаждения. Электронагреватели используют при разогреве и остановках печи.

Рис. 7.13. Камера нагрева башенной печи

В камере быстрого охлаждения металл охлаждается до за­данной температуры. Для ускоренного охлаждения используют две системы:

1) в камере устанавливают большое число водяных теплообменников со встроенными вентиляторами, что создает интенсивное движение охлажденного защитного газа;

2) защитный газ охлаждают в водяных холодильниках и подают вентиляторами с большой скоростью, обдувая движущуюся полосу с двух сторон.

В широко распространенных непрерывных агрегатах для светлого отжига жести с верти­кальными башенными печами обработке подвергают полосу толщиной 0,2–0,3 мм, дви­жущуюся со скоростью 150–600 . Производительность агрегатов колеблется в пределах 25–60 . В камере нагрева обычно предусмотрено 6–12 проходов, вмещающих 100–200 м полосы, камера выдержки вмещает 120–170 м полосы, камеры медленного охлаждения – около 100–130 м, общая длина по­лосы составляет 600–1200 м [2].