1 Аналітична частина
1.1 Загальна характеристика кільцевих печей
Кільцева піч - методична піч, в якій переміщення заготовок відбувається за рахунок обертання кільцевого поду. Тому іноді кільцеву піч називають піччю з кільцевим подом або карусельною піччю.
Переваги кільцевої печі перед іншими методичними печами:
а) заготовки лежать нерухомо на обертовому поду, тому в них можна нагрівати заготівлі круглого перерізу;
б) найнижчий чад металу (0,5-0,7%);
в) висока рівномірність нагріву по периметру заготовок круглого перерізу;
г) можливість перемикання печі на камерний режим опалення.
Схема кільцевої печі наведена на рис. 1.1.
Піч працює таким чином. Заготовки (трубні або колісні) завантажуються в піч через вікно завантаження за допомогою зовнішніх механічних пристроїв. Далі за рахунок періодичного руху подини (на 10-12° при кожному русі) заготовки разом з подиною проходять всі необхідні зони нагріву і видаються через вікно вивантаження також за допомогою зовнішніх механізмів. Кут між вікнами завантаження та вивантаження в даному випадку становить близько 28°. Час нагріву заготовки відповідає часу обертання подини на 360-28 = 332°С. Швидкість обертання подини може змінюватися залежно від розмірів заготовок і марки сталі. Піч опалюється газоподібним паливом через пальники, розташовані в зовнішній і внутрішній бічних стінах. Бічне розташування пальників, за аналогією зі зводовим, дозволяє досить просто організувати багатозонний режим нагріву заготовок [1].
Продукти горіння від спалювання палива рухаються назустріч металу, який нагрівається (обертанню поду) і проходять три умовні зони: томильну (1200-1250°С), зварювальну (1300-1350°С) та методичну. Наприкінці методичної зони дим з температурою 700-900°С видаляється через димар і направляється в металевий рекуператор (радіаційний щілинний або трубчастий).
1 - заготовки; 2 - димовідбір; 3 - стійки каркаса; 4 - пальники; 5 - проміжний димовідбір; 6 - заслінка; 7 - перегородка; 8 - каркас; 9 - повітря-і газопроводи; 10 - водоохолоджувані труби, що підтримують перегородку; 11 - обертова подини; 12 - опорна рама подини; 13 - водяний затвор; 14 - механізм переміщення подини.
Рис.1.1 – Схема кільцевої печі
Газощільність зчленування подини і стін забезпечується застосуванням пісочних або водяних (гідравлічних) затворів.
На відміну від інших методичних печей в кільцевій печі є можливість нагрівати метал як в методичному, так і в камерному режимі. З цією метою в методичній зоні передбачені пальники і між методичною та зварювальною зонами передбачений додатковий димовідбір. При камерному режимі нагріву заготовок включені пальники методичної зони і відкритий шибер проміжного димовідбора [2].
Для підтримки певних температурних і гідравлічних умов у печі використовуються підвісні перегородки. Між подом і перегородкою залишається зазор, необхідний для вільного переміщення заготовок. Зазвичай в печі від однієї до чотирьох перегородок. Перегородки ізолюють вікна завантаження і вивантаження, а також екранують високотемпературні зони від низькотемпературних. За допомогою перегородок створюється необхідний гідравлічний опір, який направляє продукти горіння по більшій дузі кола, назустріч обертанню подини.
Також як і в печі з крокуючим подом, в кільцевій печі можливе підсмоктування холодного повітря в методичній зоні і в зв'язку з цим - підвищена витрата палива.
Найвідповідальніша частина кладки - подина. Подина повинна добре протистояти стиранню при посаді і видачі заготовок, а також не взаємодіяти з окалиною, яка періодично видаляється вручну. Для підвищення стійкості подини в її складі має бути великий відсоток Al2O3. Для зменшення стирання подини піч обладнується механізмами дбайливого посада та видачі заготовок.
Питома витрата умовного палива в кільцевій печі 60-70 кг у.п./т металу [3].