Электрические ванные печи (электрованны)

электродной группой. Электроды квадратного сечения располо­ жены на одной стороне тигля ванны на близком расстоянии друг от друга, что обеспечивает наличие рабочего пространства, сво­ бодного от протекания тока. Электродная группа защищена кера­ мической плитой со стороны рабочего пространства, чем предотвра­ щается короткое замыкание электродов нагреваемыми изделиями.

Рис. 88. Электрованна соляная электродная СВС-2.4.4/8,5:

1 — футеровка; 2 — крышка; 3 —- термопара; 4 — электрод; 5— ко­ жух; 6 — водоохлаждение; 7 — вентиляционный кожух

Электрованны с паругжным

металлических изделий в расплавленных фтористых и хлористых солях, селитрах и свинце, а также для специальных видов терми­ ческой и химикотермической обработки — низкотемпературного цианирования, нагрева в хромпике и в других случаях.

В табл. 67 под свободной частью зеркала соли понимаются раз­ меры тигля в плане, за исключением части, занятой электродной группой. Размеры тигля обеспечивают необходимые технологи­ ческие зазоры от рабочего пространства до стенок и до уровня соли.

в агрегат, где они в дальнейшем автоматически проходят задан­ ный цикл термической обработки. Шесть скоростей редуктора обеспечивают возможность установки различной продолжитель­ ности проводимых термических операций. Переброс деталей из одной ванны в другую продолжается всего 12 сек.

Нагрев деталей до 910° С осуществляется в электродной соля­ ной электрованне с шестью спаренными электродами. Питание электродов осуществляется через понизительные печные транс­ форматоры от сети 380 в.

Щелочная электрованиа, предназначенная для изотермической закалки деталей, нагревается до 350—375° С посредством трубча­ тых электронагревателей сопротивления. Для выравнивания тем­ пературы щелочь перемешивается специальными мешалками. Ще­ лочь полностью сменяют через каждые 2—3 месяца.

Измерение, запись и регулирование температуры соляной и щелочной электроваин осуществляется электронными самопищущими потенциометрами.

Вванне с паровым обогревом обеспечивается промывка деталей

вгорячей (до 80° С) воде, после чего детали в другой ванне про­ мываются проточной холодной (20° С) водой. После промывки де­ тали пассивируют. Регулирование теплового режима электрованн осуществляется с общего щита управления.

Длина агрегата 15 м, ширина 2 м, производительность 60 кг!ч. На рис. 92 показана разработанная НИИТМАШем и внедрен­ ная на инструментальном заводе им. Воскова комплексная полу­ автоматическая линия термической обработки инструмента из бы­ строрежущей стали [53]. Линия состоит из трех агрегатов и вклю­ чает ряд ванн, связанных единым технологическим процессом. На линии выполняются следующие операции: нагрев хвостовика, охлаждение хвостовика, предварительный нагрев рабочей части, окончательный нагрев, изотермическое охлаждение, охлаждение до температуры 20° С, отпуск первый и охлаждение, отпуск второй

иохлаждение, выварка, травление, мойка, пассивирование. Технологическое оборудование линии установлено внутри ме­

таллоконструкции, закрытой кожухом и снабженной вытяжной вентиляцией. На пульте управления линии расположены показы­ вающие приборы — дублеры, позволяющие визуально контро­ лировать температуру ванн. Схема автоматики синхронизирует работу трех агрегатов, обеспечивая заданные технологическим про­ цессом параметры (время, температуру).

/ — электродвигатель; 2 — вентиляторная крыльчатка; 3 — экран и шиберное устройство; 4 — камера нагрева; 5 — дверца

Ри.с. 9G. Электропечь ЭТА-2:

/ — установка вентилятора; 2 — привод лебедок; 3 — лебедка; 4 — эстакада; 5 — фу­ теровка; 6 — рабочая камера; 7 — электронагреватель; 8 — откатной под; 9 — закалоч­ ный бак

Термические печи другого вида называют воздушно-циркуля­ ционными закалочными агрегатами ЭТА (электротермический агре­ гат). Такой агрегат представляет собой среднетемпературную цир­ куляционную механизированную элеваторную электропечь со­ противления для нагрева металла до 500—550° С; на эстакаде, сооруженной над сводом печи, установлены вентиляторы и цепная лебедка для подъема и опускания садки; печь оборудована откат­ ным подом и расположенным в приямке под электропечью зака­ лочным водяным баком.

Нихромовые ленточные электронагреватели подвешены на всех четырех боковых стенках печи.

Благодаря направленной циркуляции печной атмосферы (ско­ рость воздуха в незагруженной рабочей камере достигает 2 м/сек) и экранированию электронагревателей, питаемых от трансфор­ матора током пониженного напряжения, перепад температур в ра­ бочем пространстве не превышает ±5 град. Регулирование тем­ пературы — автоматическое.

Садка в закалочный бак опускается со скоростью 0,5—0,6 м/сек, при этом происходит интенсивное перемешивание закаливающей жидкости сжатым воздухом.

Мощность печей ЭТА достигает 500 кет.

Следует отметить низкие технико-экономические показатели электропечей этого вида, в частности это относится к значительным габаритам всей установки, отнесенным к единице полезного рабо­ чего пространства.

На рис. 96 показан эскиз электропечи ЭТА-2 мощностью 120 кет, предназначенной для нагрева в течение 1 ч садки массой 250 кг до 500° С.

ПЕЧИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Термические толкательные печи

иагрегаты

Вэтих печах нагреваемые изделия укладывают на поддоны из жароупорной стали. Проталкивание поддонов по направляющим вдоль печи осуществляется специальным толкателем, выгрузка поддонов из печи — вытаскивателем. В отдельных случаях круп­ ные детали устанавливают на башмаки, проталкиваемые по на­ правляющим.

Пламенные Печи (рис. 97, табл. 69) можно применять как для работы с обычной печной атмосферой (индекс ТТО), так и с искус­ ственной (индекс ТТЗ). В последнем случае печи выполняют с муфелированием пламени (печи с радиационными трубами) или с муфелированием садки (печи муфельные). Конечная температура нагрева металла в печах ТТО составляет 1150° С, в печах ТТЗ 950° С. В печах ТТО можно осуществлять нагрев до 650° С. В таб-

мико-термической обработки стальных деталей (газовая цемента­ ция, нитроцементация) и термической обработки (закалка, нор­ мализация, отжиг) стальных деталей в искусственной атмосфере. Предусмотрена независимость этих электропечей друг от друга при одновременной возможности свободной их компоновки в агре­ гаты при любом сочетании элементов, а также возможность уста­ новки форкамер со стороны загрузки и перепускных камер со стороны разгрузки для перепуска поддонов в электропечах с искус­ ственными атмосферами.

^ Конструктивно толкательные электропечи изготовляют обычно высотой 400 мм, длиной от 2400 до 10 500 мм и шириной в зави­ симости от назначения — однопутные 600, 800 и 1200 мм, а двух­ путные 2 X 600 и 2 X 800 мм. тг>$.

f Максимальная удельная нагрузка на 1 м2 площади пода состав­ ляет примерно: для электропечей с шириной пода 600 и 1200 мм 650 кг (150 кг на один поддон),]электропечей с шириной пода 800 и 1600 мм 900 кг и для цементационных электропечей при темпера­ туре до 1100° С 430 кг, а при температуре до 950° С 650 кг.

Комплектовка электрических толкательных печей охлаждаю­ щими устройствами приведена в табл. 72.

Для нужд машиностроения, в основном автомобильной про­ мышленности, специальное конструкторское бюро (СКВ) Саратов­ ского завода электротермического оборудования разработало но­ вый размерный ряд безмуфельных однорядных и двухрядных электропечных толкательных агрегатов для закалки (СТЗА) и цементации (СТЦА) с левым и правым расположением оборудова­ ния [54].

От прежних конструкций новый ряд отличается такими про­ грессивными решениями, как боковая загрузка и выгрузка, от­ деление демпферными участками зон нагрева, науглероживания и диффузии, наличие отдельной камеры подстуживания и вы­

включающие следующие операции:

газовую цементацию (нитроцементацию) с непосредственной закалкой;

подстуживание с температуры цементации (925—930° С) до температуры закалки (840—860° С);

закалку (охлаждение) в горячем (160—180° С) или холодном (50—80° С) масле;

закалку (охлаждение) в воде или водных растворах солей; закалку под прессами; охлаждение до температуры 600—65(^° С;

повторный нагрев (выдержка) до температуры закалки 800— 820° С;

охлаждение с последующим высоким отпуском при температуре 600—650° С;

охлаждение в камере с искусственной атмосферой до темпера­ туры 250—300° С;

промывку деталей; сушку деталей;

низкий отпуск при температуре 180—200° С; высокий отпуск в искусственной атмосфере при температуре

650—700° С; нагрев под закалку в искусственной атмосфере;

нормализацию (улучшение) при температуре нагрева до 930° С; отжиг.

Наличие пятидесяти унифицированных узлов и механизмов обеспечивает возможность выпуска этих агрегатов для 27 различ­ ных режимов (схем) термообработки с П-образными, Ш-образ- ными и линейными компоновками входящего в комплект обору­

дования.

Для всего ряда принят один тип поддонов с полезными разме­ рами 500 X 500 мм и высотой загрузки 500 (560) мм.

Типовая конструкция радиационных трубчатых электронагре­ вателей позволит при необходимости заменить их газовыми ту­ пиковыми радиационными нагревателями.

Рис. 101. Схема Ш-образного цементацнонно-закалочно-отпускного агрегата:

1 — моечная машина; 2 — сушильная камера; 3 — гидравлический толкатель; 4 — подДон; 5 — предкамера загрузки; 6 — толкатель цепной; 7 — дверца печи; 8 — предкамера выгрузки; 9 — закалочный бак с горячим или холодным маслом; 10 — электропечь низ­ кого отпуска; 11 — механизм перегрузки

На рис. 101 приведена в качестве примера схема Ш-образ­ ного цементационно-закалочно-отпускного агрегата. Такая ком­ поновка обеспечивает возможность повышенного съема готовой продукции с единицы цеховой площади.

Термические конвейерные печи и агрегаты

Печи конвейерные пламенные (рис. 102, табл. 75) можно из­ готовлять для работы или с обычной (индекс ТКО), или с искус­ ственной атмосферой (индекс ТКЗ); в последнем случае муфелируется пламя. Максимальная рабочая температура нагрева изде­ лий в печах ТКО и ТКЗ составляет 950° С. Верхний предел тем­ пературы обусловлен в основном свойствами материала элементов конвейера, работающих на растяжение в условиях высоких тем­ ператур под нагрузкой. Печи для отпуска можно выполнять для работы при температуре до 650° С; однако и в печах, предназна­ ченных для работы при температуре до 950° С, возможно работать, пользуясь более низким нагревом — до 600° С. При компоновке закалочно-отпускного агрегата для обработки изделий из углеро­ дистых сталей обе печи — и для нагрева под закалку и отпуск­ ную — выполняют как конвейерные; в случае обработки изделий из легированных сталей, когда конвейерная печь для нагрева под закалку в силу указанных выше причин неприемлема, агрегат компонуют из толкательной печи для нагрева под закалку и кон­ вейерной для отпуска.

Рис. 102. Печь термическая конвейерная ТКО:

/ — конвейер; 2 — механизм подъема заслонки; 3 — горелка; 4 — склиз для выдачи нагретых изделий

Размерным рядом конвейерных электропечей сопротивления с камерой охлаждения предусматриваются две группы — печи, работающие при температуре 1150° С, и печи, работающие при температуре 700° С (табл. 76). Конструкция включенных в раз­ мерный ряд конвейерных электропечей отличается рядом прогрес­ сивных технических решений, а именно:

применением в электропечах, рассчитанных на работу при 1150° С с длиной рабочего пространства более 2 м и при 700° С с длиной рабочего пространства более 3 м, приводного рольганга, являющегося опорой для конвейерной ленты, что значительно увеличивает допустимую на нее нагрузку;

возможностью в случаях использования водорода в качестве искусственной атмосферы специального исполнения с конвейерной лентой, расположенной в рабочем пространстве электропечи выше уровня загрузочного и разгрузочного окон;

выполнением сборки камеры охлаждения из унифицированных секций с различными в зависимости от заданного технологического режима устройствами охлаждения;

применением в печах ряда типоразмеров съемной конструкции свода в целях облегчения ремонтных работ.

В размерном ряду предусмотрена возможность изготовления электропечей на номинальную температуру 1000° С, а также воз­ можность увеличения высоты 250 мм загрузочного проема на ве­ личину, кратную 100 мм. Длина камер охлаждения (холодильни­ ков) может быть изменена путем любого сочетания унифицирован­ ных секций длиной 1250 и 2500 мм.

На рис. 103 приведен общий вид конвейерной электропечи СКО-23-20- 1.5/6-Х50Ц, предназначенной для выравнивания тем­ пературы по сечению и замедленного охлаждения заготовок литых

иштампованных лопаток. Электропечь состоит из камеры нагрева

икамеры охлаждения, в которой имеются зоны режимного охла­ ждения и охлаждения с произвольной скоростью. Гибкий орган конвейера — восемь втулочно-роликовых цепей. Мощность элек­

бочего пространства, мм: высота 150, ширина 2300, длина камеры нагрева 2000, длина камеры охлаждения 5000.

Компоновка конвейерных закалочно-отпускных электропечных агрегатов для различных режимов термической обработки предусмотрена в четырех основных вариантах (знак «плюс» соот­ ветствует наличию элемента в агрегате, знак «минус» его отсут­ ствию):

Закалочные электропечи изготовляют в двух исполнениях: длиной до 4 м со стационарной опорой конвейерной ленты на

жаропрочных металлических балках; длиной свыше 4 м с подвижной опорой конвейерной ленты на

приводном рольганге.

Конвейерные ленты закалочных и высокотемпературных от­ пускных электропечей собирают из жароупорных литых звеньев. Привод от электродвигателя постоянного тока обеспечивает в ши­ роких пределах регулировку скорости конвейерной ленты. Близ­ кие по конструкции закалочные и высокотемпературные электро­ печи всех типоразмеров приспособлены для нагрева в условиях искусственных атмосфер. Предусмотрен также форсированный (скоростной) нагрев изделий в целях ускорения процессов термо­ обработки и сокращения габаритных размеров агрегатов. Изделия можно загружать на конвейер закалочной электропечи пульси­ рующим лотком или при необходимости шагающими балками, совершающими возвратно-поступательное движение.

Внизкотемпературных отпускных электропечах, работающих

собычной воздушной атмосферой, конвейерная лента выполнена

из штампованных звеньев (углеродистая сталь) и опирается на неприводной рольганг. Для ускорения и обеспечения равномер­ ности нагрева каждая зона нагрева снабжена центробежным вен­ тилятором, установленным на съемной крышке зоны.

Закалочный бак для масла присоединяется к маслоохладитель­ ной установке. Со стороны подачи горячих деталей холодное масло подается снизу, а со стороны разгрузки деталей из бака горячее масло отводится сверху. В конструкции печи предусмотрена трех­ ступенчатая регулировка скорости конвейерной ленты. Закалоч­ ный бак для воды несколько короче и снабжен аналогичной кон­ вейерной лентой. Этот же бак является и замочным и служит для охлаждения деталей, выгружаемых из высокотемпературной от­ пускной электропечи.

Моечные машины с аналогичной конструкцией конвейерной ленты выпускаются двухзонными. В одной зоне происходит про­ мывка деталей, поступающих из масляного бака, горячим содовым раствором, во второй — охлаждение деталей водой. Содовый рас­ твор из сливного бака подается центробежным насосом разбрыз­ гивателями и поступает на детали сверху и снизу, а разогревается либо трубчатыми электронагревателями (ТЭНами), либо водяным паром из цеховой магистрали. В тех случаях, когда отсутствует необходимость в охлаждении деталей перед отпуском, преду­ смотрена возможность использования для промывки обеих зон.

Рис. 103. Конвейерная электропечь СКО-23.20.1.5/6-Х50Ц:

1 — камера нагрева; 2 — электронагреватели свода; 3 —ка­ мера охлаждения; 4 — электронагреватели пода; 5 — кон­ вейер; 6 — воздухопровод; а, б, в — зоны охлаждения

Рис. 105. Конвейерный закалочно-отпускной электропечной агрегат ( ^ ^ = 25240) с закалкой в масле и низкотемпературным отпуском:

1 — труба к вытяжной вентиляции; 2 — закалочная электропечь; 3 — труба для отвода паров масла в вытяжную вентиляцию; 4 — штуцер для присоединения к цеховой вентиляции; 5 — закалочный бак; 6 — конвейерная моечная машина; 7 — отпускная электропечь; 8 — штуцер для подвода воды; 9 — штуцер для слива воды; 10 — штуцер для слива раствора; 11 — штуцер для подвода и отвода пара; 12 — штуцер для аварийного слива закаливающей жидкости; 13 — штуцер для подвода закаливающей жидкости; 14 — штуцер для подвода газа

Рис. 106. Конвейерный агрегат с пламенной печью для нормализации и высокотемпературного отпуска осевых деталей в подвешенном состоянии: