книги из ГПНТБ / Блинов О.М. Основы металлургической теплотехники

во, то его доля в тепловой нагрузке печи составляет 50—60%. Применение мазута как дополнительного топлива вызвано тем, что старые печи, построенные для работы на низкокалорийном газе, не могут обеспечить повышение производительности. Дополнительная пода-

Рис. 42. Изоляция глиссажных труб: а —-набивные блоки; б сборные блоки

ча мазута к газу позволяет на 10—15% увеличить про­ изводительность методических печей.

В качестве основного топлива мазут используют главным образом для отопления двух- и трехзонных

методических печей.

Методические печи наиболее распространенных кон­

струкций показаны на рис. 36—41.

Для защиты кладки от разрушения заготовками в

боковых стенах печи устанавливают отбойники, отлитые из стали 25Л1 с залитыми в них трубками для охлажде­ ния проточной водой. Отбойники устанавливают по дли­ не печи через 6—10 м, обычно в области пережимов сво­ да, а в наиболее опасном месте — в пережиме свода между сварочной и томильной зонами — устанавливают два отбойника подряд через 1160 мм.

Вкладку монолитного пода закладывают брусья се­ чением 280X150 мм из стали марки Ст.5. Брусья вы­ ступают над поверхностью пода на 75—95 мм, что уменьшает трение заготовок о под печи и предотвраща­ ет преждевременный износ пода.

Нагреваемые заготовки движутся по брусьям. Под печи до уровня брусьев засыпают хромитовым или маг­ незитовым порошком для облегчения удаления окалины

споверхности пода.

Вбоковых стенах печей сделаны рабочие окна, за­ крываемые крышками. Окна предназначены для удале­ ния окалины с пода, а также возможности наблюдения за металлом. Размеры рабочих окон 464X340 мм. В сте­ нах устраивают также ложные окна размером 1460Х Х580 мм. При работе печей они заложены кирпичом, но

вслучае необходимости могут быть открыты без наруше­

ния остальной части кладки боковых стен. Ложные окна предназначены для того, чтобы было удобнее обслужи­ вать печь при ее ремонте.

В методических печах с двусторонним обогревом на каждый ряд движущихся в печи заготовок устанавли­ вают по три глиссажных трубы. Поперечный разрез глиссажных труб показан на рис. 42. Продольные глиссажные трубы почти на всей длине методической зоны опираются на продольные огнеупорные столбики. На всей остальной длине в зоне высоких температур про­ дольные глиссажные трубы опираются на водоохлаж­ даемые поперечные трубы, расположенные на расстоя­ нии 1 —1,5 м одна от другой. Во избежание прогиба по­ перечные трубы в середине опираются на вертикальную опору, сделанную из сдвоенной металлической водо­ охлаждаемой трубы. Концы поперечных труб выведены за пределы печи. Для снижения потерь тепла с охлаж­ дающей водой все трубы покрыты теплоизоляционными материалами. Тепловая изоляция может быть выполне­ на как набивкой огнеупорной массы между шинами, приваренными к трубам, так и в виде отдельных блоков,

нанизываемых на трубу п прикрепляемых к пей специ­ альными металлическими штырями.

Для предохранения продольных глиссажных труб от истирания движущимся нагреваемым металлом сверху к ним приваривают металлические прутки.

Охлаждение труб может быть водяным или испари­ тельным при давлении пароводяной смеси до 50 ат. Тру­ бы для водяного охлаждения изготавливают из стали Ст. 3, для испарительного охлаждения из стали 20, в особых случаях — из стали 15ХМ. Минимальное рассто­ яние между продольными глиссажными трубами равно

600 мм.

Каркас печи представляет собой жесткую сварную металлическую конструкцию. Все стойки его жестко соединены между собой, а в особо ответственных местах предусмотрена дополнительная диагональная обвязка.

Методические нагревательные печи по сравнению с камерными характеризуются более высоким к. п. д., до­ стигающим 40—45% •

8. Проходные печи

Проходные печи применяют для нагрева различных штучных изделий: сутунок, пакетов и других видов ли­ стовых, трубных и колесных заготовок, слитков и заго­ товок из цветных металлов и сплавов перед обработкой их давлением, листов, рельсов, рулонов ленты, мотков проволоки, бунтов сортового проката, труб и различных изделий сложной формы для термической обработки.

Тепловой режим проходных печей постоянен во вре­ мени, но изменяется по длине печи. Температурный ре­ жим характеризуется в зависимости от типа и назначе­ ния печи либо постоянной, либо переменной температу­ рой по длине печи; при этом, однако, обязательно ра­ венство температур для всех точек любого поперечного сечения печи и неизменность температуры во времени.

Проходные печи получили свое название потому, что нагреваемое изделие в процессе нагрева транспорти­ руется через печь различными методами, определяемы­ ми видом нагреваемых изделий и температурой их на­ грева. Металл транспортируется на печных роликах, цепных конвейерах, подвижных балках; проталкивается по подовым брусьям на поддонах или без поддонов, на вращающемся поде. Ниже кратко рассмотрены проход­ ные печи основных типов.

Печи с роликовым подом

Печи с роликовым подом используют для термичес­ кой обработки листов, рельсов, светлой термической об­ работки прутков длиной 3—6 м, светлой термической об-

г.

Рис. 43. Печь с роликовым подом, отапливаемая с помощью инжекционных горелок

работки мотков проволоки. Рабочая температура пе­ чей с роликовым подом может изменяться в пределах 600—1200° С.

Конструктивно роликовые печи различного назна­ чения отличаются друг от друга, но общей их особен-

Рис. 44. Печь с роликовым подом шириной до 2 м для термической обработки листов

ностью является под, состоящий из целого ряда роликов, вращающихся вокруг своей продольной оси. Они приво­ дятся в движение как индивидуально, так и от электро­ двигателя, обслуживающего через редуктор сразу не-

Рис. 45. Печь с роликовым подом, отапливаемая с помощью боковых и сводо­ вых горелок

сколько роликов. Скорость вращения роликов различна для различных печей.

На рис. 44 показана конструкция роликовой печи для термической обработки листов шириной до 2 м. Попе­ речное сечение такой печи одинаково по всей длине и показано на рис. 43. Печь отапливается инжекционными горелками. Горелки обычно располагают в два ряда с обеих сторон нагреваемого металла (над листом и под ним), однако в отдельных случаях, когда это невозмож­ но, их размещают только с одной стороны. Печь обору­ дуют горелками одного типоразмера, а для создания не­ обходимого температурного режима по ее длине горелки

группируются в зоны регулирования количества подава­ емого воздуха.

Конструкция роликовых печей для термической обра­ ботки листов шириной более 2 м сложнее. К этим печам предъявляют дополнительные требования создания рав­ номерности нагрева листа по ширине. С этой целью на своде устанавливают дополнительные горелки, а сам свод делают подвесным (рис. 45). Верхняя часть рабо­ чего пространства состоит из отдельных съемных сек­ ций, что облегчает смену роликов значительной длины. Для создания герметичности между секциями предусмот­ рены уплотнения.

Сводовые горелки для обеспечения герметичности прижимают к облицовке свода пружинами. Система пи­ тания горелок — общий смеситель на группу горелок. При проведении операций термообработки, требующих повышенной температуры (закалка, нормализация), ра­ ботают все горелки, при отпуске — только сводовые, од­ нако во избежание подстуживания печи холодным воз­ духом, поступающим через окна загрузки и выдачи, с каждого торца печи работают по пять — шесть боковых горелок.

Конструкция роликовой печи сама по себе довольно проста. Наиболее сложный участок кладки — роликовый пояс. Кладку вокруг роликов выполняют из фасонного кирпича таким образом, что в случае выхода из строя любого ролика кирпичи роликового пояса кладки сво­ бодно вынимаются без разрушения остальной ее части.

Ролики выполняют обычно из жаропрочной стали. Конструкция их зависит от назначения и температурь! рабочего пространства печи. В печах для термической обработки тонкого листа применяют ролики с дисками (см. рис. 45). Диски одного ролика сдвинуты относи­ тельно дисков соседнего ролика. Располагаясь в шах­ матном порядке и частично перекрывая друг друга, ди­ ски препятствуют попаданию листов под ролики. Печи для нагрева толстого листа, рельсов до 800—1000°С оборудуют гладкостенными неводоохлаждаемыми роли­ ками из жаропрочной сталиЕсли температура нагрева превышает 1000° С, то используют более сложную конст­ рукцию ролика. В этом случае он представляет собой полый водоохлаждаемый несущий вал, на который сна­ ружи крепят цилиндр из жаропрочной стали (бочка вал­ ка). Между несущим валом и бочкой валка насыпают слой теплоизоляционного (шамотного или диатомитового) порошка. Во избежание прогиба роликов в рабо­

тающей печи нельзя останавливать их вращение. Поэто­ му длина печи всегда больше длины нагреваемых ли­ стов.

Для отопления роликовых печей применяют холод­ ный смешанный газ теплотой сгорания 5900— 6700кДж/м3, или 1400—1600 ккал/м3, и воздух, подогре­ тый до 300—400° С в металлическом трубчатом или кера­ мическом блочном рекуператорах. Для сжигания газа ис­ пользуют инжекционные горелки или горелки типа «тру­ ба в трубе». Чаще предпочитают инжекционные горелки с инжекцией воздуха газом, так как при большом числе горелок значительно упрощается конструкция печи и об­ легчается ее обслуживание. Горелки типа «труба в тру­ бе» применяют, когда подогрев воздуха осуществляется

втрубчатом металлическом рекуператоре, оказывающем большое сопротивление воздуху, проходящему через не­ го. Эти горелки применяют также в том случае, если ро­ ликовую печь необходимо по-очередно отапливать газа­ ми различной теплоты сгорания, например коксовым и природным, так как переход с топлива одного вида на другой не вызывает больших затруднений .(требуется замена только газовых сопел). Роликовые печи можно отапливать и мазутом, однако его необходимо сжигать

втопках, отделенных от рабочего пространства. Для отопления используют и природный газ.

Продукты сгорания топлива из печей сравнительно короткой длины ( 10—20 м) отводят вниз по каналам, расположенным у торцов печи (рис. 44). В печах боль­ шей длины газы отводят вниз по дополнительным кана­ лам, расположенным по всей длине печи. На торцах пе­ чи предусмотрены вытяжные зонты для отвода продук­ тов сгорания, которые выбиваются из окна загрузки и окна выдачи.

Если необходимо нагреть изделие без образования на его поверхности окалины (светлый нагрев для терми­ ческой обработки), то роликовые печи обогревают при

рания отделены от нагреваемых изделий и не окисляют их поверхность. В некоторых случаях для обогрева ис­ пользуют электрические нагреватели (резисторы).

Производительность роликовых печей колеблется от

для быстрого и равномерного нагрева изделий главным образом круглого поперечного сечения: трубные заготовки диаметром до 200 мм и трубы для термической об­ работки (нормализации, закалки и др.) длиной не ме­ нее 2,5 м.

Скоростной нагрев достигается за счет того, что ме­ талл в этих печах интенсивно греется как от газа, омы­ вающего его со всех сторон с большими скоростями, так и от кладки печи. Температура печных газов и кладки значительно превышает конечную температуру нагрева металла. При нагреве круглой заготовки диаметром до 150 мм продолжительность нагрева 1 см толщины заго­ товки составляет 1,0—1,5 мин, а при нагреве труб до 750—1 150° С она равна 2,0—3,0 мин.

Секционная печь скоростного нагрева (рис. 46, 47) состоит из отдельных секций. Секции соединены между собой тамбурами. Применение такой конструкции вы­ звано тем, что печь работает в тяжелых условиях из-за повышенной в ней температуры. В случае выхода из строя какой-либо одной секции она может быть быстро заменена новой секцией при кратковременной останов­ ке печи.

Между секциями в тамбурах устанавливают водоох­ лаждаемые ролики для транспортирования нагревае­ мых изделий. Каждый ролик снабжен самостоятельным

,приводом от электродвигателя. Ролики с профилирован­ ной рабочей частью, находящейся непосредственно в зо­

не высоких температур, установлены не перпендикулярно к оси печи, а под углом. Такое расположение позволяет вращать изделие вокруг его продольной оси с целью равномерного нагрева. Скорость прохода изделий через печь обычно равна 4—16 м/мин.

Каждая секция имеет самостоятельное отопление. Большинство печей отапливается при помощи горелок улучшенного смешения (турбулентных). На зарубежных заводах секционные печи скоростного нагрева оборуду­ ют радиационными горелками. Наиболее оптимальная