1.1. Технологические задачи

Постановка технологических задач, которые должна выполнять печь, зависит от вида тепловой обработки материала. Так для сушильных печей основной технологической задачей является не сам по себе нагрев материала, а удаление из него влаги и других летучих соединений (иногда обеспечение полимеризации связующих в песчаных литейных формах и стержнях). Нагрев материалов в данном случае необходим для осуществления этих процессов или ускорения их. Для решения технологической задачи тепловой сушки в сушильных печах существенную роль приобретают печные газы.

Основной технологической задачей термических печей является обеспечение ими требуемых техпроцессом термообработки изменений в структуре сплава изделий, с целью получения заданных механических или иных свойств сплава в отливках. Решение этой задачи возможно только при нагреве заготовок с заданной температурной скоростью до четко определенных конечных температур (температурный график нагрева). Часто решение данной задачи связано с наведением специальных атмосфер в печи (химически – активных, нейтральных, безокислительных и т.п.), или с введением в нее специальных твердых или газообразных реагентов.

Главной технологической задачей печей является производство материала при определенных температурах и химическом составе. Для решения этой задачи одного переплава шихты в жидкое состояние недостаточно. При производстве сплавов плавильные печи должны обеспечивать решение ряда металлургических задач (окисления, раскисления, легирования, рафинирования, модифицирования, наведения шлаков, перемешивания расплава, температурной выдержки и пр.). Для производства высококачественных сплавов в печах создаются специальные печные атмосферы (нейтральные, безокислительные, вакуум и пр.).

Любая технологическая задача, решаемая в печи, обязательно сопровождается передвижением обрабатываемого материала или изделия (загрузка, передвижение в печи выгрузка и т.п.). Поэтому все печи должны быть оборудованы специальными устройствами и механизмами, обеспечивающими передвижение материала по зонам печи, а также механизмами передвижения рабочих дверей, крышек, сводов и других узлов печи, открывающих или закрывающих ее рабочее пространство.

Решение технологических задач всегда сопровождается присутствием каких-то печных газов или вакуумом. Поэтому конструкция печи должна иметь устройства и механизмы для наведения, передвижения, утилизации и удаления печных газов.

Решение технологических задач в печах часто связано с образованием различных побочных продуктов (например, шлаков при плавке сплавов или отработанных реагентов при термообработке). В связи с этим любая конструкция печи должна иметь устройства для удаления и утилизации данных побочных продуктов.

1.2. Основные энергетические задачи

Для решения определенных технологических задач печь должна выполнить определенный комплекс энергетических задач. Несомненно, что постановка энергетических задач вытекает из технологических задач тепловой обработки, которые в свою очередь определяются параметрами нагрева материала (например, температурным графиком нагрева). Поэтому, для выявления основных энергетических задач, вначале рассмотрим основные параметры нагрева материала.