1.3 Общая классификация пламенных нагревательных печей.

Пламенные печи делят по следующим признакам:

1) по технологическому признаку:

- печи для нагрева перед обработкой давлением (прокаткой, ковкой и штамповкой);

- печи для нагрева под термообработку (закалку, отпуск, нормализацию и отжиг);

2) по температуре нагрева:

- низкотемпературные – 150 … 600 °С;

- среднетемпературные – 600 … 1400 °С;

- высокотемпературные – свыше 1400 °С;

3) по режиму работы и конструктивным признакам:

- печи с периодической загрузкой (камерные);

-печи с непрерывной загрузкой (методические, полуметодические и проходные);

4) по расположению топки относительно рабочего пространства и движению газов:

- печи с топкой сверху рабочей камеры;

- печи с нижней топкой – под рабочей камерой;

- печи с боковой топкой:

- печи с топкой, совмещенной с рабочей камерой:

- муфельные печи и печи с радиационными трубами;

5) по способу передачи теплоты нагреваемому металлу:

- печи открытого пламени без рециркуляции;

- муфельные печи (металл или пламя в муфеле – печи с радиационными трубами);

- пламенные печи косвенного нагрева (ванны соляные, свинцовые, с расплавленным стеклом и другие);

6) по использованию теплоты отходящих газов:

- без использования теплоты отходящих газов;

- с использованием теплоты отходящих газов на подогрев нагреваемого металла (методические, полуметодические, двухкамерные печи);

- с использованием теплоты отходящих газов на подогрев воздуха, идущего на горение топлива (рекуперативные и регенеративные печи);

- с использованием теплоты отходящих газов на устройства, не связанные с работой печи.

На рис. 1; 2 и в табл. 33; 34 (Приложение1), приведены конструкции и технические характеристики печей для нагрева под обработку давлением и под термообработку.

1.4 Определение площади пода, высоты свода и основных размеров печи.

Площадь пода рассчитывается в зависимости от продолжительности нагрева, габаритных размеров заготовок, способа их укладки на поду печи и часовой производительности G.

Садкой печи Е называют количество заготовок (т, шт), одновременно находящихся в рабочем пространстве печи. При нагреве заготовок одинаковых размеров необходимую садку печи Е, определяют по формуле:

Е=G, (1)

где: G - производительность печи (шт/час); т - продолжительность нагрева

Зная число заготовок или деталей, одновременно находящихся в печи, нетрудно определить площадь

пода. При этом различают площадь пода активную, занятую металлом, и полную, определяемую конструктивными особенностями печи и способом размещения изделий на поду. Полная площадь пода включает и часть пода между заготовками и стенками печи.

Для толкательных печей (методических) активная длина пода в мм определяется числом заготовок, одновременно находящихся в печи:

Lакт=nb,

где: n – число одновременно нагреваемых заготовок; b – размер заготовки (ширина, диаметр) (2)

Если заготовки расположены по длине печи с зазорами, то полная длина пода в мм будет

больше на величину этих зазоров:

Lобщ=n(b+δ),

где δ – величина зазоров между заготовками (3)

Если печь многорядная, то длина пода уменьшится пропорционально числу рядов. При определении общей длины пода следует учитывать конструктивные особенности печи, например, дополнительное место для размещения склиза при торцовой выдаче изделий, М:

Lобщ=Lакт+M (4)

Ширину пода в мм однорядных толкательных и камерных печей с верхними горелками принимают больше длины заготовок на величину зазоров:

B = nl + 2h₃ (5)

hз = 100 - 300 мм для больших методических печей и hз = 500 – 100 мм для малых.

Ширина печей с нижними топками принимается больше расчетной на 630 мм.

Площадь пода камерных печей определяется суммарной площадью, занимаемой заготовками или изделиями, и зазорами между ними.

Единовременную садку (емкость) камерных печей периодического действия определяют исходя из размеров пода (ширины и длины) и нагреваемых заготовок или изделий. Для этого вычерчивают эс­киз расположения изделий или план печи с изделиями, размещенными на поду с зазорами, величина зазоров:

10—15 мм для малогабаритныхзаготовок;

100—300 мм для крупногабаритных заготовок.

Коэффициентом использования площади пода (К_п.д.) называют отношение площади, занятой изделиями, к общей площади пода:

К_п.д = F _пол / F _общ = 0,7- 0,9 (6)

Определив основные размеры печи, составляют эскиз или чертеж ее общего вида. Внутренние размеры электропечей выбирают исходя из условий размещения нагревательных элементов, для чего ширину печей увеличивают на 100—230 мм на сторону. Размеры рабочего пространства шахтных

печей определяют из условия размещения изделий, подвешенных или установленных в приспособлениях, с зазором 115—230 мм на сторону.

Высоту свода (в мм) рабочего пространства печей над заготовками определяют по формуле М. А. Глинкова:

Н = (А+0,05В) (t_n /1000) + S (7)

где А — коэффициент, зависящий от температуры печи, А = 0,5-0,55 для печей, работающих с температурой до 900° С, А = 0,65 — для печей с температурой выше 1500° С;

t_n — температура печи;

В — ширина печи, мм;

S — толщина нагре­ваемых изделий, мм.

Высота свода рабочего пространства над заготовками в камерной печи зависит от способа размещения горелок и необходимой толщины слоя излучающих газов над нагреваемыми изделиями: 400—600 мм для малых печей и 600—900 мм для больших печей.

Высота сводов методических печей над заготовками должна быть такой, чтобы газы в сварочной зоне перемещались со скоростью 1—2 м/с, а в методической зоне со скоростью 2—3 м/с.

F=G/g, (8)

где g - удельная производительность печи кг / (м² * ч)