Общая характеристика нагревательных печей металлургических переделов. Конструкция, тепловые режимы работы. Использование защитных атмосфер. Тепловой баланс нагревательных печей.

Нагревательными печами обычно называют печи, в которых осуществляется нагрев металла перед обработкой давлением (прокаткой, ковкой). Часто прокатку металла ведут последовательно на нескольких станах, что определяет и состав парка печей.

Производительность вновь строящихся прокатных станов непрерывно увеличивается. Поэтому общей тенденцией в развитии печей является интенсификация нагрева металла, что позволяет увеличить производительность печного агрегата.

Наиболее распространённым является нагрев прямоугольных заготовок для чего применяют печи периодического (садочные) и постоянного (проходные) действия. В печах периодического действия металл загружается в полностью или частично остуженную печь, и затем постепенно нагревается вместе с печью. Такой метод нагрева, когда температура печи меняется во времени, применяют при нагреве крупных слитков, которые надо греть медленно во избежание возникновения чрезмерного температурного перепада. В чёрной металлургии на периодическом режиме работают нагревательные колодцы-печи, в которых слиток, стоящий вертикально, нагревается с четырёх сторон. Поскольку размеры слитков значительные (толщина обычно около 600 мм, масса около 7 т), подобный нагрев с четырёх сторон обеспечивает необходимую равномерность и производительность.

В печах постоянного действия температура во времени остаётся неизменной. Вместе с тем температура по длине рабочего пространства таких печей может изменяться в соответствии с необходимостью создания целесообразного режима нагрева. Проходные печи постоянного действия – это наиболее распространённые нагревательные печи в чёрной металлургии. Они очень многообразны как по способу транспортировки заготовки через печь, так и по методам отопления. Это толкательные печи, печи с шагающим и роликовым подом; с торцевым, сводовым, боковым отоплением. В таких печах может осуществляться как постепенный (методический) режим нагрева, так и весьма форсированный камерный режим.

Наряду с тепловым и температурным режимом для работы печей большое значение имеет режим давления в печи. Идеальным был бы такой режим давления в печи, при котором холодный воздух не попадал бы в печь, а дымовые газы не выбивались бы из печи. Если холодный воздух попадает в печь, то это приводит к излишнему расходу тепла и увеличивает угар металла. Чрезмерное выбивание дымовых газов приводит к увеличению потерь тепла, пагубно влияет на арматуру печи и затрудняет её обслуживание. Для обеспечения оптимального режима давления в нагревательных колодцах стремятся под крышкой поддерживать небольшое избыточное давление. В проходных печах на уровне нагреваемых заготовок также целесообразно поддерживать небольшое избыточное давление, исключающее подсос воздуха в печь и большое выбивание дымовых газов. Однако полностью выдерживать такое давление по всей длине печи не удаётся.

Толкательные методические печи. Тепловой баланс.

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПЕЧИ ДЛЯ НАГРЕВА СЛИТКОВ И ЗАГОТОВОК ТОЛКАТЕЛЬНОГО ТИПА, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КОНСТРУКЦИИ, СХЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ.

При нагреве металла под обработку давлением в большинстве случаев используют проходные нагревательные печи, обычно их называют методическими печами, поскольку происходит постепенный методический нагрев металла. В таких печах обязательно имеется методическая (теплоутилизационная) зона для предварительного нагрева металла. Методические печи являются печами непрерывного действия, преимущественно с противоточным движением металла и дымовых газов в рабочем пространстве. Печи классифицируются по кол-ву зон отопления. По виду нагрева классиф. на печи с односторонним (без нижнего обогрева) и двусторонним (с нижним обогревом). По системе отопления (с торцевым, боковым и сводовым отоплением), по загрузке и выдачи заготовок (торцевая или боковая), по способу утилизации тепла газов уходящих из рабочего пространства, рекуперативные и регенеративные. Главной конструкционной особенностью, которая оказывает влияние на основной характер работы печи явл. способ транспортирование заготовок. В метод.печах применяют либо проталкивание заготовок (толкательные), либо печи с шагающим ходом и шагающими балками.В метод.толкательных печах заготовки лежат вплотную друг другу и перемещаются вдоль печи спец. толкателем, который находится вне раб. пространства (со стороны загрузки). при проталкивании повреждается поверхность заготовок и образующаяся на поверхности заготовок окалина осыпается. Это приводит к повышенному окислению и обезуглероживанию металла, а также к необходимости очищать подину печи от окалины.Недостатки: 1) необходимость ручной очистки падины от окалиныИспользуют односторонний нагрев, при этом заготовки перемещаются по монолитному футерованному поду. Двусторонний нагрев, когда заготовки перемещаются по водоохлаждающим подовым трубам.Максимальная длина проталкивания равна 200-230 толщин заготовок. Для увеличения длины печи можно использовать наклонный под.

Схема толкательной печи: 1 – толкатель с приводным механизмом; 2 – нагреваемые изделия; 3 – теплоизолированный корпус; 4 – нагревательные элементы; 5 – подина печи; 6 – закалочная ванна