книги из ГПНТБ / Эстрин, Б. М. Производство и применение контролируемых атмосфер (при термической обработке стали)

Для уравнения (XII-19) можно построить номограм­ му с ориентированным транспарантом, приведенную на рис. 80.

Рис. 80. Номограмма с ориентированным транспорантом для определения величины X = т . + т„. Вместо читать Wp .

242

и (XII-18), величина поперечного сечения печи 5 в зна­ чительной степени определяет общее время т. Чем боль­ ше 5, тем больше т и тем более, следовательно, стабиль­ ны состав и свойства газовой среды в печи.

В целях снижения расхода газа, отнесенного к еди­ нице массы садки, весьма рациональными следует счи­ тать печи с несколькими параллельными потоками. Рас­

открываются последовательно, а не одновременно для всех потоков.

Очень важным параметром при проектировании про­

следовательно, свойства защитного газа в печи, тем проще конструктивное оформление загрузочной стороны печи. Поэтому нужно стремиться к большим скоростям толкания поддонов. Дверца печи при наличии газовых завес должна плотно и в то же время свободно дви­ гаться по направляющим. Высоту подъема следует на­ дежно фиксировать. Плотность прилегания дверцы до­ стигается благодаря ее наклонному размещению (ког­ да перпендикулярная составляющая массы дверцы при­ жимает ее к направляющим) и прежде всего тщательной механической обработкой трущихся поверхностей.

ШАХТНЫЕ ПЕЧИ

Шахтные печи выполняют в виде круглых, квадрат­ ных или прямоугольных шахт с проемом, перекрываемым

244

крышкой. Глубина таких печей достигает 10 м и более.

Расход защитного га­ за в шахтных печах оп­ ределяется по уравнени­ ям второго периода исте­ чения, приведенным для толкательных печей. При­ менимость уравнений лег­ ко доказать (см. рис. 81). Для этого рассмотрим се­ чения а—6 и с—d (до проема и после него). Выделим в слое одну струйку а — с:

мент совпадает с сечением О—О. Давление в этой плос­

Разность давлений (геометрического и пьезометриче­

245

кожуха печн в местах сварки и надежная герметичность сальнико­ вых уплотнений выводов нагревательных элементов.

Итак, часовой объем защитного газа Q для шахтной печи, при­

печь заполнится воздухом. Избежать этого часто весьма трудно. Применение газовой завесы для горизонтально расположенных про­ емов связано с серьезными техническими трудностями (необходимо сжатие газо-воздушной смеси).

Истечение с постояннным напором даже при весьма малых значениях последнего приводит к очень большим расходам газа.

Так, например, в предыдущем примере при напоре, равном 0,3 м, расход составил бы 600 м3 /ч, а при напоре 0,1 м он был бы равен 340 м3 /ч, что из экономических соображений нерационально.

В данном случае вопрос можно решить следующим образом. Будем исходить из того, что печь к моменту загрузки изделия неизбежно заполнится воздухом. Как только дверца закроется, поступающий газ начнет свя­

246

(продолжительность этого времени зависит от интен­ сивности обмена, т. е. от расхода газа).

Пока температура изделия невысока, это обстоя­ тельство не вызовет обезуглероживания или заметного

КАМЕРНЫЕ ПЕЧИ

Камерная печь состоит из прямоугольной камеры с огнеупорной футеровкой и теплоизоляцией, перекры­ той сводом и помещенной в герметический металли­ ческий каркас. Загрузку и выгрузку садки осуществ­ ляют через отверстие в передней стенке, прикрываемой дверцей.

В отличие от толкательных и шахтных печей камер­ ные печи характеризуются весьма невыгодными геомет­ рическими соотношениями, в результате чего при откры­ тии дверцы печь мгновенно заполняется воздухом.

Для предотвращения проникновения воздуха в печь необходима пламенная завеса. Она должна включаться в момент открытия дверцы и выключаться, когда двер­ ца полностью закроется. Для этого у верхнего и нижне­ го положения дверцы устанавливают конечные выклю­ чатели, связанные с катушками соленоидных клапанов. На рис. 82 показаны отдельные элементы завесы. В за­ весе сжигается газо-воздушная смесь, содержащая 50% воздуха, необходимого для полного сжигания. Смесь приготовляют следующим образом. Сжатый воздух проходит соленоидный клапан, регулятор давления типа

247

никновения сжатого воздуха в газовую сеть), регулятор и расходомер давления поступает в смеситель. Из П О С Л е Д -

Г-С**

него смесь идет к трубе, снабженной специальными го­ релками. У каждой из них предусмотрены центральный и периферийный выходы смеси, что позволяет при ма­ лых ее расходах создавать факел с крупным сечением. Благодаря этому на небольшом расстоянии от устья горелок факелы отдельных горелок сливаются, образуя сплошную завесу, через которую воздух не может про­ никнуть в печь.

Трубу с горелками поэтому следует устанавливать несколько ниже порога печи. Тогда весь открытый проем будет надежно перекрыт сплошной пеленой раскален­ ных газов.

248

Для зажигания смеси в момент открытия дверцы предусматривают установку двух дежурных инжекционных горелочек, располагаемых с двух концов над тру­ бой с горелками.

Если высота открытого проема не превышает 300 мм, то достаточно обычного сетевого давления газа (200 мм вод. ст.).

Расход смеси Q для пламенной завесы определяют в зависимости от площади открытого проема F0 . Он мо­ жет быть вычислен, согласно экспериментальным дан­ ным, по формуле

газа в камерной печи при относительно малых расходах защитного газа.

От конструкции дверцы, а главное от того, как она изготовлена, зависят результаты безокислительного на­ грева. При плотной дверце и надежно действующей пламенной завесе в камерной печи удается осуществить не только безокислительный нагрев, но и нагрев, исклю­ чающий обезуглероживание.

Для камерных печей экспериментально установлена

воздуха в печь при открытии дверцы, так как потребо­ валась бы подача огромного количества защитного га­ за, чтобы этого избежать,

Но во многих случаях использование такой печи воз­ можно и при относительно малом расходе газа, напри­ мер когда требуется безокислительный нагрев под за­ калку крупных изделий.

При закрытии дверцы, некоторое время в газовой среде печи будет существовать высокая концентрация углекислоты и водяных паров. По мере поступления но­

249

= 6,36%; 1|>=0,109%. Тегда по уравнению (XII-22) Q х 16 м 8 /ч .

Расход, полученный по формуле (XII-22), нужно сопоставить с расходом, определяемым по формуле (XII-24), и выбрать более высокое значение.

При нагреве мелких изделий необходимый расход газа (при от­ сутствии завесы) сильно возрастает. Так, например, согласно фор­ муле (XII-22), при х [ = 0 , 1 ч Q составляет 40 м3 /ч.

К О Л П Л К О В ЫЕ П Е Ч И

Колпаковая печь представляет собой цилиндриче­ скую или прямоугольную камеру, открытую снизу, п несколько неподвижных стендов. Загружаемые материа­ лы помещают на стенд. Сверху на него устанавливают жароупорный муфель, а затем колпак — камеру печи, выполненную из металлического каркаса с огнеупорной кладкой и теплоизоляцией.

По окончании нагрева колпак отключается п краном переносится на соседний стенд, где предварительно была установлена загрузка и проведена продувка муфеля защитным газом.

Остывание садки осуществляется на стенде под жа­ роупорным муфелем в среде защитного газа.

Муфель уплотняется масляным или песочным затво­ ром. У колпака в целях снижения тепловых потерь так­ же предусмотрен песочный затвор.

Колпаковые печи широко применяют на металлур­ гических заводах для отжига тонкого листа в пакетах, ленты в рулонах или проволоки в бунтах [59].

Для усиления конвективного теплообмена стенды колпаковых печей снабжены жароупорными вентилято­ рами: муфелем и конвективными прокладками (диска­ ми). Защитный газ отбрасывается вентилятором к пе-

250

риферии муфеля, затем через конвективные диски (омы­ вая торцовые части рулонов) засасывается вентилято­ ром. При этом стопа рулонов, находящихся сверху, должна быть закрыта.

Такая организованная конвекция значительно повы­ шает скорость иагрева и делает этот нагрев более рав­ номерным.

ролиза и крекинга смазки. Последняя обогащается ме­ таном, окисью углерода, парами воды и по своим свой­

251