Оборудование для термообработки электродов

Электрические печи. Одной из распространенных является методическая сушильно-прокалочная печь ОКБ-759 периодического действия. После опрессовки электроды вручную раскладывают на металлические рамки и помещают на тележки. В определенное время входные двери печи автоматически открываются, толкатель вкатывает тележку с электродами по рельсам в лечь. Одновременно открывается противоположная выходная дверь, через которую выкатывается очередная тележка с прокаленными электродами. В печи одновременно находится 14 тележек с электродами.

Теплоносителем является воздух. Его нагревают электрическими нагревателями, расположенными на боковых стенках печи. Вентиляторами осуществляется продольное и поперечное перемещение воздуха. Охлаждаются электроды цеховым воздухом вне печи.

Камера печи — это тоннель, в поперечном сечении ко­торого располагаются две, а по длине — 24 стопы с элек­тродами. Печь имеет девять тепловых участков и зону охлаждения. Система циркуляции газов в каждом уча­стке замкнутая. Воздух нагревается выносными электрокалориферами. Центробежным вентилятором он подается через распределительные короба в камеру печи, где и отдает тепло электродам. Короба установлены внутри печи по боковым стенкам. Равномерное распределение тепла по сечению стопы создают металлические решетки, установленные на выходе из коробов.

В боковых панелях камеры выполнены люки для отбора проб электродов во время работы печи. Имеются также двери для проведения ремонтных работ.

На выходе из печи стопа рамок снимается разгрузочным устройством, которое содержит накопитель и подъемно-опускной стол, аналогичные установленным в загрузочной части. Разгружаются электроды аналогично загрузке, но в обратном порядке. С рамок электроды поступают на сортировочно-упаковочныи конвейер. Освободившиеся рамки опускаются на конвейер возврата их к месту загрузки. Цикл заканчивается.

ВНИПИТеплопроектом разработана другая модификация такой печи для термообработки электродов диаметром 4—5 мм. Она обладает производительностью 6 т/смену. Печь предназначена для электродов специального назначения.

Камера печи представляет собой тоннель прямоугольного сечения. Камера сушила имеет четыре тепловые зоны, прокалочная — две тепловые зоны и одну зону охлаждения с замкнутой системой циркуляции воздуха в каждой из них. В тепловых зонах установлены индивидуальные вентиляторы и электрокалориферы. В зоне сушила, калорифера нет. Нагрев воздуха аналогичен описанному выше.

В зоне охлаждения два вентилятора. Зоны печи разделены между собой подъемными металлическими дверями.

Как уже говорилось, при малом объеме производства, а также изготовлении специальных электродов сушку и прокалку электродов выполняют раздельно.

Электроды диаметром 3 мм и более можно сушить в простом и надежном сушильном цепном конвейере (сушиле). Конвейер длиной 12 м имеет сушильную камеру, обогреваемую воздухом. В конвейере три зоны сушки с температурой соответственно 20—50, 50—90 и не выше 60°С. Протяженность зон соответственно 2,5—3, 7—8 и 1,5—2 м. Регулировка температуры автоматическая, максимальная температура в печи составляет 100°С. Установленная мощность сушила 65 кВт.

Электроды нагреваются горячим воздухом. Воздух нагревается в калорифере и вентилятором среднего давления подается в рабочую зону через отверстия каналов, расположенных 'под цепью конвейера. Отверстия имеют заслонки, регулирующие количество подаваемого воздуха. Воздух забирается через отверстия каналов, расположенных над цепью. Нагревательные элементы калорифера выполнены в виде двух трехфазных секций из нихромовой проволоки диаметром 3 мм.

После опрессовки электроды вручную раскладываются на деревянные рамки. Раскладка (раскатка) должна выполняться тщательно, обеспечивая отсутствие соприкосновений электродов друг с другом. Набранные в стопку (не более 20 рамок) электроды помещают на цепь конвейера. Включение конвейера периодическое, по мере загрузки печи. Скорость движения цепей 1,8 м/мин.

Электроды разгружаются вручную по мере выхода рамок из сушильной камеры.

Сушильный конвейер обеспечивает хорошее качество сушки — влажность не превышает 5%. Для этого время нахождения электродов в печи не должно быть меньше 30, 40 и 60 мин для электродов диаметром 3, 4 и 5 мм соответственно.

Конвейер обеспечивает сменную производительность 8 т электродов.

Электроды с повышенным коэффициентом массы (для диаметра 4 мм — более 70%, для диаметра 5 мм — более 60%) перед сушкой должны пройти предварительное подвяливание на воздухе в течение не менее 12 ч.

Электроды прокаливают в камерных прокалочных электропечах. Печь рассчитана на электроды любых типоразмеров, обеспечивает максимальную температуру прокалки 400°С. В печь помещают две тележки, на каждой из которых установлено по две стопки из восьми металлических рамок с электродами. Электроды укладывают на рамках (не более 3—5 слоев), загружают и выгружают вручную. Установленная мощность печи 65 кВт.

Характеристики камерной печи ОСЗ-1 обеспечивают равномерность прогрева каждого электрода. Производительность печи по электродам марки ОЗС-11 диаметром 4 мм составляет 4 т/смену. Время нахождения электродов в печи обычно около 60 мин. После выгрузки обязательно охлаждение электродов на воздухе в течение 30—40 мин.

Индукционные печи. В индукционных печах используется нагрев электродов токами высокой частоты.

Установка имеет три последовательных индуктора, через которые проходит главный транспортер, представляющий собой две параллельные бесконечные цепи. На удлиненные оси каждого звена цепи насажены изоляционные втулки-держатели электродов. Важное значение имеет выбор материала, из которого изготовлены втулки для закрепления незащищенного конца электрода. Используемый материал должен при достаточной механической прочности обеспечить удаление влаги с закрепленного конца.

Частота используемого в индукторах тока составляет 8000 Гц, ток регулируется в пределах от 50 до 400 А при напряжении до 800 В. Полная потребляемая установкой мощность составляет 430 кВт.

Опрессованные электроды подаются барабанным питателем на транспортер загрузки. Здесь они захватываются втулками-держателями сходящихся цепей главного транспортера и проходят последовательно все индукторы в зону охлаждения. Привод главного транспортера осуществляется от двигателя постоянного тока, что позволяет плавно регулировать время нахождения электродов в печи. На выходе из печи цепи транспортера расходятся и электроды поступают на сортировочный транспортер. Применение индукционных установок позволяет резко сократить время термообработки, уменьшить в 4—5 раз производственные площади для печи, уменьшить расход электроэнергии и увеличить КПД печи. Однако даже на более мягких режимах нагрева установлено значительное вспухание покрытия. Диаметр электрода увеличивается на 0,3—0,6 мм, что снижает прочность и влагостойкость покрытия. Кроме того, установка сложна в конструктивном отношении, чувствительна к изменению загрузки электродами.