Контрольные вопросы
1. Какие печи относятся к камерным?
2. Назначение камерных печей
3. Размещение нагревателей в низкотемпературных и высокотемпературных камерных печах
4. Как осуществляют загрузку- выгрузку деталей в камерных печах
5. Какие элементы печи называются под и свод
6. Какой конструкции бывают дверцы камерных печей
7. Как закрепляются нагреватели в рабочей камере печи
8. Какие камерные печи относят к низкотемпературным, как они маркируются.
9. Конструктивные особенности низкотемпературных печей
10.Какие печи относят к среднетемпературным камерным печам
11.В чем конструктивная особенность камерной среднетемпературной печи с газовой завесой
12.В чем отличие футеровок низкотемпературных и высокотемпературных печей
13.Расшифруйте маркировку: СНЦ-5.10.5./9.5
14.Расскажите устройство камерной печи-агрегата, его назначение.
15.Какие печи относятся к высокотемпературным печам, их конструктивные особенности
16.Какие нагреватели используются для низко- средне- и высокотемпературных печей
|
|
17.Какие новые тенденции в конструировании камерных печей намечаются
Шахтные печи являются второй распространенной группой печей периодического действия. Они выполняются в виде круглых, квадратных или прямоугольных футерованных шахт, закрываемых сверху крышкой.
Нагреватели в шахтных печах устанавливаются обычно по боковым стенкам и защищаются от повреждений при загрузке и разгрузке печи специальными жароупорными направляющими. Эти печи легко загружаются с помощью тельфера или крана, занимают мало места при заглублении в землю и легко герметизируются.
Шахтные печи выпускаются высотой от 0,5 до 30 м. По высоте (глубине) эти печи делятся на малые (до 3 м) и большие (более 3 м). В машиностроительных предприятиях с небольшим объемом производства, но с большой номенклатурой термообрабатываемых изделий, широкое распространение нашли малые шахтные печи.
По рабочей температуре шахтные печи можно разделить на:
а) низкоотпускные (больше 300 °С),
б) высокоотпускные (400…700 °С),
По назначению на:
а) закалочные и нормализационные (750…1300 °С
б) для азотирования (500…700 °С).
По среде нагрева шахтные печи выпускаются:
а)для работы с окислительной атмосферой;
б) с защитной атмосферой;
в) вакуумные. Вакуумные шахтные печи применяются для отжига и старения цветных сплавов (титановых).
Почти все печи до рабочей температуры 1000 °С оснащаются вентиляторами. Рабочее место вентилятора размещается под крышкой или над подом. В низкотемпературных печах (до 700 °С) вентиляторы применяются для увеличения и скорости равномерности нагрева изделий за счет вынужденной конвекции печной среды. В высокотемпературных печах с защитной атмосферой вентилятор служит для выравнивания газовой сферы интенсивным перемешиванием в печной камере.
|
|
Для цементации и нагрева под закалку в защитной атмосфере шахтные печи выпускаются в муфельном исполнении.
Муфель сваривается из жаростойкой стали (12Х18Н10Т) в виде цилиндрической обечайки с полусферическим дном. Муфель устанавливается в камеру печи (на крестовину). Затем в корзины с решетчатым дном укладываются детали и корзины устанавливают друг на друга в муфель. Число одновременно загружаемых корзин может составить от 2 до 4 и определяется глубиной печи.
Сверху муфель закрывается крышкой с вентилятором. Крышка также имеет два отверстия для подвода и отвода газовой атмосферы.
Муфельные цементационные печи имеют следующие недостатки:
* низкая стойкость муфелей (до года);
* температура этих печей на 100…150 °С выше, чем рабочая.
Имеются также безмуфельные цементационные печи.
Шахтные печи для термической обработки валов и труб выполняются глубиной до 10 м и более с несколькими тепловыми зонами для равномерности подогрева по высоте. Партия таких печей собирается вне печи в пачки, закрепляется в специальной подвеске и краном опускается в печь.
Эти печи занимают меньше места, удобны в эксплуатации, легко уплотняется крышка песочным, масляным или водяным затвором для крышки. Благодаря их большой компактности и хорошему уплотнению потери этих печей составляют всего 15…25 % номинальной мощности.
Электротехническая промышленность выпускает шахтные печи различного сечения мощностью от 25 до 229 КВт. Могут изготовляться индивидуальные шахтные печи более крупных размеров, большей мощности на 1200 °С.
Индексы некоторых шахтных печей:
СШО - 4.4/7(25) и СШ3 - 4.4/7(25) - садка до 600кг;
СШО - 6.12/7(60) и СШО - 6.12/7(60) - садка до 900кг;
СШО - 10.10/7(80) и СШО - 10.10/7(80) - садка до 1100кг;
СШО - 6.12/10(75) и СШО - 6.12/10(75) - садка до 1000кг;
СШО - 10.10.10/(135) и СШО - 10.10.10/(135) - садка до 1200кг;
Шахтные печи для цементации СШЦМ - 6.6/9 имеют садку 400 кг; СШЦМ - 6.12/9 - 800 кг и СШЦМ - 6.20/9 - 900 кг.
Для газового азотирования применяются как муфельные, так и безмуфельные шахтные печи:
США - 2.3/6(12) США - 12,5.60/6(380)
США - 3,2.4,8/6(20) США - 15.30/6(200)
США - 8.12/6(100) США - 15.22,4/6-Б(180)
США - 8.35/6(250) США - 25.37,5/6-Б
США - 8.60/6(370) США - 25.45/6-Б(360)
В скобках указана мощность в КВт.
Кроме электропечей широкого назначения, которые приведены в таблице (как основной ряд) могут использоваться по отдельным заказам шахтные электропечи с металлическими нагревателями дополнительного размерного ряда.
В небольших термических участках с широкой номенклатурой термообрабатываемых изделий получили применение универсальная шахтная электропечь ОКБ-664А (см. альбом рис. 79.)с температурой 250…950 °С в окислительной и защитной среде (закалки, низкий и высокий отпуск, цементация). Использование печи только для одной операции термообработки нерентабельно. Поэтому целесообразно использовать универсальные печи. Эти печи используются для термообработки различных узлов из черных и цветных металлов. Имеют небольшие размеры рабочей камеры. Благодаря наличию мощного вентилятора, смонтированного в поду рабочей камеры достигается незначительный перепад температуры по всему объему печи ±3 °С при рабочей температуре до 700 °С.
Электропечи типа СШ3-15.60/7 и СШ3-15.60/10 используются для термической обработки деталей типа штанг и штоков.
Высокотемпературные печи, работающие при температурах до 13000С, снабжены карборундовыми нагревателями (силиты).
СШ3-2.2.10/13 (32 КВт) СШ3-5.5.20/13 (126)
СШ3-3.3.15/13 (63 КВт) СШ3-8,5.8,5.25/13 (200)
Эти электропечи прямоугольного сечения предназначены для термообработки длинномерных изделий из легированной стали различных марок, протяжек из быстрорежущей стали, деталей типа валов, клапанов двигателей и др.
|
|
Прямоугольные шахтные печи имеют крышку, состоящую из двух частей, раздвигаемых с помощью ручного механизма в противоположные стороны. Карборундовые электронагреватели с диаметром 25 мм и длиной рабочей части 400 мм располагаются вдоль двух противоположных стенок рабочей камеры. От повреждения электронагреватели защищены карборундовыми плитами. Рабочее пространство печей разделено по высоте на тепловые зоны, в которые вмонтированы самостоятельно регулируемые нагреватели.
Выпускаются также шахтные печи специального назначения для химико-термической обработки.
При проведении отжига стальных изделий их остывание после нагрева должно осуществляться медленно. Время остывания может в 2-3 раза превосходить время нагрева. Кроме того, остывание с печью приводит к потере аккумулированного кладкой тепла. Поэтому для обжига целесообразнее использование колпаковых или элеваторных печей.
Наиболее просты по конструкции и в эксплуатации безмуфельные шахтные печи. Они представляют собой вертикальный цилиндрический кожух из листовой и профильной стали, в котором помещена теплоизоляция (футеровка) и нагреватели, укрепленные на ней или на независимых элементах крепления. Печи этого типа сравнительно небольших размеров рабочего пространства (диаметром примерно от 600 до 1000 мм) используются для тех же целей, что и камерные электропечи широкого назначения, — для термической обработки различных изделий и деталей во многих отраслях промышленности.
Важным преимуществом в эксплуатации шахтных печей является возможность загрузки и выгрузки их с помощью универсальных подвесных механизмов типа кран-балок, тельферов и т. п., что весьма удобно при использовании печей для обработки многих изделий и материалов. В шахтной печи наиболее полно используется полезный объем камеры. Это достигается за счет загрузки малогабаритных деталей в корзины и их посадкой в печь. При этом диаметр корзин должен быть меньше диаметра рабочего пространства не менее на 100 мм. Корзины устанавливаются в печи друг на друга по высоте шахты. Крупные детали, например шестерни, кольца, различные сборочные узлы, крепят на специальных приспособлениях, которые также устанавливают по высоте печи, заполняя рабочее пространство.
|
|
Шахтные электропечи незаменимы при термообработке длинномерных изделий, например валов, штанг, труб, инструмента типа протяжек и другого, обрабатываемых в вертикальном положении, для чего изделия подвешиваются в печи с помощью приспособлений, что обеспечивает минимальные деформации при нагреве. Для промышленной шахтной печи необходим приямок для ее заглубления с тем, чтобы загрузочный проем находился на удобной для обслуживания высоте (около 1 м) над уровнем пола, или (при отсутствии приямка) достаточная высота производственного помещения с сооружением рабочей площадки.
В ряде конструкций шахтных электропечей широкого назначения предусматривается применение защитных атмосфер, предотвращающих окисление деталей при термообработке, для чего кожух печи выполняется газоплотным и имеются устройства уплотнения крышки.
Для проведения общепромышленных процессов химико-термической обработки стальных изделий - цементации, нитроцементации, азотирования — выпускаются специализированные шахтные электропечи с муфелем, в котором создается необходимая технологическая атмосфера. Основной объем проведения этих процессов в ЭППД приходится на шахтные муфельные электропечи; они используются по данному назначению на предприятиях машиностроения и других отраслей промышленности как во вспомогательном производстве — инструментальном, ремонтном, так и в основном, кроме крупносерийных производств, где применяются печи непрерывного действия.
Как и другие общепромышленные ЭППД, шахтные электропечи производятся серийно в виде рядов типоразмеров. Специфика их конструкции — сравнительно простой для изготовления кожух из цилиндрических обечаек — позволяет эффективно применять модульный принцип изготовления, изменяя размер печи по высоте (глубине) шахты. В связи с этим производители выпускают серии печей, в которых для каждого из ряда диаметров рабочего пространства имеется несколько типоразмеров, различающихся высотой.
Общепромышленные шахтные электропечи выпускаются в нашей стране и за рубежом на номинальные температуры от 600 до 1200 °С. В пределах этого диапазона целесообразно рассматривать, как и в других ЭППД, две группы по уровню рабочих температур, с чем связаны конструктивные различия и технологическое применение печей.