Камерная печь с неподвижным подом. Приблизительные материальные и тепловые балансы. Мероприятия по снижению расхода топлива

Камерная печь с внешней механизацией – печь, в которой загрузка и выгрузка металла происходит за счет механических устройств, расположенных за пределами печи. Эта печь не имеет тех потерь теплоты, которые есть в печи с выкатным подом при погрузке металла на подину. Но, с другой стороны, загрузка металла в печь с внешней механизацией усложнена. Обычно для крупных печей используется мощная напольная загрузочная машина, перемещающаяся по рельсам вдоль торцов загрузки ряда печей и обслуживающая эти печи. Если на заводе (в цехе) планируется иметь 1-2 печи, то нет смысла иметь громоздкую напольную машину, а надо иметь печи с выкатным подом.

Пример печи с неподвижным подом представлен на рис. 9.15. Особенность данной печи в наличии подподовой топки для сжигания топлива.

1 ‑ рабочее пространство; 2 ‑ каркас; 3 ‑ отверстия для термопар; 4 ‑ дымоотводящие каналы; 5 ‑ заслонка; 6 ‑ подподовая топка; 7 ‑ канал входа дыма в рабочее пространство; 8 ‑ сборный канал для дыма; 9 ‑ механизм подъёма заслонки; 10 ‑ уг­луб­ления в подине для лап напольной машины; 11 ‑ рециркуляционный канал; 12 ‑ го­рел­ка

Рис. 9.15 – Камерная печь с внешней механизацией

Принцип работы печи следующий. Перед загрузкой садку готовят, т.е. укладывают на специальные подставки. Далее лапы напольной машины пропускаются под эти подставки и вся садка полностью отвозится напольной машиной к нужной печи. В печи поднимается заслонка и на лапах напольной машины садка заносится в печь. После этого лапы опускаются в специально предусмотренные углубления в подине, передавая садку подине, и вытаскиваются из печи. Заслонка закрывается. Подставки, на которые укладывалась садка, остаются в печи на всё время термообработки, используются многократно и поэтому они выполняются из жаропрочной стали.

После загрузки садки включаются горелки в подподовых топках. Образовавшиеся продукты горения проходят под подиной и поступают в рабочее пространство через канал 7 (рис. 9.15). Через рециркуляционный канал 11 в подподовую топку подсасываются газы из рабочего пространства. В результате этого снижается уровень температуры газов, выходящих в рабочее пространство, и обеспечивается интенсивная циркуляция печных газов.

Отвод отработанного дыма происходит через отверстия в боковых стенках на уровне подины и возле свода. Отверстия и вертикальные каналы для отвода дыма хорошо видны на разрезе А-А пунктирными линиями. Дым с левой и правой стенок печи собирается в один канал (на рис. 9.15 не показано) и далее через рекуператор уходит к дымовой трубе. Обычно несколько печей обслуживаются одной дымовой трубой.

Печь достаточно газоплотна, единственный песочный затвор устанавливается между заслонкой и подиной. Как и другие камерные печи, печь не имеет дополнительных смотровых окон.

Ориентировочный тепловой баланс печи с неподвижным подом приведен в табл. 9.8. Данный баланс составлен при следующих условиях: нагрев садки массой 320 кг под закалку от 20 до 850 °С с конечным перепадом температур по сечению 5 °С.

В данном примере удельный расход топлива составил 3716 / 29,3 = 127 кг у.т./т металла из-за высокой температуры уходящих из печи продуктов горения и отсутствия теплоутилизирующих устройств. В целом, удельный расход топлива в печи с внешней механизацией меньше, чем в печи с выкатным подом, и составляет при отжиге (температура печи 840 °С) в зависимости от длительности процесса термообработки около 40-140 кг у.т./т металла.

Таблица 9.8 – Ориентировочный тепловой баланс камерной печи с

неподвижным подом (на 1 кг нагретого металла)

Приход		%	Расход		%
1. Химическая энергия топлива		98,4	1. Физическая теплота нагретого металла (t = 850 °С)		15,4
2. Физическая теплота воздуха для горения (t = 20 °С)		1,3	2. Физическая теплота продуктов горения топлива (t = 1045 °С)		55,0
3. Физическая теплота металла (t = 20 °С)		0,2	3. Потери теплоты на аккумуляцию кладкой		12,4
4. Физическая теплота топлива (t = 20 °С)		0,1	4. Потери теплоты теплопроводностью через кладку		10,7
			5. Потери теплоты излучением при посаде и выдаче садки		6,5
Итого		100,0	Итого		100,0

Для снижения расхода топлива можно предложить следующее:

1. совершенствование системы отопления для улучшения циркуляции дыма в рабочем пространстве, например, путём совмещения форкамерного и подподового сжигания топлива, применением импульсной системы отопления;

2. разделение функций нагрева и выдержки между разными печами с пересадкой садки из одной печи в другую по ходу процесса термообработки;

3. оптимизация температурного режима термообработки путём максимально быстрого прохождения первой стадии нагрева;

4. использование современных теплоизоляционных материалов в кладке печи;

5. организация отопления печи регенеративными горелками с шариковой насадкой.