Вы здесь

Камерные печи периодического действия

Камерные печи периодического действия являются самой простой и универсальной конструкцией термических печей. Их применяют при единичном и серийном производстве, когда приходится нагревать детали, разнообразные по форме,  размерам,  марке стали и режимам термической обработки. Температура в камерной печи постоянна, но может меняться во времени при нагреве и охлаждении деталей, посадке новой партии и т.п. Конструкции камерных печей рассматриваются согласно принятой классификации по способу загрузки деталей и устройству рабочей камеры.
 
КАМЕРНЫЕ ПЕЧИ С НЕПОДВИЖНЫМ ПОДОМ И СВОДОМ
Камерные печи с неподвижными подом и сводом, применяемые для нагрева сравнительно легких деталей,  имеют небольшую производительность. Наиболее распространенными  являются конструкции камерные печей с непосредственным отоплением или нижними топками. На рис. 2.1. приведена типовая конструкция печи с тремя нижними топками 3, работающими на газовом топливе.

Для усиления циркуляции газов в рабочее пространство печи введены дополнительные горелки 2. В топке над горелкой имеется отверстие 1 для подсоса продуктов сгорания и создания рециркуляции. Дымовые газы отводятся через отверстия в поду и боковых стенках рабочего окна в боров. Технические данные по некоторым печам конструкции Теплопроекта приведены в табл. 2.1.

На рис.2.2 показана конструкция большой печи с площадью пода 7,15х2,2=15,7 кв.м. для отжига прутков или труб.

Печь обеспечивает высокую равномерность нагрева садки за счет тепла пода и рециркуляции продуктов сгорания. С целью механизации загрузки и разгрузки печи на ее поду сделаны два продольных углубления 1, в которые входят штанги загрузочной напольной машины. Дымовые газы отводятся по продольным щелям и каналам в боковые стенки печи в два сборных борова 2. Масса садки 17-15 т, примерная нагрузка на под около 1 т/кВ.м.
 
В большинстве случаев газовые камерные печи, работающие при температуре 900 С и выше, выполняют с непосредственным отоплением. Горелки по высоте печи располагают в два ряда в шахматном порядке.
 
Факел верхних горелок направляется под свод печи, а нижних –под изделия, в результате чего создаются кольцевые потоки газов, энергично омывающие садку. Продукты сгорания отводятся в боров по каналам в боковых стенках печи между горелками. Производительность печи при площади пода 1,2 -1,4 кв.м. и температуре 1000 С составляет около 250 кг/ч.
 
Правильно сконструированные печи с непосредственным отоплением характеризуются высокой равномерностью нагрева, простотой конструкции, небольшими потерями тепла и поэтому их используют при температурах 900-1200 градусов.  Если же температура печи ниже 750 градусов, поддерживать горение газа без топки трудно.
 
При нагреве в камерных низкотемпературных печах  целесообразно создавать принудительную циркуляцию атмосферы. На рис 2.3, а приведена конструкция большой сдвоенной двухэтажной печи для нагрева толстых листов, пакетов труб и прутков.

Эту печь  отапливают газом (мазутом). Для принудительного движения продуктов сгорания применяют центробежные вентиляторы 5. Каждая камера имеет один вентилятор в задней торцевой стенке печи, который отсасывает продукты сгорания из рабочего пространства а1 и направляет из в обводной канал 2, расположенный в верхней камере – над сводом печи, а в нижней под подом.
 
Для компенсации потерь тепла циркулирующими газами в обводные каналы подводят свежие продукты сгорания, получаемые при сжигании газа в специальных жаростойких трубах 3, вставленных в каналы поперек печи.
 
Труба с торца имеет горелку или форсунку 4, а вдоль длины по направлению движения газов ряд отверстий для выхода горячих продуктов сгорания.  Избыточные продукты сгорания отводятся вверх у разгрузочного окна и в боров. Жаростойкие трубы можно заменить устроенными в верхнем и нижнем обводных каналах специальными топками 1 , отделенными от циркулирующего потока продольными стенками 2 (рис. 2.3, б). Из топок продукты сгорания поступают в основной поток циркулирующих газов. Для того чтобы детали в печи нагревались с двух сторон, их приподнимают на продольных подставках. Печь загружается и разгружается с помощью  напольной загрузочной машины.
 
Для нагрева в контролируемых атмосферах применяют муфельные камерные печи и муфелирование пламени, осуществляемое трубчатыми нагревательными элементами, расположенными поперек печи в два ряда по высоте над нагреваемыми деталями и под ними. Герметичность печи создают с помощью листового наружного кожуха. Места ввода нагревательных труб уплотняют специальными сальниками, что дает возможность расширяться трубам при нагреве, не нарушая герметичности. Для повышения равномерности нагрева садки устанавливаются вентиляторы. Для термической обработки деталей широко применяют электрические  камерные печи. Типовой конструкцией электрической камерной печи, имеющей температуру 600-900 градусов, являются печи заводов ЭТО (рис.2.4).

Они имеют ленточные нагревательные элементы 3, расположенные зигзагами в два рядапо боковым стенкам, на поду печи и на своде. Подподовые нагревательные  элементы размещены на специальных алундовых гребенках 5 и защищены массивной металлической жаростойкой плитой 6 с боковыми ребрами или карборундовой плитой. Концы нагревателей выведены на заднюю стенку и защищены кожухом 4. У заслонки 1 печи имеется трубка 7 с рядом отверстий для подвода защитного газа.
 
Пуск защитного газа в печь осуществляется механизмом подъема 2 заслонки. Термопара и плавкий предохранитель, рассчитанный на определенную предельную температуру, вводятся через свод печи. Печь заключена в железный кожух.
 
С целью повышения равномерности нагрева электрические элементы сопротивления могут быть размещены на всех шести сторонах рабочей камеры, включая и заслонку.
 
В печах с температурой 1200-1300 градусов применяют карборундовые неметаллические нагревательные элементы. Такие нагревательные элементы дают температуру в печи до  1400 градусов. Их обычно располагают с двух сторон рабочего пространства печи на боковых стенках или на своде и поду. Подовые нагреватели перекрывают плитой из карборунда или жаростойкой стали. Количество стержней  выбирается кратное трем, чтобы обеспечить равномерную загрузку сети трехфазного тока. В процессе работы стержни окисляются и их удельное электросопротивление повышается. Поэтому они должны быть включены в цепь через ступенчатый трансформатор или автотрансформатор, который позволит сохранить первоначальную мощность, несмотря на повышение удельного сопротивления. На рис. 2.5 показана конструкция высокотемпературной камерной электрической печи заводов ЭТО с горизонтально расположенными в два ряда силитовыми стержнями, карбид-кремниевыми (SiC) нагревателями.

Напряжение на стержнях составляет 50-80 В. 
На рис. 2.6. изображена печь с нагревательными элементами 1 из дисилицида молибдена, имеющими U-образную форму и размещающимися вертикально вдоль стенок рабочей  камеры.

Нагревательные элементы устойчиво работают при температуре печи до  1500 градусов. Питание осуществляется через понижающие трансформаторы. Под печи представляет собой карборундовую плиту 2, уложенную на шамотные столбики. Огнеупорная часть футеровки выполнена из высокоглиноземистого и легковесного шамота, теплоизоляция – из ультралегковесного кирпича. Температура ниже 1300 градусов может быть достигнута и с помощью металлических нагревателей из сплава Х27Ю5. Основные характеристики  камерных печей, выпускаемых заводами ЭТО, приведены в табл. 2.1.
 
Электрические камерные печи с температурой  600 градусов и ниже выполняются с принудительной циркуляцией.

На рис. 2.7. изображена большая камерная электрическая печь для отжига труб из медных сплавов. Осевой вентилятор 2, приводимый во вращение электродвигателем 4, находится в крышке 3, которая при загрузке садки откатывается в сторону на роликах 1.Отжигаемые трубы размещают на легком поддоне в виде корзины 5, последняя выдвигается из печи по роликовым направляющим 7. Вентилятор 2 отсасывает нагретый воздух (или защитную атмосферу)  через изделия и гонит его вдоль стенок печи через нагревательные элементы 8, расположенные на поду, своде и стенках печи. Корзина имеет кожух 6, направляющий движение газов.
 
Закалочные камеры печи при нагреве изделий в контролируемой атмосфере снабжаются герметично закрываемым тамбуром для избежания окисления деталей в момент переноса их в закалочный бак. Для облегчения условий труда процесс закалки механизируют. На рис. 2.8, а представлена конструкция механизированного агрегата периодического действия с муфелированием пламени.

Печь 8 отапливается природным газом, сжигаемым в U-образных горизонтальных трубчатых нагревателях 9. Для перемешивания и циркуляции атмосферы устанавливаются специальные осевые вентиляторы 11. Печь снабжается герметично соединенным с ней тамбуром 5, внизу которого размещается бак 12 для закалки.
 
Закалочный бак имеет двухъярусный подъемный стол 4. Нагретый поддон с изделиями выдается из печи на нижний ярус подъемного стола. При опускании изделий в бак для закалки с верхнего яруса подъемного стола в печь подают ранее загруженный на него холодный поддон с деталями. Подъемный стол движется с помощью гидравлического цилиндра 6. Поддон  с изделиями загружается на стол 2, расположенный перед тамбуром печи, и перемещается по роликовым направляющим с помощью цепного толкателя-выталкивателя, проводимого в движение от гидравлического цилиндра 1 через реечный механизм. Аналогичный толкатель-выталкиватель 10 устанавливают на задней стенке печи; он служит для передачи поддона со стола закалочного тамбира в печь и обратно. Толкание осуществляется цепями, расположенными в специальных корытных направляющих. Печь в тамбур герметизируются заслонками 3 и 7, приводимыми в движение через цепные колеса от гидравлических цилиндров. Наружная заслонка 3 снабжена эксцентриковым прижимным устройством. Механизмы загрузки, выгрузки поддонов и подъема заслонок сблокированы.
 
В данном механизированном агрегате, кроме закалки, можно проводить нормализацию с охлаждением в защитной среде и химико-термическую обработку. Заводы ЭТО изготовляют аналогичные механизированные агрегаты с электрическим нагревом типа СНЦА, особенностью которых является то, что вентилятор 1 размещен в своде печи. Электрические нагреватели 2 находятся на поду печи, своде и боковых стенах. Детали по агрегату передвигаются с помощью цепного толкателя-вытаскивателя 3, который приводится в движение от электродвигателя через редуктор. В остальном конструкции электрического агрегата СНЦА и ТНЗМА аналогичны. Если металлические электронагреватели расположены непосредственно в печи, срок их службы при температуре 950-1000 градусов в режиме цементации составляет 5-6 мес, а в режиме закалки 8-10 мес.
 
Камерные универсальные печи и агрегаты аналогичных конструкций широко применяют в зарубежной практике, а также в отечественной. Заказать изготовление подобных печей, а также их приобретение Вы можете в  «ООО Лори-Термо».
 
Ответственные детали часто обрабатываются в вакуумных печах. На рис.2.9,а показана схема камерной вакуумной электропечи для нагрева и охлаждения деталей в нейтральном газе или в масле.

Она состоит из 3 , 1 и 6 камер, предназначенных  соответственно для нагрева садки, ее охлаждения в потоке циркулирующего инертного газа, совершаемого вентилятором 2, и закалки в масле с помощью механизма 5. Корпус печи 4 имеет двойные стенки, охлаждаемые водой, а камера 3 футерована шамотным кирпичом. Максимальная температура печи 1200 градусов.
 
Камерная вакуумная печь для отжига деталей из специальных сплавов изображена на рис. 2.9, б. Рабочая камера печи 5 выложена из легковесного шамота и находится внутри цилиндрического сварного водоохлаждаемого кожуха 8. Между футеровкой печи и кожухом установлены металлические экраны 7, улучшающие условия вакуумирования. Загрузочное окно закрывают водоохлаждаемой дверце 3, уплотненной вакуумной резиной. Дверцу поднимают и опускают с помощью механического привода 4. На боковых стенках и на своде печи располагают спиральные нагревательные элементы 6 из проволоки диаметром 5,5 мм. Детали загружают на поддон 2 специальной тележкой 1. В ряде камерных вакуумных печей футеровку из огнеупорного кирпича заменяют металлическими экранами. Технические данные по некоторым камерным вакуумным печам, приведены в табл.2.3.

ЗАПОЛНИТЕ ФОРМУ ОПРОСНИК
и мы свяжемся с вами в ближайшее время

Заполнить форму

Интересные статьи
Камерные печи периодического действия являются самой простой и универсальной конструкцией термических печей. Их применяют при единичном и серийном производстве, когда приходится нагревать детали, разнообразные по форме,  размерам,  марке стали и режимам термической обработки. Температура...
Уважаемые клиенты. Рады сообщить, что мы расширяем ассортимент наших товаров. Предлагаем карбид кремниевые (SiC) нагреватели. Карбид кремниевые (SiC) нагреватели давно и широко используются в промышленности. Данные нагреватели характеризуется высокой температурой применения до 1650 С,...
Колпаковые печи представляют собой нагревательный колпак со стенками из шамотного кирпича и теплоизоляции общей толщиной 230-350 мм, по внутренним боковым стенкам которого расположены электрические или трубчатые нагревательные элементы. Возможно также отопление горелками или форсунками. Печи широко...