Камерные печи с неподвижным подом

Рисунок 20(2.1[1])

Камерные печи с неподвижными по­дом и сводом, применяемые для нагре­ва сравнительно легких деталей, име­ют небольшую производительность. Наиболее распространенными являются конструкции камерных печей с не­посредственным отоплением или ниж­ними топками. На рисунке 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.

Рисунок 21(2.4[1])

Для термической обработки дета­лей широко применяют электрические камерные печи. Типовой конструкцией электрической камерной печи, имеющей температуру 600—900 °С, являют­ся печи заводов ЭТО. Они имеют ленточные нагревательные эле­менты 3, расположенные зигзагами в два ряда по 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.

Рисунок 22 (2.5[1])

На рисунке показана конструкция вы­сокотемпературной камерной элек­трической печи заводов ЭТО с гори­зонтально расположенными в два ряда силитовыми стержнями. Напряжение на стержнях составляет 50—80 В. рабочая температура до 1200°C.

Рисунок 23 (2.6[1])

На рисунке 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 °С. 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 ультра легковесного кирпича. Температура ниже 1300°С может быть достигнута и с помощью металлических нагревателей из сплава Х27Ю5.

Рисунок 24 (2.8[1])

Закалочные камерные печи при на­греве изделий в контролируемой атмо­сфере снабжаются герметично закры­ваемым тамбуром 5 для избежания окис­ления деталей в момент переноса их в закалочный бак 12. Для облегчения ус­ловий труда процесс закалки механи­зируют. На рис. 24, а представлена конструкция механизированного агре­гата периодического действия с муфелированием пламени ТНЗМА. 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, приводимого 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 тамбура в печь и обратно. Толкание осуществляется цепями, рас­положенными в специальных корытных направляющих. Печь и 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 (рис. 24, б), особенностью которых является то, что вентилятор 1 размещен в своде печи. Электрические нагреватели 2 находятся на поду печи, своде и боковых стенках. 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 °С в режиме цемен­тации составляет 5—6 мес, а в режиме закалки 8—10 мес.

Вакуумные камерные печи

Рисунок 25 (2.9[1])

Ответственные детали часто обрабатываются в вакуумных печах. На рис. 25, а показана схема камерной ва­куумной электропечи СНВ-5.10.5/11,5 для нагрева и охлаждения деталей в нейтральном газе или в масле. Она состоит из камер 3,1 и 6, 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 °С.

Камерная вакуумная печь СНВ-7,5. 20.7/11,5 для отжига деталей из специ­альных сплавов изображена на рис. 25, 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 нагрева изделий. Загрузочное окно закрывают водоохлаждаемой дверцей 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.

Печи с выдвижным подом

Рисунок 26 (2.10[1])

 

На рисунке показана типовая кон­струкция топливной печи с выдвижным подом. Печь имеет горелки 3, расположенные в два ряда по ее высоте. Продукты сгорания отво­дятся с пода по каналам 4. в боковых стенках в два борова 6, которые под печью соединяются в один. Под 2 выдвигают на роликах 1 с помощью реечного механизма. Для герметизации пода на тележке устанавливают затворы 5. Небольшие печи обычно имеют один ряд нижних горелок. При ширине печи свыше 4 м целесообразно применять подвесной свод (при обычном своде его стрела значительно увеличивается, что снижает равномерность нагрева садки).

Рисунок 27 (2.12[1])

На рисунке дан поперечный разрез печи с разделением пламени. Для ее отопления можно использовать газ или мазут. Топки 5 вынесены на уровень пода 3 выдвижной тележки и отделены от рабочего пространства невысокой решетчатой стенкой 4, выложенной из карборунда или шамотного кирпича. Детали укладываются на подставках. Газы, сгорая, поднимаются вверх под свод печи, а частично проходят через решетчатую разделительную стенку под садку. Продукты сгорания отводят­ся по каналам, расположенным между топками. Под выдвигается на роликах 1. Герметизация пода и нагревательной камеры осуществляется песочным затвором 2.

Хорошую герметизацию печи дает водяной затвор, выполненный в виде желоба по всему периметру пода. При движении пода в печь желоб с помо­щью рычажной системы поднимается, закрывая щели между подом и стенка­ми печи. Пары воды из затвора отса­сываются по вытяжным каналам.

Рисунок 28 (2.13[1])

В электрических печах с выдвиж­ным подом нагревательные элементы 1 располагаются на боковых стенках, в печах с большой шириной рабочего пространства — на выдвиж­ном поду и заслонке. Ток к нагревате­лям выдвижного пода подводят по гиб­кому кабелю. Под выдвигается на роликах 2 с помощью реечного механиз­ма 3. При низких температурах в печах с выдвижным подом принудительную циркуляцию продуктов сгорания или нагретого воздуха осуществляют вен­тиляторами.

Рисунок 29 (2.14[1])

На рис. 29, а представлена конст­рукция большой камерной пламенной вентиляторной печи с выдвижным по­дом для высокого отпуска. Печь имеет двойной свод и двойные бо­ковые стенки, между которыми проис­ходит обратная циркуляция газов. С одной стороны боковых стенок раз­мещают вентиляторы 3, а с другой — ряд щелевых каналов 1, Вентиляторы отсасывают газы из рабочей камеры, направляют их вверх в пространство 2 между двойным сводом. Омывая внутренний свод, газы опускаются у противоположной стенки и через ряд ка­налов попадают вновь в рабочее пространство. Продукты сгорания поступают параллельными потоками и смешиваются с циркулирующими га­зами в междусводовом пространстве.

В некоторых печах для получения устойчивого горения топливо сжигают в специальных жаростойких трубах 5(рис. 29,б), вводимых с торца печи над вентилято­рами. Трубы имеют ряд отверстий, через которые продукты сго­рания поступают в поток циркулирую­щих газов.

Рисунок 30 (2.16[1])

Вакуумная печь с выдвижным по­дом представляет собой горизонтальный цилиндрический водоохлаждаемый кожух 4, закрытый с тор­цов сферическими крышками 2. Внутри кожуха размешается сама печь 3, фу­терованная легковесным шамотным кирпичом. Под 5 печи и передняя торцевая стенка 1 смонтированы на вы­движной тележке. Нагреватели, выпол­ненные в виде зигзагов из проволоки сплава Х20Н80, размещены на стенках печи, своде и поду. Разъем крышек гер­метизируется с помощью затвора 8. Механизм 7, смонтирован­ный на тележке 6, вкатывает ее и за­крывает крышку загрузочного окна. В зависимости от применяемых насо­сов в печи обеспечивается вакуум 10^-1 Па (бустерными насосами) и 10^-3 Па (высоковакуумными). В ряде вакуумных печей вместо футеровки ис­пользуют экранную изоляцию из лис­тов нержавеющей стали или молибде­на. Печи с экранной изоляцией при ра­зогревах имеют меньшие потери тепла (на аккумуляцию кладки).

Элеваторные печи

Рисунок 31 (36[10])

На данном рисунке показана конструкция элеваторной печи. Печь установлена на десяти металлических колоннах 3. Тепловая мощность 650 кBт, рабочая температура 950°C. Футерованная тележка 4 подни­мается на платформе гидравлическим подъемником 5. Масса садки из­делий, загружаемых в печь, 30 т. Поднятая тележка удерживается в верхнем положении гидравлическими затворами 6. Герметизацию загру­женной рабочей камеры печи осуществляют с помощью песочного за­твора 7. Для контроля и регулирования температуры в печи установ­лены две термопары 1. Отжиг на ковкий чугун в такой печи ведут в жа­роупорных герметичных ящиках или в контролируемой атмосфере. Печь снабжена двумя тележками.

Рисунок 32 (95[3])

Печи динамических потерь работают по следующему принципу. В закрытой теплоизолирован­ной рабочей камере помещена особой формы крыльчатка 2, приво­димая во вращение электродвигателем 1 через редуктор. Привод вынесен за пределы рабочей камеры. При помощи плоского экрана и шиберного устройства 3 регулируются потоки воздуха в замкну­том объеме рабочей камеры. Значительная часть энергии привода такой печи превращается при этом в теплоту. Печи этого типа характеризуются равномерностью нагрева всего объема рабочей камеры (2 — 4 град).

Мощность приводного электродвигателя в печах ПАП двад­цати разработанных типоразмеров колеблется в пределах от 2 до 150 квт, номинальная температура рабочей камеры — от 140 до 550° С, к. п. д. — от 0,75 до 0,92.

Ряд изготовленных хозяйственным способом печей ПАП на­шел применение для нагрева под закалку, отжига и искусствен­ного старения изделий из алюминиевых сплавов, отпуска изделий из титана, закалки деталей из магниевых сплавов, нагрева дета­лей из нержавеющей стали для снятия напряжении после сварки и в других случаях.

Рисунок 33 (96[3])

Термические печи схема которых представлена на данном рисунке называют воздушно-циркуля­ционными закалочными агрегатами ЭТА (электротермический агре­гат). Такой агрегат представляет собой среднетемпературную цир­куляционную механизированную элеваторную электропечь со­противления 5 для нагрева металла до 500—550°С; на эстакаде 4, сооруженной над сводом печи, установлены вентиляторы 1 и цепная лебедка  2,3 для подъема и опускания садки; печь оборудована откатным подом 8 и расположенным в приямке под электропечью зака­лочным водяным баком 9.

Нихромовые ленточные электронагреватели подвешены на всех четырех боковых стенках печи.

Благодаря направленной циркуляции печной атмосферы (ско­рость воздуха в незагруженной рабочей камере достигает 2 м/с) и экранированию электронагревателей, питаемых от трансфор­матора током пониженного напряжения, перепад температур в ра­бочем пространстве не превышает ±5 град. Регулирование тем­пературы — автоматическое.

Садка в закалочный бак опускается со скоростью 0,5—0,6 м/сек, при этом происходит интенсивное перемешивание закаливающей жидкости сжатым воздухом.

Мощность печей ЭТА достигает 500 кBт.

Следует отметить низкие технико-экономические показатели электропечей этого вида, в частности это относится к значительным габаритам всей установки, отнесенным к единице полезного рабо­чего пространства.

Рисунок 34 (12[2])

Печь с передвижной нагревательной камерой предназначена для прочност­ного и антикоррозионного газового азотирования средне- и крупно­габаритных стальных изделий.

Печь состоит из передвижной камеры и двух стендов с муфелями 4. Передвижная камера представляет собой сварной каркас 1 в виде П-образной рамы, опирающейся на колеса. С торцов камеры устанавливаются подъемные дверцы 2. Футеровка стен печи 12 выполнена из легковесного шамота, а в качестве теплоизо­ляции используется минеральная вата. Нагревательные элементы 14 печи имеют зигзагообразную форму и изготовлены из ленты сплава марки Х20Н80. Стенды имеют сварную конструкцию и зафутерованы легковесным шамотом и диатомитовым кирпичом 5.

Футеровку обшивают листовой сталью марки Х23Н18. К верхнему листу приварены желоба, в которые устанавливают прямо­угольный муфель 4, сваренный из стали марки Х23Н18. На каждом стенде установлены по два центробежных вентилятора 15, которые сверху закрыты литой решеткой, служащей для укладки деталей. Аммиак вводится в печь через стенд у каждого вентилятора. Газ отводится через трубки, введенные в стенд и в карманы у четырех углов муфеля. Печь устанавливается на уровне пода. Для обслуживания вентиляторов и системы газоподвода под печью делается приямок. Термообработка производится следующим образом: после окончания цикла нагрева и выдержки на одном стенде деталей камера передвигается с помощью электромеханического привода 10 на другой, подготовленный к работе стенд, на первом стенде происходит охлаждение деталей под муфелем до темпера­туры 200°С при непрерывной подаче аммиака.

 

 

Колпаковые печи

Рисунок 35 (2.18[1])

Колпаковые печи состоят из нагревательного колпака 3, который нагревает садку 10, находящуюся под муфелем 9. Садка находится на неподвижном стенде 4 и герметизируется песочным затвором 11. Колпак 3 с помощью ПТО переносится за проушину 9 по очереди на неподвижные стенды 4, количество которых может доходить до 4-х. При накрывании колпаком садки для его центрирования применяются направляющие 6 и направляющие кольца 8. Печь, изоб­раженная на рис.35, а, нагревается газом, сжигаемым в U-образных ради­ационных трубах 1, расположенных горизонтально на боковых стенках. Про­дукты сгорания от радиационных труб отводятся сборным трубопроводом 2 в боров.

На рис. 35, б приведена схема раз­реза колпаковой электрической печи СГЗ-18.38.19/7 с металлическими зиг­загообразными нагревателями 2 из нихрома Х20Н80. Внутренний металличе­ский муфель 1 сварен из листов стали Х23Н18.

Рисунок 36 (11[2])

Кон­струкция печи состоит из переносного футерованного колпака, четырех стационарных стендов и четырех жароупорных муфелей.

Колпак имеет цилиндрическую форму. На стенке колпака укреплены крючки, на кото­рые подвешивают нагреватели, изготовленные из ленты 3x30 мм сплава марки Х20Н80.

Муфель — двойной газонепроницаемый сваривается из листо­вой стали Х23Н18. В муфель вводится защитный газ, состоящий из 0,5% С0₂, 2% СО, 2% Н₂ и остальное - N₂. Расход защит­ного газа 2,5 м³/ч. Стенд служит для опоры садки и состоит из каркаса, опорных колец, направляющего аппарата для защитного газа и вентилятора. На стенде имеются приспособления для под­вода и отвода газа, а также устанавливают термопары, с помощью которых температура регулируется автоматически. Рулоны сталь­ной ленты укладывают на подставку стенда. Для лучшего нагрева и циркуляции атмосферы между рулонами прокладываются спе­циальные кольца. После загрузки на стенд все уложенные рулоны с кольцами закрываются муфелем, входящим внизу в песочный затвор.

 

Шахтные печи

Рисунок 37 (2.24[1])

На рисунке приведены конструк­ции малых низкотемпературных вертикальных печей с принудитель­ной циркуляцией атмосферы. Такие печи широко применяют для отпуска стальных изделий и нагре­ва под закалку небольших деталей из алюминиевых сплавов. Вертикальная циркуляционная печь, отапливаемая газом или жидким топливом (рис. 37, а), имеет установленный на дне печи вентилятор 2 с электродвигателем 3. Детали загружают сверху в корзину 1 с дырчатым дном, которую помещают внутри металлического цилиндра со сплошными боковыми стенками. Газ или жидкое топливо сжигают в специ­альной кольцевой камере 4 с тангенци­ально расположенными горелками или форсунками. Продукты сгорания, вы­ходя из камеры, попадают в общий по­ток циркулирующих газов.

В вертикальных печах типа с электрическим нагревом до 700 °С (рис. 37, б) вентилятор 1 размещают в крышке печи. Дли загрузки деталей крышку поднимают рычагом 2 и отво­дят в сторону, печь при этом автоматически выключается. В больших печах подъем и поворот крышки осуществля­ются электродвигателем через червяч­ный редуктор или гидравлическим цилиндром.

На рис. 37, в, г показаны схемы малых вертикальных печей типа «Циклон» с газовым и электрическим нагре­вом. Газовая печь имеет три отделения: рабочую камеру 1 (обычно цилиндри­ческой формы); камеру 4 для разме­щения вентилятора и топочную камеру 5 с верхней горелкой. Избыточные га­зы отводятся по трубе 3. Вентилятор засасывает газы через боковые цент­ральные отверстия и по распредели­тельной коробке 2 гонит их в рабочее пространство 1. Потери тепла компен­сируются подводом горячих газов из камеры 5. При электрическом нагреве (рис. 37г) вентилятор 3 устанавли­вают внизу камеры 2, а над ним раз­мещают калорифер 1 с нагреватель­ными элементами.

Рисунок 38 (4[14])

На рисунке показан общий вид электропечи СШЗ-6.6/7М1, предназначенной для высокого и низкого отпуска стальных изделий, термообработки цветных металлов и сплавов в за­щитной атмосфере. Корзина 4 ставится на подставку 10. Газ подводится через газопровод, который обеспечивает регулирование и контроль атмосферы в печи. В целях безопасности при подъеме крышки 6 и прекращении пода­чи воды для охлаждения вентилятора,  с помощью системы 9 нагреватели 3 и вентилятор 8 авто­матически  отключаются. Печь представляет со­бой футерованный каркас 1, 2.

Техническая характе­ристика: установленная мощность 37,2 кВт, рабочая температура 700°С, время разогрева до номи­нальной температуры 2,5 ч, масса садки 600 кг; размеры рабо­чего пространства: диа­метр 600 мм, высота 600 мм, масса электро­печи 2400 кг.

 

    Рисунок 39 (7[14])

В печах серии СШЦ-4.9/10,5 вентилятор 1 уста­навливают сбоку. Отработанный газ снизу отсасывается вен­тилятором и смешивается со свежим. Печь состоит из цилиндрической нагревательной камеры с футеровкой 5, на которой кренятся зигзагообразные нагреватели 4. Камера закрывается крышкой 6, подъем которой осуществляется с помощью  механизма 7. Садка загружается в корзины 3.  Рядом с печью распо­лагают колодец для охлаждения — стальной цилиндр с двойными стенками, между которыми пропускается проточная вода. Крышка колодца имеет песочный затвор. В коло­дец пропускается от печи отработанный газ для предупре­ждения окисления. Охлаждение деталей ведется в колодце до температуры 500—550°С, а затем на воздухе. Печи и ко­лодцы обслуживает электротельфер.

Рисунок 40(22[2])

Модернизированная печь типа ПН-31Ас принуди­тельной циркуляцией атмосферы предназначена для отпуска стальных деталей и для термической обработки деталей из цветных и легких сплавов. Кожух печи 1 сварен из листовой и профили­рованной стали. Сверху кожух накрыт плитой, в которой имеется кольцевой карман песочного затвора 5. Футеровка печи состоит из диатомитового кирпича и асбовермикулитовых плит. Под печи для прочности выложен из шамотного легковесного кирпича. Нагреватели 6 печи выполнены в виде спиралей из проволоки диаметром 5 мм из сплава марки Х15Н60. Нагреватели подве­шивают на специальных кронштейнах вдоль боковой стенки. В пролетах между кронштейнами вся поверхность нагревателей обдувается воздухом. В рабочее пространство печи на литое осно­вание устанавливают жароупорную корзину 4 с решетчатым дном и ушками для подъема. Для того чтобы при загрузке и выгрузке корзины не было повреждений нагревателей, последние защищены специальным ограждением. Крышка 2 печи теплоизолирована асбовермикулитовыми плитами. В нижней части крышки имеется нож песочного затвора 5. Подъем крышки осуществляется с по­мощью гидравлического устройства; отвод в сторону ручной. На крышке установлен вентилятор 3 для создания замкнутой принудительной циркуляции атмосферы. Крыльчатка вентилятора центробежного типа.

Рисунок 41(15[2])

Печь СШЗ-4.8/10 имеет сварной кожух 1, в который заключена огнеупорная и теплоизоляционная кладка 2. Футеровка печи состоит из легковесного шамотного кирпича, ультралегко­весного и минераловатных плит. Рабочее пространство печи имеет размеры: диаметр 400 мм, высота 800 мм. Подъем и опуска­ние крышки 4 печи механизированы. При опускании крышки ее наружная выступающая часть заходит в песочный затвор и тем самым осуществляет герметизацию печи.

Особенностью печи данного типа является использование в рабочем пространстве печи контролируемой атмосферы. Шахтные печи с максимальной температурой до 1250° С с металлическими нагревательными элементами предназначены для нагрева под закалку деталей и инструментов из легированных и высоколеги­рованных сталей. В номенклатуру обрабатываемых деталей вхо­дят валы, оси, протяжки, а также болты, гайки, втулки, шестерни, нагрев которых производится в корзинах или в специальной таре. Печи обозначаются СШЗ-4.12/12 исполнение М-01 и СШЗ-4,12/12исполнение М-02. Конструктивно эти печи выполняются одинаковыми и отличаются одна от другой схемой регулирования температурного режима. Температура печей 1200° С. Регулирование температуры в печи (исполнение М-01) производится по заданной температуре, а в печи (исполнение М-02) — по заданной программе. В печах на стенках камеры подвешены на штырях проволочные зигзагообразные нагревательные элементы 3, изготовленные из железохромоалюминиевого сплава высокого сопротивления марки Х25Ю5. Контролируемая атмосфера подводится в верхнюю часть рабочей камеры. В нижней части находятся трубка для отвода газа, который при выходе из трубки поджигается, и патрубок для отбора газа на анализ. Печи углубляются в приямок и возвышаются над уровнем пола цеха на 1,4—1,7 м соответственно.

 

Рисунок 42 (20[2])

Печь США-8.12/6 имеет цилиндрическую форму. Она предназначена для азотирования. Печь футерована огнеупорным и теплоизо­ляционным кирпичом 4. Нагревательные элементы 2 - зигзагообразные из сплава марки Х25Н20С2 расположены на стенке шахты. Для равномерного распределения температуры нагревательные элементы разбиты на две зоны (верхнюю и нижнюю). Максималь­ная рабочая температура 650° С, мощность печи 42,5 кет. Муфель  3 изготовляют из сплава марки Х23Н18. Он устанавливается на подставку 6. Уплотнением между муфелем и печью служит песоч­ный затвор, а между муфелем и крышкой — водоохлаждаемая прокладка.

Принудительная циркуляция осуществляется с помощью высокопроизводительного центробежного вентилятора. Скорость движения газа в муфеле 4—6 м/сек. Для создания направленности циркуляции газа в муфеле в нижней части сделан экран, а на крышке укреплен направляющий аппарат (диффузор). Газ про­ходит сверху вниз между муфелем и экраном, а затем снизу вверх внутри экрана у загруженных в муфель деталей.

 

Рисунок 43(16[2])

Широкое применение для газовой цементации, азотирова­ния и газового цианирования нашли электрические шахтные печи серии Ц. Конструк­ция печи Ц-105 представлена на приведенном рисунке. Печь состоит из металлического каркаса 5 цилин­дрической формы, внутри кото­рого находится нагревательная камера 6. По цилиндрической внутренней стенке печи уло­жены нагревательные элемен­ты 4 в виде проволоки или ленты из сплавов марки X15Н60 и Х25Ю5. Максимальная темпе­ратура печи 950° С. Внутри на­гревательной камеры устано­влена жароупорная реторта 3, в которую помещаются корзины 2 или приспособления с деталями; крупные детали помещаются в реторту без корзин. Сверху реторта закрывается крышкой 8, подъем которой производится с помощью гидравлического механизма 1. Через крышку печи проходит вал электродвига­теля, на котором установлен вентилятор 7, служащий для создания вихревых потоков газа и выравнивания состава газо­вой смеси в реторте. При загрузке и разгрузке печи венти­лятор выключают. Науглероживающая атмосфера создается испарением и разложением керосина, веретенного масла, бензола или пиробензола, синтина или триэтаноламина, подаваемых в ра­бочий объем печи (в реторту). Жидкость из бачка 11 самотеком через капельницу в крышке печи подается в реторту. Скорость подачи науглероживающей жидкости можно регулировать кра­ном 10. Испарение и разложение жидкого карбюризатора произ­водят также в специальном испарителе. Образующийся в испа­рителе газовый карбюризатор направляется в печь. В крышке печи имеется второе отверстие 9 с выводной трубкой для отрабо­танного газа. У выхода из трубки газ поджигают. В шахтных печах этого типа в последнее время используют газовый карбюризатор. Для этого перерабатывают природный газ и смесь его с эндогазом.

 

Толкательные печи

Рисунок 44 (3.3[1])

Толкательные печи используют для нагрева под закалку, отпуск, отжиг, цементацию, они работают на любом виде топлива и электроэнергии. Наиболее распространенными пламенными толкательными печами для термичес­кой обработки являются печи с ниж­ними топками, которые размещаются равномерно по всей длине рабочего пространства, благодаря чему темпера­тура в печи примерно одинакова. На рис. 44, а при­ведена схема типовой толкательной закалочной печи, отапливаемой газом или мазутом. Го­релки (или форсунки) 6 располагают в шахматном порядке. Печь имеет пять нижних топок 5 шириной по 700 мм. В ней обра­зуется пять поперечных кольцевых по­токов горячих газов, способствующих быстрому и равномерному нагреву де­талей. В результате разрежения, со­здаваемого горелкой, продукты сгора­ния подсасываются в топку по каналу 7, увеличи­вая количество циркулирующих газов.

Детали передвигаются на поддонах 2 при помощи рычажного толкателя 4 по направляющим с роликами 1 (рис.44, в). Концы этих направляющих обры­ваются у разгрузочного желоба, а для цапф поддона 8 устроены направляющие 3. Поддон 2, дойдя до разгрузочного же­лоба, теряет под собой опору, повора­чивается на цапфах, сбрасывая детали в желоб 9, и принимает вертикальное положение. Поддоны периодически вы­нимаются из печи через разгрузочную дверцу. Возможен вариант разгрузоч­ного желоба с двумя рукавами: по нижнему детали направляются в бак, а по верхнему — разгружаются поддо­ны (рис. 44, б). Для создания герме­тичности первый опускается в закалоч­ную жидкость, а второй закрывается крышкой, которая открывается под действием массы поддона.

 

 

Рисунок 45(3.10[1])

На рис. 45 дана схема безму­фельной двухрядной печи Стальпроекта для газовой цементации и последу­ющей непосредственной закалки де­талей. Детали по печи движутся на поддонах в два ряда. По длине печи расположены три камеры: цементационная 5, подстуживания 6 и нагрева 7 (до температуры закалки 860 °С). Печь в обоих рядах вмещает 42 поддона и имеет среднюю произво­дительность 400—450 кг/ч. Нагревает­ся она восемнадцатью трубчатыми элементами 3 U-образной формы, диа­метр каждой трубы равен 90 мм, тол­щина стенки 4 мм, масса около 50 кг. Элементы расположены по высоте пе­чи в два ряда. Трубы верхнего ряда в камере нагрева размещаются чаще, в рабочей части печи они расширяются до 170 мм. Верхние нагревательные элементы в середине поддерживаются тягами 4, введенными через свод. На­гревательные элементы отапливаются природным газом, имеющим давление 800—1000 Па. Расход природного газа 5—6 м³/ч. Для получения рабочей тем­пературы печи 950 °С трубчатые элементы нагреваются до 1100°С. Камера подстуживания 6 имеет двойные метал­лические стенки, охлаждаемые воздухом. Внутренняя кладка печи выполня­ется кварцево-глинистым доменным кирпичом. С разгрузочной стороны печь герметизируется тамбуром 8, снабженным закалочным баком 10. Поддон с деталями выдается из печи пневматическим вытаскивателем 9 лопаточного типа  и опускается в бак, не соприкасаясь с воздухом. Детали загружаются в там­бур 2 специальной тележкой 11, кото­рая перемешается перпендикулярно к оси печи штоком масляного цилиндра. Тележка имеет две торцевые стенки, выполняющие роль заслонок загрузоч­ного тамбура.

Поддоны с деталями перемещают­ся пневматическим толкателем 1. При цементации на глу­бину 1,0—1,2 и 1,4—1,6 мм толкание поддонов осуществляется соответст­венно через 30 и 40 мин. Цементацион­ным газом служит природный газ, ко­торый разбавляется эндогазом (реже экзогазом). Получаемый газ-карбюри­затор имеет такой состав: 18—20 % СО; 8—9 % СН₄; 34—36 % Н₂, осталь­ное азот. Цементационный газ подво­дится по всей длине цементационной печи, кроме зоны нагрева. Циркуляция газа в печи осуществляется тремя про­пеллерными вентиляторами мощно­стью по 1 кВт, расположенными в бо­ковой стенке печи. Вал и подшипники вентиляторов охлажда­ются водой. Вентиляторы удобнее раз­мещать под сводом, используя для этого образуемое под его аркой про­странство.

Двух- и четырехрядные печи с гори­зонтальным расположением радиаци­онных труб установлены на ряде ма­шиностроительных заводов.

Цементационные печи часто не име­ют специальной камеры охлаждения. Детали в них подстуживаются возду­хом, поступающим по радиационным трубам.

В электрических толкательных це­ментационных печах муфелирование нагревательных элементов проводится в прямых трубах, расположенных по высоте в два ряда с расстоянием меж­ду ними, равным двум-трем диаметрам трубы. Внутри трубы нагреватели кре­пятся на специальных алундовых или шамотных изоляторах.

Рисунок 46 (3.5[1])

На рис. 46, а приведена схема толкательной печи мощностью 200 кВт для нагрева под закалку на температуру 950 °С. Печь имеет три регулируемые зоны. Нагревательные элементы раз­мещены на поду и под сводом печи на выдвижных рамах.

Конструкции толкательных печей для высокотемпературного отпуска (рис. 46, б) аналогичны, но для улучшения теплопередачи конвекцией они снабжаются рядом осевых вентилято­ров, вводимых через свод в рабочее пространство печи.

 

Рисунок 47 (3.11[1])

На многих заводах установлены це­ментационные печи конструкции ЗИЛ с муфелированием пламени в верти­кальных радиационных трубах 6 диа­метром 102 мм и непосредственной за­калкой в баке 14 с горячим маслом, температура которого равна 180°. Герметичность загрузоч­ного тамбура 4 достигается с помощью колпака 3. Поддоны с деталями пода­ются под колпак через отверстие внизу тамбура гидравлическим подъемни­ком 2. Детали вводятся под колпак, а отверстие тамбура закрывается пло­щадкой подъемника. В печь со стороны разгрузочного тамбура подается вин­товым вытаскивателем 15 специальная лопата 10. Колпак 3 и заслонка 5 поднимаются, и поддон с деталями из за­грузочного тамбура гидравлическим толкателем 1 подается в печь, а по­следний, правый поддон сталкивается на лопату. Далее из бака 14 поддон с ранее закаленными изделиями выни­мается платформой 9 на уровень пода печи. Лопате сообщается возвратное движение, при котором она сталкива­ет поддон с закаленными изделиями на платформу 11 бака 13 с холодным маслом, а поддон с нагретыми деталя­ми оставляет на платформе 9. После чего обе платформы погружаются в баки, а колпак и заслонки закрывают­ся. Платформа 11, опускаясь, устанав­ливает поддон на направляющие, по которым он передвигается винтовым толкателем 12 на вторую платформу бака. Эта платформа поднимает под­дон, направляет его в моечную машину и отпускную печь 16. Поддон разгружается, заполняется новыми деталями и подается на платформу подъемни­ка 2.

Конвейерные печи

Рисунок 48 (4-1[13])

Печи с горизонтальным конвейером.

а – закалочная;  

б — с камерой охлаждения.

 

Рисунок 49 (4-2[13])

Печь с вертикальным конвейером.

Рисунок 50(4-3[13])

Конвейерный электротермический агрегат.

а — схема агрегата: 1 — загрузочный механизм; 2 — моечная машина; 3 — печь для нагрева под закалку; 4 — закалочный бак; 5 — моечная машина; 6 — печь для нагрева под отпуск; 7 — камера охлаждения.

б — температур­ный график термической обработки изделии.

Рисунок 51(4-4[13])

Конструкция опорной части конвейерной ленты оказывает весьма существенное влияние на надежность и долговечность работы ленты и теплообмен в печи.

Неподвижная опорная часть (рис. 51, а) в виде металлических (рис. 51, б) или керамических плит или ба­лок, закладываемых в футеровку (рис. 51, в).

Рисунок 52(4-5[13])

Подвижная опорная часть конвейерной ленты (рис. 52, а) в виде приводных (рис. 52, б) или неприводных ро­ликов (рис. 52, в).

Рисунок 53 (4-13[13])

Существуют три наиболее распространенных системы натяже­ния: с помощью противовесов в печах с большим относи­тельным удлинением конвейерных лент(а); винтовые с провесом ниж­ней ветви конвейера (в печах с небольшой длиной лент и малым относительным удлинением) (б) и система трех барабанов (в), которые обеспечивают одновременно движение ленты и натяжение ее. По­следняя система применяется для проволочных (сетчатых) безбор­товых лент.

Рисунок 54 (4-14[13])

Разгрузочный лоток закалочной печи.

а — вертикальный; б — наклонный;

1 — жидкостная завеса;

2 — насос;

3 — фильтр;

4 — труба свечи;

6 — запальник.

Рисунок 55 (3.13[1])

На рисунке показаны наиболее распространённые конструкции лент гори­зонтальных конвейеров.

Пластинчатый конвейер (рис.55, а) состоит из отдельных пластин, набранных на стержни. На концы по­следних надеты шайбы, которые входят в зацепление с зубьями звездочек рас­положенных по краям ведущего барабана. Схема пластинчатого конвейера собранног