Основные сведения о сплавах металлов (основы общей технологии металлов)
Описание технологических процессов литья
Литье в одноразовые формы
Литье в полупостоянные формы
Литье в металлические формы
Полунепрерывное литье
Специальное литье
Литье неметаллических материалов
Дефекты отливок
Термообработка металлов и сплавав
Правила безопасности в литейном производстве
Общие правила безопасности для металлургических предприятий
Современные технологии металлургии
Организация производства в промышленности.
Представление об устройствах и принципах действия автоматических систем.
Общие сведения из технической механики
Чтение чертежей
Общие сведения из электротехники
Фото галерея литейщика
Общие правила устройства электроустановок
Канализация электроэнергии
Безопасность несущих конструкций
Электробезопасность производства
Трубопроводы
ПОТ при эксплуатации электроустановок
Межотраслевые правила по охране труда в литейном производстве
Правила по охране труда при выполнении кузнечно-прессовых работ
Правила по охране труда при холодной обработке металлов
Карта сайта
Популярная металлургия
 
 

 

Газовые нагревательные печи

Газовые нагревательные печи отличаются от нефтяных только способом подачи в печь топлива. В качестве топлива в данном случае применяют газ, подаваемый в печь инжекционными горелками.

К газовым нагревательным печам относятся камерные с неподвижным подом и выдвижным подом, с вращающейся ретортой, муфельные непрерывного действия и т. д.

Каркас печи сварен из листовой стали и выложен шамотным и доломитовым кирпичом. Для уменьшения потерь тепла между футеровкой и каркасом проложен листовой асбест. Печь снабжена инжекционными горелками, которые работают на природном газе.
Регулирование температуры автоматическое, осуществляемое мембранным клапаном  Клапан управляется при помощи импульса, поступающего от термопары через пирометрический прибор с пневматической приставкой. Давление воздуха на пирометрическом приборе устанавливают редуктором.
 
Камерная печь с подвижным подом
 

Камерная печь с подвижным подом:

1 - каркас печи, 2 - листовой асбест, 3 - огнеупорный кирпич, 4 - откидной рабочий стол, 5 - заслонка, 6 - инжекционные горелки, 7 - мембранный клапан, 8 - под, 9 - дымоход; в - вид с торца: 10,11 - чугунные плиты, 12 - цепь, 13 - ролики, 14 - штанга, 15 - шток цилиндр 16 - пневмосистема.

аКамерные газовые печи с шаровым подом. В термических отделениях инструментальных и штампово-механических цехов для термической обработки измерительного и режущего инструмента из углеродистых и легированных сталей, а также ковочных и листоштамповочных штампов и приспособлений применяют газовые печи с шаровым подом.
Камерная газовая печь с шаровым подом
 

Печь работает на природном газе, сгорающем в рабочей камере, расход газа 35- 40 м3/час. Площадь рабочего пода 1150X1900 мм2, высота рабочего окна 520 мм. На под печи уложены четыре желобковые направляющие 4, в которых находятся шары 5, изготовленные из жароупорной стали. Шары и рельсы в рабочей камере печи значительно облегчают продвижение поддонов с деталями при загрузке и разгрузке печи. На загрузочном столе 2 поддоны устанавливают на шары и вручную при помощи стального крючка направляют в рабочую камеру печи.

Печь снабжена инжекционными горелками 7. Детали в печи нагреваются за счет теплового излучения стенок и свода печи. Затлонка 1 поднимается и опускается пневматическим подъемником через ролик 3. Температура в печи контролируется и регулируется автоматически при помощи мембранного клапана. Термопару устанавливают в специальное отверстие 6, расположенное в кладке печи (сверху). Производительность печи при закалке и нормализации около 250 кг/час.

 Камерные газовые печи с выдвижным подом. Общий вид отжигательной печи с выдвижным подом показан на рисунке.

Камерная газовая печь с выдвижным поддоном: А – общий вид, б – продольный разрез, в – вид с торца
 
Камерная газовая печь с выдвижным поддоном: А – общий вид, б – продольный разрез, в – вид с торца

Выдвижной под печи изготовлен в виде тележки на колесах, футерованной изоляционным и огнеупорным шамотным кирпичом. Такое устройство пода позволяет загружать и выгружать детали вне рабочего пространства печи при помощи мостового крана. Отжигательные печи с выдвижным подом применяют для отжига крупногабаритных и тяжелых станин, стального литья, проката, искусственного старения чугунных отливок и высокого отпуска.

Печь предназначена для отжига стального литья, бунтовой проволоки и искусственного старения чугунных станин металлорежущих станков.

Под печи выполнен в виде выдвижной тележки 7. Печь с наружной части 2 выложена строительным кирпичом, а с внутренней 3 - шамотом. Свод 11 печи изготовлен из специальных подвесных шамотных кирпичей.

Под печи передвигается на колесах 10 по рельсам 9, проложенным на полу цеха. Передвижение осуществляется при помощи стального троса, соединенного с электродвигателем.

Печь обогревается природным газом, поступающим через 16 инжекцианных горелок 6, которые расположены по обеим стенкам печи. Нижний ряд горелок находится на уровне пода, поэтому продукты горения поступают ниже пода. Верхний ряд горелок расположен таким образом, чтобы продукты горения могли поступать под свод печи. Расход городского газа 11 м3/час на одну горелку.

Из рабочей камеры дымовые газы отводятся через каналы 8, расположенные на уровне пола, по дымоходной трубе 1. Печь снабжена мощным вентилятором 4, который обеспечивает равномерную циркуляцию атмосферы печи в ее пространстве. Измерение температуры производится термопарами через отверстия 5 и 12.

Печи с выдвижным подом могут иметь не только мазутное и газовое отопление, но и электрическое.

Техническая характеристика газовой камерной печи с выдвижным подом

Максимальная температура, ° С                       650-850
Площадь выдвижного пода, м2                           27,6
Высота от уровня пода до свода, м                    4,5
Вес садки металла, т.............                              30

 Механизированные печи с вращающейся ретортой. Такие печи (рисунок ниже)

Печь для цементации с вращающейся ретортой.

применяются для газовой цементации и закалки небольших деталей несложной формы и не требующих большой глубины цементованного слоя.

Печь представляет собой футерованный металлический цилиндр 3, установленный на цапфы в горизонтальном положении. Внутри цилиндра находится жароупорная литая реторта 4, являющаяся рабочей камерой печи. Реторта вращается на опорных роликах 8 при помощи червячной и цепной передач 7 от электрического двигателя 6 мощностью 0,85 квт. Опорные ролики укреплены на торцовых плитах печи металлического каркаса.

В процессе цементации реторта, нагруженная деталями, непрерывно вращается, благодаря чему детали обтекаются науглероживающим газом или газовой смесью. Для того чтобы при вращении реторты детали не скапливались в одном месте,

загрузочной стороны реторта герметично закрывается крышкой 2 с футерованным внутри реторты имеются небольшие продольные ребра. С экраном. Цементующий газ подается в печь через трубку 5, расположенную в задней стенке реторты. Отработанный газ выводится по трубке 1 через крышку реторты, где поджигается.

Печь обогревается городским газом при помощи инжекционных горелок. В качестве карбюризатора для цементации применяют природный газ. Расход газа-карбюризатора - 3,0- 3,5 м3/час; газа, необходимого для нагрева, - 60 м3/час.

Для ускорения науглероживания деталей и предохранения их от забоин во время вращения печи в реторту засыпают 1,5- 2,0 кг мелких кусков древесного угля. Производительность печи при глубине цементованного слоя 0,6-0,8 мм- 50 кг/час. Скорость цементации в среднем не превышает 0,15-0,20 мм/час, Цементируемые детали закаливают только после их подстуживания до температуры 830-840°С.

При выгрузке цементируемых деталей печь при помощи маховика легко наклоняется и детали высыпаются в закалочный бак, на дне которого (находится железная сетчатая корзина. При отсутствии на заводах цементующих газов или газовых смесей детали в ретортных печах цементируют при помощи твердого карбюризатора. Недостатками печей с вращающейся ретортой являются неравномерная цементация и возможное образование на деталях небольших забоин.

Техническая характеристика механизированной печи с вращающейся ретортой

Максимальная температура, °С............ 930

Максимальная загрузка печи, кг.......... 200

Размеры рабочего пространства реторты, мм:

диаметр.............................................. 360

длина      ............................................ 1324

Муфельные газовые печи непрерывного действия. В поточно-массовом производстве, когда необходимо получить большое количество деталей с одинаковой глубиной цементованного слоя, применяют муфельные газовые печи непрерывного действия

Муфельная газовая печь непрерывного действия
с периодической загрузкой деталей на поддоны
 
Жароупорный поддон

 Поддоны с деталями передвигаются по рельсам при помощи механического толкателя 1, укрепленного на загрузочном конце печи, который снабжен закалочным баком с механизированным столом для непосредственной закалки с предварительным подстуживанием деталей после цементации. С входной стороны печи установлена загрузочная камера 2, изготовленная из листовой стали без футеровки. Внутри камеры находятся две газовые горелки 3, при горении которых поглощается кислород воздуха и уменьшается сила вспышки газов, выходящих из цементационной рабочей камеры 6 при открывании заслонки 4 муфеля.

Камера 6 представляет собой муфель 5, собранный из литых секций с фланцами, которые укрепляются болтами и свариваются газонепроницаемым швом. Секции муфеля и болты крепления изготовляются из жароупорной стали Х18Н25С2. Размеры муфеля следующие: длина 7-8 м, ширина 0,82 м, высота 0,43 м. В муфеле одновременно помещается 24 поддона; практически эксплуатируется только 22 поддана. Это делается для того, чтобы у разгрузочного конца печи всегда имелось свободное место.

На каждый поддон загружаются детали весом от 100 до 120 кг. Количество загружаемых деталей и порядок их укладки зависят от формы деталей и их веса.

Разгрузочная камера 9 (камера подстуживания) имеет две самостоятельные горелки и заслонку 11. От цементационной камеры она отделяется герметической заслонкой 10 с гидравлическим затвором. Наличие такой камеры позволяет подстуживать детали с температуры цементации (930°С) до температуры закалки (820-840°С).

Как только поддан с деталями достигнет закалочной камеры, его вытаскивают из камеры при помощи железных крючков 12,. устанавливают на механизированный стол, после чего вместе со столом погружают в закалочный бак с маслом. Стол с деталями опускают пневматическим подъемником. Муфельная печь обычно отапливается городским природным газом при помощи 28 горелок, расположенных в шахматном порядке в два ряда с обеих сторон муфеля. Печь может работать и на мазуте.

Температура внутри цементационной камеры контролируется термопарами 7, установленными в трех зонах. Температура в тих зонах поддерживается равной 920-940°С. Четвертая зона является камерой подстуживания. Науглероживающий газ вводится в муфель по трем отверстиям (вводам) 8, расположенным сверху, и одному - снизу муфеля.

Из муфеля отходящие газы направляются в гидравлический затвор с тем, чтобы в муфель не мог попасть наружный воздух, окисляющий цементируемые детали. Затем отходящие газы выводятся наружу и у входа из трубки поджигаются. Расход газа карбюризатора 5-6 м3/час, а газа, необходимого для отопления, 60-70 м3/час. Производительность цементационной печи при глубине цементованного слоя 1,0-1,2 мм 200-250 кг/час, продолжительность процесса при этом составляет 7-8 час.

Одним из основных недостатков муфельных печей является наличие в них дорогостоящих жароупорных литых муфелей, эксплуатационная стойкость которых невысока - не более 10- 12 месяцев. При повышении температуры цементации до 1000 °С стойкость муфеля становится еще ниже. Значительные трудности вызывает также смена муфеля при ремонте печи. Для удаления старого, прогоревшего муфеля и замены его новым приходится почти полностью разбирать кладку печи. Эти недостатки полностью устраняются при использовании современных безмуфельных агрегатов.

Безмуфельные цементационные агрегаты. Такие агрегаты применяют для газовой цементации и нитроцементации автомобильных и тракторных зубчатых колес, валов, червяков руля, деталей металлорежущих станков и сельскохозяйственных машин. Безмуфельные агрегаты могут быть однорядными и двухрядными.
  Однорядный безмуфельный агрегат показан на рисунке ниже.
Безмуфельный однорядный агрегат:

В таком агрегате все процессы - нитроцементация, т. е. насыщение поверхности стальных деталей углеродом и азотом; закалка; промывка и отпуск - полностью автоматизированы.

Безмуфельный однорядный агрегат: вид с торца

Агрегат представляет собой плотно сваренный каркас, внутри которого расположена цементационная безмуфелыная печь 5, загрузочная камера 2, закалочная камера с механизированным баком для изотермической закалки, моечная машина 9, отпускная печь 10 и система рольгангов 11. Цементационная печь зафутерована динасовым огнеупорным кирпичом. Для предохранения кладки печи от науглероживания рабочая камера печи выложена доменным кирпичом. Нагрев цементационной печи производится при помощи радиационных нагревательных труб 17, изготовленных из жароупорной хромоникелевой стали, вертикально расположенных в рабочей камере. Это позволяет получать наибольшее количество тепла при сжигании в них природного газа и вынимать их для смены в случае прогара. В верхней и нижней частях трубы имеется песчаный затвор 16. Горелки 18 помещаются в нижней части трубы, причем так, что продукты горения в трубе движутся вверх благодаря тяге самой трубы. При выходе из трубы продукты сгорания (газы) попадают в короб 15. Из этого короба они отсасываются вентилятором, расположенным на своде печи. Такой вентилятор способствует перемешиванию в печи науглероживающей атмосферы

Кладка печи, герметизация стального каркаса и песчаные затворы у труб обеспечивают постоянное давление в печи - 20 мм вод. ст. Уплотнение со стороны загрузки достигается непрерывным гидравлическим прижимом стенок загрузочной тележки через асбестовую прокладку к раме загрузочной камеры, а со стороны выгрузки - масляным затвором на выходе хобота в масляный закалочный бак. Температура в печи на длине 2/з камеры для цементации должна быть 930± 10°С, для нитроцементации - 850-860° С. У разгрузочного конца печи она понижается до 800-820° С. Перед выгрузкой печь охлаждают, чтобы довести концентрацию углерода до нормы и получить наименьшее количество аустенита в цементованном слое после непосредственной закалки в горячем масле.

Карбюризатором служит газовая смесь, состоящая из эндотермического газа, аммиака и природного газа. 

Нитроцементация производится на жароупорных поддонах 13, причем в печи одновременно находится 17 поддонов. Агрегат работает следующим образом. Платформа загрузки подает поддон с деталями на загрузочный стол 12. Стол, двигаясь вверх, направляет поддон с деталями в разгрузочную камеру. После этого поднимаются передняя и задняя заслонки 4. С разгрузочной стороны в печь подается толкатель-лопата и одновременно с этим поднимается стол в закалочном баке. Толкатель 1 двигает поддон с «сырыми» деталями, а толкатель-лопата с поддоном цементованных деталей отходит назад и ставит их на стол масляного бака. Затем заслонки опускаются и стол с деталями погружается в масляный бак с закалочным маслом, имеющим температуру 170°С, где и происходит их изотермическая закалка. Далее закаленные детали подаются в бак с холодным маслом и из него в моечную камеру, а платформа загрузки возвращается в исходное положение. После этого заслонки моечной машины и отпускной печи поднимаются, поддон с отпущенными деталями идет на рольганг, а на его место устанавливается поддон с промытыми деталями. Затем заслонки моечной машины и отпускной печи опускаются, начинается новый  цикл  цементации.

Для автоматического управления технологическим процессом агрегат оборудован двумя системами последовательного действия гидравлических механизмов и регулирования температуры. Система последовательного действия гидравлических механизмов состоит из электрических часов со звонком для выдерживания интервала времени, толкателя поддонов с деталями, конечных выключателей и реле, гарантирующих заданную последовательность работы механизмов. После звукового сигнала, полученного от контактных часов, механизмы работают без вмешательства термиста. Поддоны с деталями загружают через каждые 12-15 мин.

Производительность безмуфельных агрегатов при нитроцементации автомобильных зубчатых колес составляет 350 кг/час.


 
 
 
 

 
   
 
 
Реклама