4.3. Печи для безокислительного нагрева металла

Борьба с окислением и изменением качества металла при его нагреве до высоких температур по сей день имеет важное значение, так как в процессе формирования готового продукта сталь нагревается несколько раз и при каждом нагреве по прокату или термической обработке угар металла достигает 2% и более. Кроме потерь металла в результате окисления и обезуглероживания поверхностного слоя возникают дополнительные трудности по очистке окисленной поверхности. Использование газового топлива позволяет усовершенствовать технологические процессы, связанные с нагревом, применяя безокислительный нагрев не только в защитных газовых средах, но и в печах открытого пламени.

Одним из методов уменьшения образования окиси металла является рассмотренный выше скоростной метод нагрева металлических изделий. При высокой температуре в печной камере металл нагревается быстро с малым образованием окалины.

Таблица 7

Показатели тепловой и производственной работы нагревательных и термических печей работающих на газе

Показатели	Нагревательные печи				Термические печи
	Камерные	Методические	Секционные	Камерные		Секционные	Колпаковые
Температура, оС: нагретого металла в печной камере воздуха уходящих из печи газов	1100 – 1250	1200 – 1250	1050 – 1250	850 – 900		850 – 950	700 – 800
	1250 – 1350	1300 – 1350	1350 – 1450	900 – 950		1300 – 1350	850 – 950
	300(20)	400 – 450	350 – 400(20)	300(20)		300(20)	20
	1200 – 1300	900 – 1000	1350 – 1450	900 – 950		1300 – 1350	850 – 950
Производительность печи, т/ч	–	150 – 200	5 – 40	3 – 15		3 – 15	1,5 – 3
Удельный съем металла, кг/(м2ч)	300 – 600	500 – 700	–	150 – 250		–	500 – 800
Удельный расход тепла, ккал/кг	900 – 1600	450 – 700	800 – 1600	500 – 850		500 – 1100	300
Удельная продолжительность нагрева, мин/см	5 – 6,5	5,5 – 7	1,6 – 2	–		2,5 – 4,5	–
Угар металла, %	3 – 3,5	1,5 – 2	0,5 – 1	–		0,5	0,1
КПД печи, %	10 – 25	30 – 45	12 – 20	15 – 30		10 – 25	35 – 40

Безокислительный нагрев стали с применением газовых защитных атмосфер можно применять в муфельных печах, обогреваемых радиационными трубами, или в электрических печах сопротивления. Однако, при высоких температурах нагрева металла (до 110-1250С) применение указанного метода защиты металла от окисления неприменимо из-за отсутствия соответствующих жаростойких материалов для изготовления муфелей или радиационных труб. Кроме того, установки для приготовления защитной атмосферы сложны и дороги в эксплуатации. Поэтому в последнее время применяется метод уменьшения угара металла, заключающийся в том, что в рабочем пространстве печи газ сжигается при большом недостатке воздуха (0,5), благодаря чему в составе продуктов сгорания содержится большое количество СО и Н₂, предохраняющие металл от окисления.

Выходящие из рабочего пространства продукты полного сжигания догорают за счет дополнительно подающегося воздуха, а образовавшееся при этом тепло используется для подогрева воздуха, поступающего к горелкам. Таким образом, обеспечиваются безокислительный или малоокислительный нагрев металла и эффективное использование топлива.

Данные по эффективности тепловой и производственной работе ряда рассмотренных выше нагревательных и термических печей приведены в табл. 7.