1.Классификация печей

Ниже приводятся основные признаки, по которым классифицируются печи литейных цехов:

1. технологическое назначение (плавильные, нагревательные, сушиль­ные);

2. температурный уровень процесса (низко-, средне- и высокотемпе­ратурные);

3. источник теплоты (топливные и электрические);

4. способ передачи теплоты от источника к материалу (печи с кон­вективным и лучистым теплообменом, так называемые бесконтактные, и печи контактные, в которых к материалу подводится энергия, а теплота выделяется непосредственно в самом материале);

5. форма пространства, в котором происходит нагрев материала (шахт­ные, ванные, камерные, барабанные и другие печи);

6. реализация процесса нагрева во времени (печи непрерывного и периодического действий);

7. по видам расплавляемых материалов (для плавки стали, чугуна и цветных сплавов).

Рис. 1. Классификация печей литейного производства по назначению

Рис 2 Классификация электрических печей по способу пбразовяния теплоты

2. Топливные печи

Печи классифицируют по двум основным признакам: технологическому назначению и способу перемещения изде­лий через печь. По технологическому назначению печи подразде­ляют на закалочные, отпускные, отжигательные и т. д. По способу перемещения изделий через печь их подразделяют на толкательные, конвейерные, с роликовым подом и т.д. (рис. 151).

Кроме того, печи подразделяют по тепловому режиму на камерные и методические, а также непрерывного и периодическое действия. В зависимости от способа обогрева печи могут был пламенными или электрическими.

Печи, работающие по камерном у режиму, подразделяют, в свою очередь, на печи непрерывного действия и печи периодического действия.

В печи непрерывного действия одновременно загружают не­сколько изделий. По мере нагрева изделия вынимают из печи, а в нее загружают другие изделия (см. рис. 153). Таким образом, печь работает непрерывно. Если в печи находится большое числе изделий, то удаление и загрузка одного изделия практически не изменяют ее теплового режима, т. е. температура печного про­странства остается постоянной на протяжении всего времени работы печи.

Печи периодического действия имеют переменный во времени температурный режим. К ним относят, например, печь с выкатным подом (см. рис. 160). По окончании процесса термообработки выкатной под удаляют из печи. В этот момент температура печи значительно снижается. После загрузки новой партии изделий печь снова разогревается до рабочей температуры и т. д.

Рис. 151. Способы перемещения изделий в печах

а-с выкатным подом;б-шахтная;в-камерная с ручной или механической загрузкой; г-элеваторная; д-конвейерная; е-толкательная.

Тигельная топливная печь (рис. 45, а) имеет графитовый, стальной или чугунный тигель 3 для металла. В пространстве 2 сжигается газ или мазут при номощи горелок 1, продукты сго­рания уходят в газоход 4. Шихтовые материалы загружают в тигель, расплавляют, затем сплав доводят до требуемой кон­диции.

Пламенная печь (рис. 45, б) отличается от тигельной тем, что расплав в ванне 1 контактирует с атмосферой печи. Загру­жают эти печи через окна 3, газ сжигается при помощи горелок 4, для выпуска жидкого металла имеется летка 2.

Шахтно-пламенная печь (рис. 45, в) имеет шахту 5 с поди­ной 4, на которой плавится шихта, и ванну 3, где скапливается металл. Над ванной расположена горелка 2. Для раздачи ме­талла служит камера 1. Эти печи применяют для плавки алю­миниевых сплавов.

Стационарная топливная печь для плавки медных сплавов (рис. 46, а) отапливается горелками или форсунками 2, распо­ложенными над ванной 1. Загрузка производится через окна 3, дымовые газы уходят в газоход 4. Эти печи обычно имеют достаточно большую емкость и применяются при соответствую­щих объемах производства.

При небольших объемах производства используются топ­ливные печи с графитовым тиглем или поворотные печи бара­банного типа (рис. 46, б).

В топливных печах химическая энергия топлива (твердого, жидкого или газообразного) при его сжигании превращается в тепло. Сжигание топлива осуществляется с помощью топливосжигающих устройств, конструкции которых являются общими для различных топливных печей и рассмотрены поэтому в отдельной главе (гл. VI). Топливные печи, применяющиеся в машиностроении, относятся к печам-теплообменникам. Тепло, выделяющееся при сжигании топлива, тем или иным образом передается к поверхности нагреваемого материала. В зависимости от способа передачи тепла в топливных печах может осуществляться преимущественно радиационный или конвективный режим.

Так, если преобладает передача тепла излучением, то режим работы печей будет радиационным. К печам с радиационным режимом работы относятся практически все плавильные топливные печи (мартеновская печь, печи для плавки чугуна и цветных металлов), а также большая часть нагревательных печей, используемых для нагрева черных металлов перед обработкой давлением и термической обработкой.

Если преобладает передача тепла конвекцией, то режим работы печей соответствует конвективному. К печам с конвективным режимом относятся некоторые нагревательные печи (для нагрева цветных металлов и сплавов), все сушильные установки, где в качестве сушильного агента используются дымовые газы и воздух, а также ванные печи.