Колпаковые печи

Колпаковые печи, главным образом, применяют для термообработки стоп листов и рулонов ленты (при этом рулоны установлены один на другой), но также могут обрабатываться пакеты прутков, бунты проволоки, сортовой прокат и т. д.

Колпаковые печи могут быть многостопными и одностопными. В многостопных печах на несколько стоп приходится один нагревательный колпак. Стопы взаимно экранируют друг друга, что приводит к неравномерности их нагрева и необходимости увеличения времени выдержки тем самым, снижая производительность.

В одностопных колпа­ковых печах (рис. 7.11) рулоны прогреваются равномернее. Однако в экономическом отношении все же эффективнее многостопные печи. Их применяют при массовом производстве, когда сортамент отжигаемого металла сравнительно узок. В случае большого разнообразия сортамента отжигаемого металла используют одно­стопные печи, что обеспечивает более гибкое производство. Кроме того, в одностопных печах ме­талл нагревается равномернее.

Рис. 7.11. Схема одностопной колпаковой печи:1 – нагревательный колпак; 2 – муфель; 3 – рулоны полосы; 4 – горелки; 5 – циркуляционный вентилятор; 6 – эжектор для отбора дыма; 7 – конвективные кольца

В колпаковых печах внешний теплообмен происходит преимущественно конвекцией и для интенсификации нагрева используют принудительную циркуляцию защитной атмосферы. Производительность печи с использованием циркуляции уве­личивается в 2–3 раза, а удельный расход тепла на отжиг умень­шается. Циркуляция повышает также равномерность нагрева садки. Циркуляцию осуществляют при помощи вентиляторов. Чтобы позволить защитной атмосфере циркулировать между рулонами, способствуя тем самым их прогреву в осевом направлении, между рулонами устанавливают специальные прокладки (конвективные кольца).

Колпаковая печь имеет внутренний колпак из листового железа, выполняющий функции муфеля, и внешний нагревательный колпак. Для обеспечения требуемой герметизации внизу муфеля расположен песочный затвор. Нагревательный колпак футерован, на нем размещают горелки и эжектор для отбора дыма.

Процесс отжига осуществляют следующим образом. На стенд устанавливают садку и закрывают ее муфелем. После того как муфель установлен его внутреннее пространство продувают защитной атмосферой. Светлая термическая обработка включает периоды нагрева, выдержки и охлаждения. Для нагрева над муфелем устанавливают футерованный колпак и начинают процесс сжигания топлива. При этом с помощью вентиляторов осуществляют принудительную циркуляцию защитной атмосферы под муфелем. После достижения необходимой температуры в рабочем пространстве печи осуществляют выдержку металла при данной температуре. По окончании периода выдержки нагревательный колпак снимают и переносят на следующий стенд, а садка охлаждается до требуемой температуры под муфелем. Период охлаждения в 2–3 раза превышает период нагрева и выдержки. Таким образом, один нагревательный колпак может обслуживать 2–3 стенда.

Светлый отжиг металла осуществляют и в колпаковых печах, в кото­рых топливо сгорает внутри радиантных труб. Такие печи отапливают газообразным топливом с теплотой сгорания не ниже 7500 . Темпера­тура нагрева металла 650–750 °С. Масса садки зависит от раз­меров печи и находится в пределах 20–80 т [1].