1.2 Краткая характеристика режима работы печи

Тепловой и температурный режим методических печей неизменны во времени. Вместе с тем температура в методических печах значительно меняется по длине печи. Характер изменения температуры по длине печи определяет число и назначение её зон. Металл поступает в зону наиболее низких температур и, продвигаясь навстречу дымовым газам, температура которых всё повышается, постепенно нагревается. Методические печи по числу зон нагрева металла могут быть двух, трёх- и многозонными с односторонним двусторонним нагревом металла.

Методическая зона – первая по ходу металла, с изменяющейся по длине температурой. В этой зоне металл постепенно подогревается до поступления в зону высоких температур. Как было отмечено, во избежание возникновения чрезмерных термических напряжений часто необходим медленный нагрев металла в интервале температур от до .Вместе с тем методическая зона представляет собой противоточный теплообменник. Находящиеся в состоянии теплообмена дымовые газы и металл двигаются на встречу друг другу. Металл нагревается дымовыми газами, т.е. утилизирует тепло дымовых газов, отходящих из зоны высоких температур. Общее падение температуры дымовых газов в методической зоне весьма значительно. Обычно в зоне высоких температур методических печей температура газа держится на уровне . Методическая зона значительно увеличивает коэффициент использования топлива.

Зона высоких температур или сварочная – вторая по ходу металла. В этой зоне осуществляется быстрый нагрев поверхности заготовки до конечной температуры. Температура нагрева металла в методических печах обычно составляет . Для интенсивного нагрева поверхности металла до этих температур в сварочной зоне необходимо обеспечить температуру на выше.

Томильная зона – последняя по ходу металла. Она служит для выравнивания температуры по сечению металла. В сварочной зоне до высоких температур нагревается только поверхность металла. В результате создаётся большой перепад температур по сечению металла, недопустимый по технологическим требованиям. Температуру в томильной зоне поддерживают всего на выше необходимой температуры нагрева металл. Поэтому температура поверхности металла в томильной зоне не меняется, а происходит только выравнивание температуры по толщине заготовки.

Подобный многоступенчатый режим нагрева необходим в тех случаях, когда нагревают заготовки, в которых может возникнуть значительный перепад температур по толщине (более 200 на 1 м толщины металла).

В других случаях при нагреве металла перед прокаткой на листовых и сортовых станах выполняют четырёх- и пятизонные методические печи для повышения общего температурного уровня печи и получения большей производительности. В этом случае делают две или три сварочные зоны, в каждой из которых устанавливают горелки .Это позволяет повышать температуру в конце (по ходу газов) методической зоны, уменьшить её длину и увеличить общую длину зоны высоких температур, в результате чего достигается более форсированный нагрев металла. В зависимости от толщины заготовки в методичес-ких печах можно применить односторонний или двусторонний нагрев заготовок .При толщине заготовок до 100 мм двусторонний нагрев не рационален ,так как для таких заготовок интенсивный (ускоренный) нагрев поверхности заготовки в сварочной зоне приведёт к удлинению выдержки в томильной камере .Причем увеличение длительности выдержки будет больше, чем выигрыш во времени нагрева в сварочной зоне, достигнутый за счет применения нижнего обогрева. При одностороннем нагреве заготовки движутся по монолитному поду. Для обеспечения двустороннего обогрева на всю длину сварочной и методической зон делают специальную камеру со своим собственным отоплением.

При нижнем обогреве вдоль печи прокладывают специальные глиссажные (водоохлаждаемые) трубы, по которым движется металл. При охлаждающем действии глиссажных труб в нижнюю часть сварочной зоны печи необходимо подавать больше тепла, чем в верхнюю. Глиссажные трубы применяют в методической и сварочной зонах. В томильной зоне эти трубы не применяют, так как в местах соприкосновения с водоохлаждаемыми трубами металл прогревается хуже, а на его поверхности образуются тёмные пятна

Скорость повышения температуры металла в начале его нагрева в первую очередь зависит от того, какова температура в начале методической зоны, при которой проводится посад холодного металла. Выбор этой температуры, и температуры режима печи, во многом зависит от того, какая начальная температура печи допустима для той или иной марки стали.