3.2.4 Раціональна експлуатація печей опору

Раціональне використання печей опору передбачає поліпшення теплової ізоляції печей, зменшення теплових втрат через отвори і щілини, раціональне завантаження печей, використання попереднього нагрівання виробів, збільшення продуктивності печей, механізацію і автоматизацію роботи печей.

Показником якості теплової ізоляції може служити температура кожуха печі. Вважають задовільною теплову ізоляцію, якщо при температурі печі 700–800 ^оС температура кожуха не перевищує 30–40 ^оС і при робочій температурі 800–1200 ^оС – не вище 40–50 ^оС. Температура кожуха печі визначає теплові втрати через стінки печі (табл. 1).

За допомогою поверхневої термопари можна визначити температуру окремих ділянок поверхні печі і з використанням табл. 1 загальну потужність втрат печі. Окрім того, зміни температури кожуха вказують на місцеві погіршення теплової ізоляції.

Таблиця 1 Питомі теплові втрати кожуха печі

Температура навколишнього повітря, °С	Питомі втрати, кВт/м2, при температурі кожуха печі, °С
	30	40	50	60	80	100	120	150
10	0,2	0,32	0,46	0,61	0,91	1,30	1,71	2,40
20	0,1	0,21	0,437	0,483	0,80	1,16	1,36	2,26

Фарбування кожуха печі алюмінієвою фарбою знижує теплові втрати, в результаті чого витрата електроенергії піччю скорочується на 3–5 %.

Питомі теплові втрати через отвори та щілини печі мають значення, наведені у табл. 2.

Таблиця 2 Втрати випромінюванням з 1 м² отвору

Зони втрати випромінюванням	Питомі втрати, кВт/м2, при температурі печі, °С
	600	700	800	900	1000
Через отвори та вікна	17	26	36	55	75
Через щілини та невеликі отвори	5	7,8	10,5	16,5	22,5

Для зменшення втрат випромінюванням необхідне усунення нещільностей в отворах для термометрів, цегляній кладці, у завантажувальних і розвантажувальних дверцятах, відповідність останніх габаритам завантаження, зменшення часу завантаження і розвантаження виробів.

Для кожної печі і кожного виду виробів мають бути розроблені оптимальні схеми і обсяги завантаження печі з метою збільшення поверхні чи перерізу того шару деталей, який нагрівають, що забезпечує максимальну продуктивність печі. Існує взаємозв'язок між режимом роботи і завантаженням печі. Так, якщо значну частину циклу займає витримка при сталій температурі, то потрібно значно збільшувати шар виробів. Хоча в цьому випадку збільшується час нагрівання, продуктивність печі буде вищою, ніж з меншим завантаженням, оскільки тривалість витримки залишається незмінною. Також доцільно збільшувати завантаження низькотемпературних печей з вимушеною циркуляцією повітря. При раціональному укладанні деталей, яке забезпечує їх вільне обдування, продуктивність печі зростає пропорційно завантаженню.

Попереднє нагрівання виробів може здійснюватись за рахунок використання теплоти нагрітих виробів при їх повільному охолодженні у деяких технологічних процесах, здебільшого в спеціальних рекуперативних камерах печей періодичної дії (утилізація 20–25 % теплоти). В печах періодичної дії рекуперація енергії найефективніша при використанні здвоєних рекуперативних камер чи колодязів з вимушеною циркуляцією повітря. В печах безперервної дії максимальний ефект рекуперації буде при русі виробів протипотоком. Застосування підігрівання виробів забезпечує зменшення витрати електроенергії на термообробку на 30–50 %.

Збільшення продуктивності печі без додаткових витрат може мати місце, якщо вона має запас потужності. В цьому випадку можливе збільшення завантаження печі, збільшення швидкості переміщення заготовок. Введення додаткових витрат пов'язане зі збільшенням потужності печі шляхом установлення нових нагрівачів з більшою питомою поверхневою потужністю, встановлення додаткових нагрівачів на невикористані стінки печі, використання форсованого нагріву виробів. Перераховані вище способи збільшення потужності печі будуть мати позитивний ефект при узгодженні з тепловим режимом обробки виробів.

Механізація та автоматизація роботи печей забезпечує чітку і послідовну роботу механізмів, зменшує теплові втрати при завантаженні і розвантаженні виробів, приводить у відповідність спожиту потужність печі з температурним режимом, що вимагається. Це обумовлює зниження питомої витрати електроенергії, збільшення продуктивності печі.