Характеристика методических печей заводов

им.К.Либкнехта и Уральского

Характеристика	Завод им.К.Либкнехта	Уральский завод
Общая длина рабочего пространства, м Ширина печи, м Напряженность пода, т/м /сутки Расход топлива Расход воздуха, м /час Давление под сводом печи, мм вод.ст. Температура отходящих газов, Теплотворная способность Продолжительность нагрева, час Топливо Температура нагрева литых заготовок,	22,9 2,54 7,2 650-750кг/час - 1,5-2 300-450 9870кал/кг 4,5-5,5 Мазут 1000-1100	21,17 3,32 8,0 1200-1800 м /час 2800-3000 1,2-1,8 550-650 2000-2200кал/ м 3,5-5 Газ 950-1100

К числу недостатков методической печи с описываемой схе­мой нагрева колесных и бандажных заготовок относится несим­метричность нагрева, обусловленная тем, что заготовки пере­крываются направляющими почти до середины. Поэтому про­дукты горения омывают заготовки только сверху, в то время как направляющие, являясь хорошим проводником тепла, интенсив­но отводят его от нагреваемых заготовок. Это создает значитель­ную разницу в температуре верхней и нижней частей заготовки.

Для уменьшения окалинообразования желательно иметь ну­левое давление на поду печи в сварочной ее части. Для этого необходимо под сводом иметь положительное давление в 1,5— 2 мм вод. ст. При таком давлении под сводом происходит силь­ное выбивание газов из печи. При уменьшении давления под сво­дом замечается подсос воздуха у пода или через окно выдачи и контрольные окна, расположенные в боковых стенках печи.

В существующих методических печах не используется тепло отходящих продуктов горения, что приводит к повышенному рас­ходу топлива. Следствием этого является недостаточно высокий к. п. д. печей.

Недостатком печи завода им. К. Либкнехта является отсут­ствие принудительного дутья, так как при существующем поло­жении воздуха для горения не хватает.

В предстоящую реконструкцию методических печей завода им. К- Либкнехта намечается устранение большинства отмечен­ных недостатков. Должны быть установлены игольчатые реку­ператоры и вентиляторы для принудительного дутья. Печи будут переведены на форсунки низкого давления. Предполагается устранить второй пережим свода и несколько понизить свод в этом месте.

Посадка заготовок в печи и проталкивание их по желобам осуществляется на заводе им. К- Либкнехта следующим обра­зом. У загрузочного окна печи имеется бетонная площадка, на которую ставится заранее набранный поддон с 12 заготовками. Поддон разделен брусками квадратной стали на три жолоба соответственно желобам печи. В каждый жолоб поддона уклады­вается четыре заготовки торцами одна к другой. Поддон подает­ся на площадку 10-т электромостовым краном и устанавливается так, что желоба поддонов представляют как бы продолжение желобов печи.

На площадке установлены три гидравлических толкателя, по одному на каждый ряд заготовок. После установки поддонов с заготовками на площадку включаются толкатели. При этом шток каждого толкателя, упираясь в заготовку, расположенную ближе к нему, продвигает по поддону все четыре заготовки до тех пор, пока очередная из них не будет втолкнута на жолоб печи. При этом на другом конце ряда, у окна выдачи, с жолоба свалится готовая к пересадке в камерные печи нагретая заго­товка. Таким образом, одним ходом штока толкателя одна заго­товка загружается в печь, а другая в это же время сбрасывается с жолоба на подину печи у окна выдач для захвата ее наполь­ным краном-манипулятором.

Высота жолоба над подом камеры выдачи выбрана такой, что заготовка, сваливаясь, должна стать на торец, т. е. в такое поло­жение, при котором она может быть взята захватами манипуля­тора.

При укладке заготовок на поддоны должны быть соблюдены следующие условия:

1. При наличии шейки значительной высоты между торцами заготовок должны укладываться кольца, которые способствуют правильному движению рядов заготовок по желобам печи, так как в этом случае давление на торец заготовки будет равно­мерно распределяться на большую площадь. Если таких про­кладочных колец не ставить, то усилие проталкивания будет передаваться от одной заготовки к другой на небольшом участке, соответствующем всегда неровным вершинам шеек, и может ока­заться направленным под углом к оси ряда. В этом случае не­избежно выпирание отдельных заготовок или их групп из жо­лоба и беспорядочное нагромождение их под сводом.

2. Все заготовки должны укладываться на поддон так, чтобы более высокая шейка была обращена к посадочному окну. Смысл этого правила заключается в том, что к прессу заготовка должна подаваться более высокой шейкой кверху. В этом случае шейка будет деформироваться верхней обжимной плитой пресса, что вызовет меньше осложнений, чем если бы высокая шейка была направлена вниз и деформировалась на нижней обжимной плите пресса. В последнем случае вертикальная ось заготовки находи­лась бы в момент начала деформации в наклонном положении, что неизбежно должно привести к получению плюшки неправиль­ной формы. Положение же заготовки, подаваемой к прессу ма­нипулятором из камерной печи, зависит от того, как стоит заго­товка на подине камерной печи, а последнее определяется тем, в каком положении заготовка была извлечена манипулятором из методической печи. Поэтому, если более высокая шейка будет обращена к посадочному окну, то заготовка, сваливаясь с жоло­ба на под камеры выдачи, обязательно станет на торец с более низкой шейкой, в таком положении пройдет камерную печь и будет подана па пресс.

3. В силу того, что заготовки для колес имеют значительный разбег в весе (до 20 кг), их приходится группировать таким образом, чтобы в пределах одной группы разбег в весе был мини­мальным (8—10 кг). Следовательно, в партии-плавке может быть несколько весовых групп заготовок. Последние должны от­деляться одна от другой специальными кольцами, отличающими­ся по виду и размерам от прокладочных колец.

4. По технологии производства и по условиям сдачи колеса должны выпускаться строго поплавочно. Поэтому при укладке заготовок на поддоны и далее при подаче их в методическую печь плавки должны отделяться одна от другой. Отделение пла­вок производится также с помощью особых колец, отличающихся от упомянутых колец обоих типов.

Для учета заготовок, загружаемых в печи, ведется специаль­ный журнал, что способствует правильности выдачи заготовок из печи по плавкам и по весовым группам внутри плавки.

Порядок загрузки заготовок в печи бандажепрокатного цеха Уральского завода сходен с порядком загрузки заготовок на за­воде им. К. Либкнехта.

Выдача заготовок из печи производится напольным краном-манипулятором, который обслуживает две методические печи. Допускается извлечение не более шести заготовок подряд из од­ной печи. При большем числе выдаваемых подряд заготовок наблюдается заметное снижение температуры нагрева последних заготовок.

Камерные печи, применяемые для нагрева колесных или бан­дажных заготовок в сочетании с методическими печами, относят­ся к регенеративным печам типа Сименса. Применяемые на оте­чественных заводах камерные печи имеют различное число са­дочных окон, которые одновременно служат и окнами выдачи. На заводе им. К. Либкнехта нашли применение трех- и четырехоконные камерные печи, в бандажепрокатном цехе Уральского завода — пятиоконные.

Основные характеристики печей обоих заводов приведены в табл. 12.

Камерная трехоконная печь для нагрева колесных заготовок представлена на рис. 47.

Отапливаемые мазутом печи снабжены форсунками Шухова высокого давления. Число форсунок — четыре, по две на каж­дой торцевой стенке печи. Мазут распыляется паром. Мазут по­дается под давлением в 4—5 ат, давление пара для распыле­ния — 5—7 ат. В случае необходимости распыление может про­изводиться воздухом.

Форсунки включаются попеременно с одной и с другой тор­цевых стенок печи. Включение и выключение форсунок осуще­ствляется вручную подводом их к амбразуре печи и отводом от нее. Поворот осуществляется посредством соединения форсун­ки с нефтеподводящими трубами через шарнирный кран. Количе­ство подаваемого к форсункам мазута может регулироваться вен­тилями, расположенными между шарнирным краном и форсун­кой.

Таблица 12

Характеристика камерных печей

Характеристики	Уральский завод	Завод им.К.Либкнехта
		Печь с тремя садочными окнами	Печь с четырьмя садочными окнами
Длина рабочего пространства, мм Ширина рабочего пространства, мм Высота до свода, мм Топливо Расход топлива Расход воздуха, м /час Температура нагрева заготовок, Температура свода печи, Теплотворная способность топлива Продолжительность нагрева садки, час.-мин Давление под сводом печи, мм вод.ст. Температура подогрева воздуха,	14400 2300 1720 Смесь коксовального и доменного газов 1600-1800 м /час 3200-4000 1200-1250 1270-1300 2000-2200 кал/ м От 1 до 2-30 - 700-800	10090 2300 1600 Мазут 24-30кг/т - 1200-1240 1250-1350 9870 кал/кг От 1 до 1-10 1,8-2,2 700-800	13150 2300 1600 Мазут 22-26 кг/т - 1200-1240 1250-1350 9870 кал/кг От 1 до 1-10 1,8-2,2 700-800

Печи, отапливаемые газом, имеют восемь горелок, из которых четыре торцевых (по две у каждой торцевой стены) и четыре боковых — у задней стенки печи. Расход газа в торцевых горел­ках регулируется задвижками Лудло с ручным управлением.

Камерные печи имеют по два воздушных регенератора. Перед регенераторами установлен клапан типа Симплекс, соединяющий атмосферу с регенератором, подающим воздух в печь, и регене­ратор, отводящий продукты горения, — с боровом.

На Уральском заводе переключение клапана автоматизиро­вано. На заводе им. К- Либкнехта клапан переводится вручную с помощью системы рычагов.

Для подъема крышек садочных окон применяются гидравли­ческие подъемники, работающие под давлением воды в гидравлических цилиндрах в 60 ат.

Управление крышками централизовано и расположено на площадке управления, находящейся высоко под печами. Это позволяет операторам видеть все печи.

Рис. 47. Камерная трехоконная печь для нагрева

колесных заготовок

Если в методической печи заготовки нагреваются лежа в же­лобах на гранях, т. е. толща прогреваемого металла соответст­вует диаметру заготовок, то в камерную печь заготовки садятся на торец, т. е. толща прогреваемого металла соответствует высоте заготовок. Пересадка заготовок из методических печей в камер­ные производится, как упоминалось, с помощью напольного крана-манипуляторя. Последний представляет собой мост, который движется вдоль фронта печей. Вдоль моста передвигается тележ­ка, несущая поворотную площадку, на которой расположен хобот с захватами. На этой же площадке расположены механизмы подъема и опускания хобота, а также сжатия и разжатия захва­тов. Таким образом, хобот с захватами может совершать сле­дующие движения: перемещение вдоль фронта печей, перемеще­ние перпендикулярно линии печей, поворот на 360°, подъем и опускание. Это придает манипулятору большую маневренность. Один манипулятор может обслужить пересадку заготовок из двух методических печей в шесть камерных, с общим числом са­дочных окон 20. Производительность машины — более 80 заго­товок в час.

Заготовки садятся в камерные печи по 5—6 шт. в каждое окно. На поду печи они располагаются в шахматном порядке, с соблюдением расстояния между ними в 100—150 мм. Послед­нее диктуется необходимостью обеспечить лучшее омывание га­зами поверхностей заготовок.

При посадке в камерные печи всегда стремятся к тому, чтобы торец заготовки с более высокой шейкой был обращен вверх, т. е. производят посадку заготовок так, чтобы торец с более низ­кой шейкой лежал на поду. Это необходимо соблюдать для того, чтобы обеспечить правильное обжатие заготовки на прессе и предотвратить появление дефектов.

Посадка заготовок в камерные печи может быть начата рань­ше полного ее освобождения от уже нагретых заготовок. Но при этом надо соблюдать следующее условие: между окном, в кото­рое садятся заготовки, и окном, из которого выдаются нагретые заготовки, должно быть свободное окно. При этом условии на­гретые заготовки не будут остывать под влиянием только что по­саженных более холодных заготовок.

По достижении заготовками заданной температуры они выда­ются из камерной печи к прессу. Извлечение заготовок через са­дочное окно и подача их к прессу осуществляются с помощью такого же напольного крана-манипулятора, как и для пересадки из методических печей в камерные.

К недостаткам существующих камерных печей следует от­нести:

1. Малый к. п. д. порядка 10—12%, что является следствием:

а) значительного подсоса холодного воздуха через окна, часто открываемые в процессе работы;

б) плохого смешения горючего с воздухом — для печей, отап­ливаемых мазутом;

в) неполноты сгорания топлива в рабочем пространстве и по­следующего догорания его в регенераторах и частично в борове.

2. Высокое содержание кислорода в печных газах приводит к сильному окалинообразованию. Последнее является причиной быстрого роста подины, которая служит не более шести суток. Рост подины за этот период достигает 300—400 мм.

3. Отсутствие шлаковиков ведет к сравнительно быстрому за­сорению насадок регенераторов, что ухудшает условия подогрева воздуха.

Отмеченные недостатки методических и камерных печей, а также недостаток самой схемы нагрева, требующей печей двух типов и механизации передачи заготовок из методической в ка­мерные печи, привели к мысли об использовании для нагрева колесных и бандажных заготовок карусельной печи с вращаю­щимся кольцевым подом. Такая печь устанавливается в настоя­щее время в одном из вновь строящихся цехов.

Нагрев в печах с кольцевым подом свободен от недостатков, присущих рассмотренной выше схеме нагрева. Перемещение за­готовок совершается вращением пода, причем механизмы, осу­ществляющие вращение, расположены вне рабочего пространст­ва. Заготовки располагаются в печи с зазорами, обеспечивающими почти симметричный нагрев; подсос воздуха доведен до ми­нимума. Благодаря указанным преимуществам печи с вращаю­щимся кольцевым подом в будущем несомненно должны получить широкое распространение в колесном и бандажном произ­водствах.

В настоящее время имеется лишь опыт применения такой печи для нагрева заготовок при производстве колесных центров-ди­сков. Этот опыт освещен в статье А. А. Скворцова и М. А. Кузелева [4]. Конструкция печи и ее основные размеры показаны на рис. 48.

Рис.48. Печь с вращающимся кольцевым подом

Кольцевой под печи шириной 1600 мм со средним диаметром 9360 мм собирается из литых секторов, к которым снизу при­креплены квадратные рельсы 1; этими рельсами под опирается на ролики, вращающиеся в подшипниках, установленных не­подвижно на фундаменте печи. Для предотвращения схода пода с этих роликов по наружному диаметру печи установлены упор­ные ролики, прикрепленные к стойкам, на которых покоятся стен­ки печи. Герметичность рабочего пространства печи обеспечи­вается песочными затворами, состоящими из корыт с песком, прикрепленных к движущемуся поду, и ножей, опущенных в пе­сок. Ножи прикреплены к стойкам и плитам каркаса печи. От­дельные элементы песочного затвора можно менять во время работы печи. Металлические детали песочного затвора в наибо­лее сильно нагретой части кольца обдуваются с помощью вен­тилятора. Печь отапливается мазутом. Воздух к семи форсункам подается от компрессора. Две форсунки 2 поставлены вблизи окна выдачи 3 и расположены радиально — одна снаружи, дру­гая изнутри кольца печи. Остальные пять форсунок поставлены тангенциально, в нескольких местах кольца — три снаружи и две внутри.

Газы отводятся по четырем каналам в дымовую трубу высо­той около 30 м, общую с другими печами, цеха.

Посадка и выдача заготовок происходит на открытом секторе пода. Заготовки садятся на под перед окном загрузки и вместе с подом совершают движение по печи, выходя из окна выдачи нагретыми до 1200—1250°.

Посадка заготовок производится пневматическим подъемни­ком, подача нагретых слитков под пресс — с помощью вилки и качающейся балки. Подъем заслонки производится пневматиче­скими цилиндрами.

Вращение пода осуществляется механизмом оригинальной конструкции, который расположен внутри кольца печи и состоит из электродвигателя, червячного редуктора, зубчатой пары и двух конических передач. Вращение от двигателя передается через редуктор и зубчатую пару к конической шестерне, находящейся в зацеплении с двумя другими коническими шестернями, сидя­щими на двух валах, расположенных диаметрально на одной оси. На других концах этих валов сидят шестерни, находящиеся в сцеплении с зубчатой рейкой вращающегося пода и осуществ­ляющие его движение. Такая конструкция обеспечивает прило­жение силы вращения одновременно в двух точках кольца и лик­видирует силу, стремящуюся сдвинуть под с опорных роликов (ось вала механизма вращения пода печи — 4). Мощность дви­гателя 80 квт у при 585 об/мин. Скорость вращения пода (средняя окружная) 4,08 м/мин (0,139 об/мин). Реверсирование двигателя позволяет вращать под в обе стороны.

Таблица 13

Характеристика печи с кольцевым вращающимся подом

Характеристики	Показа-тели	Характеристики	Показа-тели
Производительность печи (по данным 1948г.) шт./смену Напряженность пода, кг/м /час Расход мазута, кг/час Удельный расход мазута, кг/т Температура нагрева металла,	354 304 500 41,1 1250	Коэффициент избытка воздуха в отходящих газах Температура отходящих газов, Тепловой к.п.д.печи,% Количество обслуживающего персонала, чел./смену	1,3 700-710 50,5 4

Основные характеристики печи с кольцевым вращающимся подом приведены в табл. 13.

К преимуществам печи следует отнести также слабое окали-нообразование и, следовательно, незначительный рост подины.