Автоматизация колпаковых печей

Для термической обработки металла в цехах холодной прокатки широко применяют колпаковые печи. Основная масса металла в них находится в виде рулонов, но существуют также колпаковые печи для отжига бунтов проволоки, листов и некоторых видов сортового проката.

По способу отопления колпаковые печи делят на два типа: газовые и электрические. В газовых печах проводится светлый отжиг металла в специальной защитной атмосфере. Электрические печи обычно применяют для высокотемпературного нагрева электротехнических сталей и сталей специальных марок. В колпаковых печах для отжига стального листа в стопах используется комбинированный нагрев металла: газовые горелки располагают в нагревательном колпаке, а электронагреватели сопротивления прокладывают в поду печи.

Рисунок 9.1 – Схема теплового и температурного режимов колпаковой печи: 1 - подача тепла в печь; 2 – температура нагревательного колпака; 3 – температура муфеля; 4,5 – соответственно температуры наиболее быстро и наиболее медленно нагреваемых частей садки.

Различные типы колпаковых печей имеют подобное конструктивное исполнение. На стенде располагают садку металла либо в виде стопы листов, либо в виде стопы из одного или нескольких рулоов, поставленных один на другой. Сверху металл закрывают муфелем из жароупорной стали, служащим для образования рабочего пространства, в котором находится защитный газ. Для ускорения процесса нагрева и охлаждения металла в печах с помощью специальных вентиляторов, расположенных под стендом, создают принудительную цируляцию защитного газа. Во время нагрева на стенд устанавливают нагревательный колпак, на котором имеются газовые горелки или электрические нагреватели сопротивления. После окончания процессов нагрева и выдержки нагревательный колпак снимается со стенда и пе­реносится на другой, где начинают новый цикл нагрева, а на данной печи происходит процесс охлажения.

Колпаковые печи - это печи камерного типа с изменяющимися в процессе отжига тепловым и температурным режимами (Рисунок 9.1).

В первый период необходимо обеспечить максимальную скорость нагрева металла. В этом периоде в печь подается тепло, количество которого определяется из условия получения оптимальных перепадов температур в садке в конце периода, так как значительные перепады потребуют значительной продолжительности второго перио­да и приведут при сокращении продолжительности первого периода к увеличению длительности всего цикла отжига. Из-за неравномерности нагрева садки по высоте и по сечению, являющейся следствием неодинаковых условий теплообмена различных частей садки (верхний рулон получает и отдает тепло излучением через всю поверхность верхнего торца и излучением через боковую поверхность, а остальные рулоны - конвекцией через торцевые поверхности и излучением через боковую поверхность; средние витки рулонов нагреваются наиболее медленно), в цикле нагрева предусмотрен период выравнивания тем­ператур металла, в течение которого температура печи (нагревательного колпака) поддерживается на уровне, исключающем перегрев наиболее быстро греющихся частей садки; по мере прогрева садки температура снижается. После достижения наиболее медленно греющейся точкой садки заданной температуры термообработки начинается выдержка, а затем следует период охлаждения печи, который заканчивается при достижении заданной температуры наиболее медленно остывающей частью садки.

Задача управления процессом нагрева металла в колпаковых печах заключается в обеспечении режима работы, при котором получается металл заданного качества при работе печи с максимальной производительностью.

Дата добавления: 2015-03-29