Шахтные печи для термической обработки

Шахтная электрическая печь с контролируемой атмосферой типа СШЗ показана на рис. 1. Шахтные электропечи углубляются в приямок и возвышаются над уровнем пола цеха на 1, 4—1, 7 м.

В настоящее время шахтные электропечи со­противления типов СШО и СШЗ выпускаются с разме­рами рабочего пространст­ва: диаметр 600—1500 мм; глубина 600—3000 мм. Мощ­ность от 700 до 195 кВт (печи типа СШО) и от 37 до 300 кВт (печи типа СШЗ).

Рис. 1. Шахтная электрическая печь с контролируемой атмосфе­рой типа СШЗ:

/ — стальной кожух, 2 — футеровка, 3 — проволочные нагревательные элементы из железохромоалюминиевого сплава высокого сопротивления Х25Ю5, 4 — крышка. 5 — механизм подъема крышки, 6 — подвод электро­энергии к нагревательным элементам. 7 — трубка для отвода газа

Шахтные печи для химико-термической обработки

 

Рис. 2. Шахтная электропечь типа Ц-105А

Широкое применение для газовой цементации, нитро-цементации и азотирования нашли электрические шахт­ные печи серии Ц. На рис. 2 показана конструкция печи Ц-105А. Максимальная тем­пература печи 950° С. Печь состоит из металлического каркаса 5, внутри которого находится нагревательная камера 6. Нагревательные элементы 4 уложены по стенке нагревательной ка­меры. Нагревательные эле­менты выполнены в виде проволоки или ленты из сплавов марок Х15Н60 и Х25Ю5. В реторту 3, изго­товленную из жароупорного сплава и установленную в рабочей камере, помещают­ся корзины 2 или приспо­собления с деталями. Ретор­та закрывается крышкой 8, подъем которой осуществ­ляется гидравлическим ме­ханизмом /. На валу элек­тродвигателя установлен, вентилятор 7, служащий для создания вихревых потоков газа и выравнивания состава газовой смеси в реторте. Науглероживаю­щая атмосфера создается испарением и разложением жидкого кар­бюризатора: керосина, синтина, триэтаноламина, подаваемых в реторту. Жидкость из бачка 11 самотеком подается через капель­ницу в крышке печи в реторту. Скорость подачи науглероживаю­щей жидкости регулируется краном 10. Выход отработанного газа осуществляется через трубку 9. На выходе газ поджигают.

Температуру печи контролируют с помощью термопары, поме­щенной сбоку печи, и регулируют потенциометром.

Рядом с печью монтируют колодец, в котором охлаждают де­тали после цементации. Колодец представляет собой стальной ци­линдр с двойными стенками, между которыми циркулирует вода.

В настоящее время печи выпускают трех типов: Ц-35, Ц-60, Ц-105 мощностью 35, 60 и 105 кВт с рабочими размерами реторт: диаметр 300, 450 и 600 мм и высота 600 и 1200 мм.

Печи серии Ц имеют ряд недостатков: для разогрева их до ра­бочей температуры требуется много времени, большой расход на жароупоры, неравномерность нагрева по высоте и неоднородность цементации деталей.

 

Шахтные электропечи применяют и для азотирования и имеют ин­декс США. Азотирование производится в муфеле из сплава Х23Н18 и др. Перед азотированием муфель проду­вают аммиаком. После окончания процесса муфель устанавливают в колодец, через который пропускают аммиак. Колодец охлаждает­ся водой или воздухом. Давление аммиака 98—294 Па (10—30 мм вод. ст.). Печи для азотирования выполняются двух ти­пов: периодические и полунепрерывные, имеющие два сменных му­феля с герметически закрытыми крышками. После окончания про­цесса азотирования муфель с деталями вынимают, помещают в колодец, а на его место ставят другой муфель с деталями. Уплотнением между муфелями и печью служит песочный затвор, а меж­ду муфелем и крышкой — водоохлаждаемая прокладка. Циркуля­ция газа в муфеле осуществляется центробежным вентилятором. Направленность газа в муфеле создается экраном в нижней части муфеля и диффузором, укрепленным на крышке. Печи выпускают­ся мощностью от 17 до 120 кВт с рабочим пространством: диа­метром 320, 750, 800 и 1200 мм и глубиной 480, 750, 1200 и 2400 мм.

На рис. 3 показана шахтная электропечь полунепрерывного действия для азотирования типа США-8.12/6Л1.

 

Рис. 3. Печь полунепрерывного действия для азотирования

типа США-8.12/6Л1:

/ — подставка, 2 — нагреватель, 3 — каркас, 4 — муфель, 5 — направ­ляющий цилиндр, 6 — футеровка, 7 — крышка с вентилятором, 8 — коллектор горячего воздуха, 9 — трубка выброса горячего воздуха, 10 — колодец охладительный, 11 — коллектор холодного воздуха

 

Для отпуска применяют шахтные печи с принудительной цир­куляцией воздуха. Печи углубляют в приямок или устанавливают на полу цеха.

Шахтные печи используют и для обработки паром. После этой обработки на деталях получается тонкая оксидная пленка, благо­даря которой повышается износостойкость и коррозионная стой­кость. Применяется при обработке инструментов из быстрорежу­щей стали. Указанные печи имеют индексы СШО и СШП.

Безмуфельные шахтные печи.

Безмуфельные шахтные печи серии СШЦ применяются для га­зовой цементации, при этом производительность увеличивается в 2, 5—3 раза, исключается необходимость применения дорогостоящих жароупорных муфелей и их периодическая замена, уменьша­ются габаритные размеры и масса печей, снижается в 2—2, 5 раза удельный расход электроэнергии.

К недостаткам следует отнести: повышенный расход жаростой­ких приспособлений, рост зерна стали при высоких температурах процесса.

Нагреватели ленточного типа размером 3x30 мм установлены в печи зигзагообразно ребром к стенке печи. Для нагревателей ис­пользуют сплавы марок Х25Ю5 и Х20Н80. Для повышения произ­водительности на печах установлен сбоку вентилятор, перемеши­вающий атмосферу печи и отводящий от деталей газ, обедненный углеродом, и подводящий газ, богатый углеводородами.

Цементирующий газ, во избежание отложения сажи на деталях, которая затрудняет цементацию и уменьшает сопротивление на­гревателей, не должен содержать большого количества углеводо­родов.

Лучшие результаты дает триэтаноламин, содержащий 48, 5% С, 9, 4% Н₂, 32, 1% О₂, 10% Н₂₎ который используется при нитроцемен-тации деталей.

В настоящее время выпускаются безмуфельные шахтные печи мощностью 73, 88 и 103 кВт с размерами рабочего пространства: диаметром 600 мм и глубиной 600, 1200 и 2000 мм.

На рис. 4 показана безму­фельная шахтная электропечь для газовой цементации. По­дача газа производится в верх­нюю часть печи по трем стоя­кам, а забор отработанного газа производится снизу. От­работанный газ отсасывается из печи вентилятором, смеши­вается со свежим и нагнетает­ся в печь. Часть отработанного газа выводится через крышку и сжигается.

Рис. 4. Безмуфельная шахтная элек­тропечь для газовой цементации типа СШЦ: / — подставка, 2 — корзина с деталями, 3 — нагреватели, 4 — кожух, 5 — песочный затвор, 6 — направляющие, 7 — крышка

 

Вакуумные печи.

 

Вакуумные печи. Применяются для отжига деталей из транс­форматорных и электротехнических' сталей, пермаллоя, термодиф­фузионной обработки различных деталей, термообработки с интен­сивным охлаждением в аргоне деталей из аустенитных сталей и других видов обработки. Вакуумные печи представляют герметич­ный, охлаждаемый водой стальной кожух, в котором помещена на­гревательная камера, легко извлекаемая для осмотра и ремонта. Отечественная промышленность выпускает вакуумные элеватор­ные, камерные и шахтные печи с вакуумом до 1, 3-10~³Па

(10~⁵ мм рт. ст.). Максимальная температура 3000°С. Преимуще­ства вакуумных печей: отпадает необходимость в установках для получения контролируемых атмосфер, проще поддерживать высо­котемпературные режимы, уменьшается расход электроэнергии.

Рис. 5. Элеваторная вакуумная печь типа СЭВ: / — нагревательная камера, 2 — крышка, 3 — футеровка, 4 — нагреватель, 5 — механизм подъема, 6 — привод, 7 — камера охлаждения, 8 — корзина (контейнер), 9 — дверца

На рис. 5 показана вакуумная элеваторная печь для отжига СЭВ-5.5/11, 5. Загрузка и выгрузка изделий производится специаль­ным механизмом снизу. Наличие холодильника резко увеличивает производительность электропечей и обеспечивает осуществление технологических процессов с различными режимами охлаждения.

В комплект уста­новки входят: пони­жающий трансформа­тор, автотрансформа­тор, вакуумный блок, маслонапорная уста­новка, механизмы пе­ремещения садки, щи­ты управления и авто­матического регулиро­вания температуры и вакуумное водоохлаж-дение камеры. Рабо­чая температура в пе­чи 1150°С.

Тема 3.4. Печи ванны.

План:

1. Общие сведения о печах-ваннах.

2. Ванны с внешним обогревом.

3. Ванны с внутренним обогревом.

4. Электродные печи-ванны.

5. Масляные печи-ванны.

 

 

Контрольные вопросы:

1. Какое применение нашли печи – ванны в машиностроении.

2. Назовите преимущества и недостатки печей ванн.

3. Какие вещества применяют в печах-ваннах в каче­стве жидких сред В зависимости от процесса термической обработки?

4. Характеристика ванн с внешним обогревом, принцип действия, достоинства и недостатки?

5. Объясните конструкцию и принцип работы электрической тигельной печи-ванны.

6. Характеристика ванн с внутренним обогревом, принцип действия, достоинства и недостатки?

7. Объясните конструкцию и принцип работы электрической ванны с внутренним обогревом

8. Электродные печи-ванны: конструкция, принцип работы, назначение, производительность, достоинства и недостатки?

9. Масляные печи-ванны: конструкция, принцип работы, назначение, производительность, достоинства и недостатки?

10. Объясните конструкцию и принцип работы электрической масляной ванны с изолированными нагревателями.

Тема 3.4. Печи ванны.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: