Общие сведения о печах-ваннах.

 

Печи-ванны применяются для нагрева под закалку, от­пуск, нормализацию, химико-термическую обработку и для охлаждения при ступенчатой и изотермической закалке.

В зависимости от процесса термической обработки в каче­стве жидких сред применяют расплавленные соли, щелочи, металлы (свинец, олово, спла­вы свинца и олова, сплавы свинца и силумина и др.) и минеральные масла.

В расплавленных солях присутствуют растворенные кислород и окислы, которые вызывают окисление и обезуглероживание стали. Поэтому перед работой и в процессе работы ванну периодически раскисляют специальными смесями. Для раскисления ванн с хло­ристыми солями применяются небольшие добавки ферросилиция или буры, а для хлористого бария — фтористый магний. Для рас­кисления щелочных ванн — цианистые соли.

Преимущества печей-ванн: высокая скорость и равномерность нагрева деталей, точность регулирования температуры, отсутствие окисления и обезуглеро­живания, возможность осуществления местной термической и хи­мико-термической обработки. Недостатки печей-ванн: необходи­мость периодической смены солей, малая стойкость тиглей, воз­можность коррозии поверхности детали при несвоевременной очи­стке ее от солей и требования очень строгого соблюдения правил безопасности труда. При правильной организации работы ванн большинство недостатков легко устранимы, поэтому они нашли ши­рокое применение при термической обработке.

 

Ванны могут работать на любом виде топлива и электроэнер­гии. По способу обогрева различают печи-ванны с внешним обо­гревом, с внутренним обогревом, электродные.

Ванны с внешним обогревом.

 

Ванны с внешним обогревом. Представляют собой тигель, вставленный в печь с электрическим или пламенным нагревом. Тигли бывают литые, штампованные или сварные с толщиной стен­ки 12—30 мм. Тепло передается расплаву через стенки тигля, по­этому температура рабочего пространства печи должна превышать температуру расплава, что увеличивает опасность прогорания тиг­ля. В случае прогара тигля в ванне предусмотрен сток для солей и жидкого металла.

Средняя производительность ванн с пламенным обогревом в зависимости от размеров тигля составляет от 20 до 125 кг/ч.

Рис. 1. Электрическая тигельная печь-ванна типа СВГ: / — тигель, 2 — рабочая камера, 3 — чугунная плита, 4 — раздвигаемая крышка, 5 — вытяж­ной колпак, 6 — термопара, 7 — отверстие для подвешивания приспособлений с деталями

Широкое распространение в термическом производстве получили электрические печи-ванны. Внешний нагрев тигля осуществляется нагревателями из сплавов высокого электросопротивления. Рабо­чая температура ванны не превышает 850° С.

Недостаток ванн с внешним обогревом: трудность получения высокой температуры и сравнительно низкий КПД

Тигельные электрические печи-ванны с внешним обогревом вы­пускаются трех типов: СВГ-1, 5.2/8, 5, СВГ-2, 5.3, 5/8, 5 и СВГ-3, 5.4/8, 5 производительностью 30, 60 и 100 кг/ч и мощностью 10, 20 и 30 кВт.

Электрическая печь-ванна типа СВР показана на рис. 1. Конт­роль температуры осуществляется термопарами. Одна термопара выведена через крышку и контролирует температуру в тигле, дру­гая термопара помещается в рабочем пространстве ванны у на­гревателей. Эта термопара связана с автоматическими регулирую­щими температуру приборами.

У ванны внизу под тиглем имеется сток для расплавленных со­лей в случае прогара тигля.

Ванны с внутренним обогревом.

Ванны с внутренним обогревом . Имеют трубчатые нагреватели, опущенные непосредственно в расплав. Внутренний обогрев уменьшает потери тепла, повышает к. п. д. печи, увеличивает срок служ­бы тигля и способствует получению в нем равномерной темпера­туры. Для ускорения нагрева и увеличения его равномерности ванны имеют механические мешалки с электроприводом или на­сосы.

Ванна с трубчатыми нагревателями (ТЭН) для термической об­работки деталей из алюминиевых сплавов показана на рис. 2. Максимальная рабочая температура ванны 520° С, мощность 300 кВт.

Рис. 2. Схема электрической ванны с внутренним обогревом:

/ — сварной тигель, 2 — футеровальная крышка, 3—U-образные нагревательные элементы

Электродные печи-ванны.

В этих ваннах нагревателем является сама соль, напоминающая ванну.

Ток подается к электродам с помощью шин от специально­го трансформатора, понижаю­щего напряжение с 220/380 В до 24, 2—5, 5 В. Ток пропуска­ется между стальными элек­тродами. Во избежание элек­тролиза соли применяют пере­менный ток.

Расплавленные соли имеют высокое электрическое сопро­тивление и при прохождении через них тока выделяется тепло, достаточное для разо­грева соли и поддержания тре­буемой температуры расплава. В твердом виде соль не прово­дит электрический ток.

Эти печи являются наибо­лее экономичными. В промыш­ленности получили широкое распространение трехфазные электродные печи-ванны типа СВС.

Соляные электродные ван­ны применяют: до 650° С — низкотемпературного отпуска стали, отжига и нагрева под закалку алюминиевых сплавов, отпуска, низкотемпературного циа­нирования, азотирования и первой ступени нагрева под закалку быстрорежущей стали;

до 850° С — для нагрева под закалку углеродистой стали, среднетемпературного цианирования, отжига стали и цветных метал­лов, для второй ступени нагрева под закалку быстрорежущей стали;

до 1000° С — для нагрева под закалку углеродистой и низколе­гированной стали и для термообработки чугунных отливок;

до 1300°С — для нагрева под закалку быстрорежущей стали, отжига нержавеющих сталей и др.

Электродные ванны выпускают мощностью 35, 60 и 100 кВт.

Рис. 3. Конструкция электродной ванны СВС-35/13: 1_ кожух, 2 —футеровка. 3 — перегородка, 4 — цепная занавеска (для предохранения ра­бочих от брызг расплавленной соли), о — зонт вытяжной, 6 — пирометр. 7 — электроды (3 шт.). 8 — противовес

Ванны имеют прямоугольную форму рабочего пространства с размерами до 350X800X400 мм. В этих ваннах имеются внутренние экраны, отделяющие электроды от рабочего объема соли. При такой конструкции ток не проходит через детали, экран предохраняет их от соприкосновения с электродами, позволяет лучше использовать рабочий объем соли. Металлическая перегородка предохраняет электродную группу от возможного замыкания через нагреваемую деталь.|

Температура ванн до 1300° С измеряется радиационным пирометром, а для температур до 1000°С — термопарами.

Пуск соляных ванн производится с помощью приспособления (стойка с нихромовыми нагревателями). При пропускании тока от трансферматора приспособление нагревается и расплавляет соль. Приспособление находится в затвердевшей соли. Трехфазная электродная печь-ванна СВС-35/13 (мощностью 35 кВт, максимальная рабочая температура 1300°С) показана на рис. 3.

 

Для термической обработки быстрорежущей стали используют трех- или четырехэлектродные тигельные печи-ванны. Ванны мон­тируются в одном каркасе и кладке. Каждый тигель предназначен для отдельной операции: первый для подогрева приблизительно до 650° С, второй — до 850° С, третий для окончательного нагрева до 1260—1280° С, а четвертый для охлаждения под ступенчатую закалку.

Масляные печи-ванны.

Применяют для низкого отпуска, искус­ственного старения и охлаждения при ступенчатой и изотермиче­ской закалке. Электрическая масляная ванна с изолированными на­гревателями показана на рис 4. Эти печи-ванны име­ют индекс СВМ. Цифры в числителе индекса указыва­ют длину рабочего прост­ранства (диаметр) и высоту (дм), знаменатель — тем­пературу в сотнях градусов. Ванны выпускают с раз­мерами тигля: шириной 5, 8 и 10 дм, длиной 5X8 и 10 дм и высотой 5 и 10 дм. Мощ­ность от 15 до 40 кВт. Мас­ляные ванны круглого сече­ния (рис. 5) изготовляют­ся со стальным тиглем диа­метром 2, 5; 3, 5; 5, 0; 8, 0 дм и высотой 2, 5; 5, 0; 8, 0; 10, 0 дм.

Мощность 5—20 кВт. В больших ваннах глубиной свыше 10 дм предусмотрены мешалки для механического перемешивания масла.

 

 

Рис. 4. Электрическая масля­ная ванна с изолированными нагревателями: 1 — каркас, 2 — патрубок, 3 — ти­гель, 4 — электронагреватели, 5 — металлическая корзина

 

 

 

Рис. 5. Электрованна масляная цилиндрическая:

1 — бачок, 2 — кожух, 3 — трубчатый электронагреватель, 4 — термометр, 5 — крышка, 6 - переключатель нагревателей.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: