Печь электрическая для нагрева металлов



Печи для нагрева металла

Пламенные печи отличаются максимальной универсальностью. В пламенных печах нагревают (в зависимости от размеров и конструкции печи) как мелкие заготовки , так и слитки весом до 300 т. Пламенные печи работают на твердом, в том числе и пылевидном, жидком и газообразном топливе.

Наиболее совершенными в отношении регулирования и получения минимальных потерь от физической и химической неполноты горения являются печи, работающие на газообразном топливе. Распыление жидкого топлива и его сжигание осуществляется при помощи форсунок, которые обеспечивают хорошее смешение топлива с воздухом. Для сжигания газообразного топлива применяются газовые горелки. Сжигание пылевидного топлива производят в специальных устройствах, в которых угольная пыль с помощью шнека и воздуха подается к горелке.

Нагревательные печи по конструкции делятся на камерные, в которых температура по всему рабочему пространству одинакова, и методические, у которых температура в рабочем пространстве повышается от загрузочного окна к окну выдачи нагретых заготовок. Схема камерной печи приведена на рис. 108, а для обычного нагрева и на рис. 108, б для скоростного нагрева. При скоростном нагреве уменьшается обезуглероживание поверхностного слоя заготовки и снижаются потери на угар до 0,5 ÷ 0,7% вместо 3% при обычном нагреве.

Рис. 108 . Камерная печь: а — для обычного нагрева; б — для скоростного нагрева

Высокая температура в рабочей камере печи (1400 — 1500°С) достигается применением высококаллорийного топлива и подогретого воздуха в рекуператорах. Горелки или форсунки в этих печах располагаются как над нагреваемыми заготовками, так и под ними ( рис. 108, б ). В камерных печах при нагреве крупных заготовок для облегчения загрузки и выгрузки применяют различные загрузочные механизирующие устройства, машины, а также печи с выдвижным подом и со съемным сводом.

Для уменьшения отхода на окалину применяются печи с использованием нейтральных или защитных атмосфер, доставляющие которых не вступают в реакцию с нагреваемым металлом.

Разновидностью камерных печей являются нагревательные колодцы, которые находят применение в прокатных цехах для нагрева слитков, часто поступающих из сталелитейных цехов в горячем состоянии. Слитки в колодцы загружаются сверху и устанавливаются вертикально. Использование тепла горячих слитков обеспечивает экономию топлива.

Для нагрева концов штанги и прутков при работе на горизонтально-ковочных машинах применяются щелевые печи, загрузочным окнам которых придают вид щели.

Муфельные печи имеют муфель, герметически закрывающийся ящик, который загружают металлом, а нагревание осуществляется без доступа воздуха и газов. Такой способ нагрева применяется для нагрева специальных сплавов без образования окалины.

Методические печи имеют вытянутую форму. Температура в этих печах понижается в направлении движения пламени к загрузочному окну. Наиболее нагретые заготовки омываются наиболее горячим пламенем. В методических печах достигается непрерывная выдача нагретых заготовок, методичный (постепенный) нагрев и лучшее использование тепла образовавшихся при сгорании топлива газов. Чем печь длиннее, тем полнее теплоиспользование. При выходе из печи отходящие газы имеют более низкие температуры, чем в камерных печах, поэтому они экономичнее камерных.

Читайте также:  Взаимодействие азота с металлами уравнения реакций

Методические печи широко применяются в прокатном производстве и в крупносерийном кузнечно-штамповочном производстве. Переходной конструкцией от камерной печи к методической является полуметодическая печь, которая отличается от методической меньшей длиной. В них так же, как и в методических печах нагреваются заготовки, форма которых удобна для проталкивания через печь. Полуметодические печи обслуживают штамповочное оборудование высокой производительности.

Полуметодическая печь с толкателем ( рис. 109, а ) предназначена для нагрева мелких заготовок для штамповки. Печь механизирована: имеет магазинную коробку для непрерывного питания печи заготовками. Коробка периодически (через 1—1,5 час) заполняется заготовками. Из магазинной коробки заготовки снизу по одной выталкиваются в печь вначале в подогревательную камеру А, а затем продвигается в нагревательную камеру Б, где нагреваются до заданной температуры. Такие печи можно обеспечить механизмом подачи заготовок к обрабатываемой машине (рис. 109, б). В этом случае заготовка по мере, продвижения по поду печи достигает отверстия 1, проваливается на заслонку 3, которая под тяжестью заготовки или посредством пневматического цилиндра 4 открывается, и заготовка падает на транспортер 2, который все заготовки из-под печи подает к штамповочной машине. Продукты горения из печи ( рис. 109, а ) по каналу уходят в рекуператор, где они подогревают воздух, предназначенный для горения в печи топлива.

Рис. 109. Полуметодическая печь с толкателем и транспортером для подачи заготовок к кузнечной машине.

Для нагрева заготовок применяют печи с вращающимся подом (карусельные). Они бывают кольцевого типа и тарельчатые. Печь кольцевого типа представляет собой как бы свернутую в кольцо конвейерную печь. Эти печи позволяют в широких пределах регулировать желаемый режим нагрева металла путем изменения скорости вращения пода, расположения горелок и подачи топлива. Нагрев металла в этих печах протекает быстрее и равномернее, так как заготовки на поду печи укладываются на некотором расстоянии одна от другой. Угар металла при нагреве в этих печах будет меньше, чем в печах с толкателем на поду, в которых заготовки укладываются вплотную друг к другу и требуется большое время нагрева, и, кроме того, при продвижении заготовок в печи сбивается окалина и происходит повторное ее образование.

Более совершенными считаются печи, использующие тепло отходящих газов, так называемые, регенеративные и рекуперативные.

Читайте также:  Как нагреть металл до красна газовой горелкой

Регенеративные печи с помощью регенераторов используют тепло отходящих газов на подогрев воздуха и газа (в газовых печах), поступающих в печь. Принцип действия и устройство регенераторов у нагревательных пламенных печей такие же, как у мартеновских плавильных печей, применяемых для плавки стали, рассмотренных в главе II раздела II.

В рекуперативных печах осуществляют только подогрев воздуха, поступающего в печь для горения. Поток отходящих газов и нагреваемого воздуха в рекуператорах непрерывны, каждый поток течет по своим каналам. Газы нагревают стенки рекуператора с одной стороны, а воздух отнимает тепло с другой.

Применение рекуператоров и регенераторов повышает к. п. д. всех печей. В методических регенеративных печах к. п. д. может быть доведен до

40%, а в простых камерных печах он обычно не превышает 10 ÷ 12%.

Электрические печи сопротивления ( рис. 110 ) применяют чаще всего для нагрева цветных металлов и сплавов, реже — для нагрева стали, так как температурный интервал штамповки, например алюминия, находится в пределах 475 — 400°С.

В электрических печах можно поддерживать и изменять температуру с большой точностью. Рабочее пространство этих печей свободно от продуктов горения, угар металла получается минимальным. Электропечи улучшают условия работы обслуживающего персонала. На рис. 110 показана электропечь камерного типа. Печь имеет загрузочное окно 1, спираль 2, рабочее пространство 3. Стрелками изображена циркуляция воздуха.

Рис. 110. Электрическая нагревательная печь. Расход условного топлива (с теплотворной способностью 7000 ккал/кг) в печах без использования тепла отходящих газов достигает 10 ÷ 12 % веса нагреваемого металла, а в печах с использованием тепла отходящих газов расход составляет 4,5 — 6%.

Источник

Простая электропечь для закалки стали и плавки металлов

Материалы и инструменты, которые использовал автор:

Список материалов:
— жаростойкий кирпич К23;
— жаростойкий печной герметик (1200°C);
— силовое реле для включения спирали;
— цифровой регулятор температуры;
— высокотемпературный печной датчик;
— проволока из кантала 1.2 мм;
— концевой включатель;
— профильные трубы;
— листовой металл;
— дверные петли;
— уголок;
— жаростойкая сетка или другой материал для отделки;
— жаростойкая краска.

Процесс изготовления самоделки:

Шаг первый. Подготовка плит для сборки печи
Первым делом нам нужно собрать из кирпича плиты, а уже из этих плит будет собрана печь. Кирпич К23 легкий, легко режется и шлифуется, а еще он выдерживает большие температуры. Кирпичи автор с легкостью склеивает при помощи специального жаростойкого клея, способного выдержать температуру 1200°C.








В общей сумме склеиваем 4 плиты, спираль будет монтироваться в боковые стенки. Чтобы собрать печь, автор прорезал сабельной пилой в боковых стенках пазы.

Читайте также:  Крышка картера переднего моста 2121 2123 металл

В завершении останется проделать канавки под спираль. Чтобы сделать канавки, можно изготовить простую приспособу, кирпич поддается обработке очень легко, нужно стараться его не сломать.

Шаг второй. Мотаем спираль
Изготавливаем нагревательный элемент для печи, автор решил использовать проволоку из кантала толщиной 1.2 мм. Проволока была намотана на трубу при помощи шуруповерта, а затем автор растянул полученную пружину в спираль.







Нагревательный элемент получился с такими характеристиками:
U = 240V
R = 26,7Ω
I = 9A
P = 2150W

Шаг третий. Рама и дверка
Для печи обязательно делаем раму, так как сам по себе кирпич довольно хрупкий. В качестве материала понадобится уголок, свариваем конструкцию, как у автора на фото. Делаем для печи устойчивые ножки, можно использовать профильные трубы.








Также для печи нужно сделать дверку, варим под нее раму из уголка и укладываем кирпич. Дверка должна плотно прижимать к печи, это обеспечит быстрый рост температуры и высокие ее значения. Автор проделал по кругу дверки канавку и вклеил печной уплотнительный шнур.
Саму дверку завешиваем на хорошие дверные петли и делаем надежную запирающую ручку.

Шаг четвертый. Сборка
Для эстетических целей печь можно покрасить жаростойкой краской. Если хорошо прокрасить кирпич, краска будет препятствовать осыпанию кирпичной крошки. Автор отделал печь жаростойкой сеткой, смотрится все хорошо, сетка будет защищать кирпич от ударов и не выпустит крупные части кирпича в случае растрескивания. Конечно, более целесообразно было бы обшить всю печь листовым металлом.























Для контроллера температуры делаем корпус из куска профильной трубы, корпус нужно закрепить на некотором расстоянии от печи, чтобы электроника не грелась. Внутри корпуса устанавливается реле SSR, которое будет включать спираль по команде от регулятора температуры. Реле должно будет управлять нагрузкой в 2150 Ватт, нужно подобрать подходящего номинала. Подробную схему подключения можно увидеть на фото.

На панели управления располагаем и включатель, который будет управлять работой всей печи.

Шаг шестой. Испытания
Включаем печь, в качестве теста автор поставил температуру 800°C. Такую температуру печь смогла достичь через 19 минут, подобной температуры хватает для закалки некоторых сталей.




Также автор смог разогнать печь до температуры 1050°C, на это ушло 50 минут, сталь при такой температуре светится ярко-желтым свечением, ее можно даже ковать.

На этом проект завершен, надеюсь, вам самоделка понравилась, и вы нашли для себя полезные мысли. Удачи и творческих вдохновений, если решите повторить подобное. Не забывайте делиться с нами своими идеями и самоделками!

Источник

Поделиться с друзьями
Металл