Печи для нагрева слитков

Для нагрева слитков и шашек перед прессованием применяются печи различных конструкций. По источнику энергии печи делятся на мазутные, газовые и электрические, а по способу передвижения слитков или заготовок — на печи с наклонным подом, с толкателями и конвейерные. Слитки располагаются в печи в один, два и больше рядов. Общим для всех типов печей является то, что слитки загружаются в них с одного конца и выгружаются с другого. Слитки, проходя через всю печь, постепенно нагреваются до рабочей температуры. Такие печи называются методическими.

Электрические печи делятся на печи сопротивления и индукционные. В печах сопротивления нагревательными элементами являются нихромовые спирали, выполненные из полос или проволоки и уложенные в своде, на стенках и на поду печи. В печах для нагрева алюминиевых и магниевых сплавов для предохранения слитков от местного перегрева спирали прикрывают металлическими листами (экранами), а слитки нагреваются за счет обдувания их горячим воздухом, который гонится вентилятором от спиралей на слитки. Такой способ нагрева вызван значительной отражательной способностью, легких сплавов в отличие от тяжелых, которые нагреваются за счет лучистой энергии.

На рис. 77 показана принципиальная схема устройства индукционной установки для нагрева слитков из алюминиевых сплавив.

Индукционная установка схематически представляет собой цилиндрическую спираль — индуктор, состоящий из ряда витков медной прямоугольной трубы 1. При прохождении по виткам переменного электрического тока в слитке наводится индуктированный ток, который и нагревает слиток 2. Через полую спираль индуктора для предохранения ее от расплавления пропускается охлаждающая вода. Внутри индуктора для изоляции его от горячего слитка помещена тонкостенная асбоцементная труба 3. С наружной стороны индуктора имеется магнитопровод 4, собранный из тонких листов трансформаторной стали. Для регулирования степени и скорости нагрева от некоторых витков индуктора сделаны отводы к переключателю 5, к которому подведен электрический ток промышленной частоты напряжением 380 в. Для измерения температуры слитка имеется подвижная игольчатая термопара 6. Продвижение слитков через установку осуществляется толкателем 7. Все операции по загрузке, нагреву и выдаче слитков автоматизированы; при необходимости установка может работать от ручного управления.

Во время нагрева игольчатые концы термопары в пружиной, находящейся в трубчатом корпусе 8. плотно прижимаются к торцу слитка 2. По достижении слитком заданной температуры термопара автоматически отодвигается (на рис. 77 влево) и поднимается вверх, освобождая путь слитку. Затем автоматически включается гидравлический толкатель 7, который штоком 9 заталкивает новый слиток с подъемного стола 10 в индуктор, выталкивая одновременно нагретый слиток на приводной рольганг 11, Дальше нагретый слиток вращающимися роликами перемещается к механизму подачи слитка в контейнер пресса. По освобождении рольганга от слитка термопара вновь занимает рабочее положение, а подъемный стол опускается в нижнее положение, повернувшись вокруг вертикальной оси на 90°. Слитки по одному накатываются на подъемный стол по наклонному полу.

Индукционная установка — весьма совершенное устройство, имеющее по сравнению с другими печами ряд ценных преимуществ. Скорость нагрева слитков в индукционных установках в 30—40 раз выше, чем в печах сопротивления, благодаря чему до минимума сокращается образование окалины. Индукционные установки значительно меньше занимают места и меньше потребляют электроэнергии. Они легко поддаются автоматизации и хорошо согласуются с режимом работы прессов, вследствие чего производительность последних значительно возрастает.

В газовых и мазутных печах нагрев слитков осуществляется за счет сгорания газа или мазута, смешанных с воздухом. Обычно форсунки, подающие топливо в печь, располагаются у окна для выдачи нагретых слитков, а печные газы уходят в дымоход, расположенный у окна для загрузки слитков. Поэтому печные газы, двигаясь навстречу движению слитков, отдают им тепло и уходят в дымоход значительно охлажденными.

Для нагрева крупных слитков из тяжелых цветных металлов, обрабатываемых на горизонтальных прессах, устанавливают печи с наклонным подом, по которому слитки по мере потребления постепенно скатываются к окну выдачи. Чтобы облегчить управление перемещения слитков, в боковых стенках печи сделаны кантовальные окна, через которые рабочий в случае надобности проталкивает или подправляет слитки.

Печи с наклонным подом могут применяться и для нагрева крупных слитков из легких металлов и сплавов, но наиболее удобны в этом случае конвейерные печи, в которых слитки перемещаются движущейся бесконечной цепью. Звенья такой цепи охватывают слиток и передвигают его к окну выдачи.

Для нагрева слитков из мельхиора, меди и ее сплавов конвейерные печи не применяются из-за высокой рабочей температуры, при которой возможно разрушение деталей конвейера.

Печи оборудуются приспособлениями для загрузки слитков в печи и для передачи нагретых слитков на прессы.

Печи вертикальных прессов для перемещения шашек часто оборудуют толкателями с приводом от электродвигателя или от систем сжатого воздуха или жидкости давления. Толкатели при этом перемещают весь ряд шашек, размещенный по длине пода.

Для очистки слитков и шашек из тяжелых цветных металлов от окалины печи оборудуют вращающимися зубчатыми барабанами или проволочными щетками. Чтобы обеспечить эффективную очистку слитков, барабаны и щетки должны вращаться с различными скоростями; слитки при этом будут вращаться с какой-то средней скоростью. На рис. 78 показана мазутная печь, оборудованная щетками 1 для очистки слитков 2.

Наиболее совершенны электрические печи, работающие без копоти и пыли, не загрязняющие рабочего места и отличающиеся простотой обслуживания. Особенно это относится к индукционным печам.

К достоинству газовых и мазутных печей следует отнести возможность создания в них слегка восстановительной атмосферы, что в ряде случаев позволяет уменьшить угар металла за счет меньшего образования окалины.