В умовах термічної обробки матеріали набувають нові властивості і якості, що вимагаються на різних технологічних етапах виробництва. Зокрема, металеві заготовки змінюють свій стан, знаходять нові показники міцності, твердості і стійкості. Для забезпечення теплового впливу задіюються спеціальні термічні печі, за рахунок яких виконуються операції відпалу, гартування, відпуску та іншого.
Загальне пристрій агрегатів для термообробки
Каркасну конструкцію даного обладнання формує товстостінний корпус, виконаний на основі жаростійких сталевих сплавів, які не піддаються процесам хімічного руйнування. Нагрівання забезпечується за рахунок пальників, що виділяють тепло при згоранні палива. Це типові сожигательные пристрою в нагрівальних і термічних печах, за рахунок яких відбувається підвищення температури повітря до потрібних показників. Далі продукти згоряння направляються в теплоізольований димар назовні або в спеціальний збірник для подальшого використання газів вже в інших технологічних операціях. Конструкції високотемпературних агрегатів можуть футероваться вогнетривкими покриттями в цілях зниження тепловтрат і шкідливого впливу на стінки корпусу.
Система подачі матеріалів
В режимі потокового виробництва одним із ключових факторів ефективного виконання процесу обробки є підтримання оптимального темпу переміщення нових заготовок в робочу зону. Традиційно ця задача вирішується за рахунок конвеєрних та роликових механізмів, підключених до автоматичного приводу. Проте навіть висока ступінь механізації не завжди виявляється ефективною при влаштуванні великогабаритних прокатних станів.
Інша складність застосування довгих піддонів з рухомим покриттям полягає в необхідності підключення водоохолоджуваних елементів, які повинні регулювати температурний режим заготовки в ході доставки. Тому в якості альтернативи сьогодні застосовується система транспортування з обертовим барабаном револьверного типу. У такій комплектації термічні печі забезпечують двосторонній рівномірний нагрів заготовок з мінімальними затримками при транспортуванні. Також скорочується час на прогрів і мінімізується обсяг чаду, негативно впливає на структуру металу. Втім, і до таких установок іноді підключають системи повітряного охолодження барабанного валу, що вимагає певних техніко-організаційних витрат.
Камерні печі
Дане обладнання виконується з рухомим і нерухомим піддоном для доставки заготовок. Процес переміщення може забезпечуватися спеціальної каткой або колісною базою по рейках. Заготовки великою масою переміщуються за допомогою спеціального крана по підвісній конструкції. Паралельно з процесом транспортування виконується регуляція роботи пальника, яка включається після того, як заслінка опуститься і закриє встановлений в камері цільової матеріал. Далі вже в ході згоряння палива газові відходи випускаються через димоходи, інтегровані в бічні стіни. У пристрої термічних камерних печей можуть передбачатися і рекуператори, завдяки яким частина тепла від газових сумішей повертається в технологічну зону обробки. Моделі для комплексної потокової обробки можуть містити до восьми камер з власними піддонами. Причому кожна операція проводиться в умовах захисного газового середовища, що особливо важливо в роботі з відпалом алюмінієвих сплавів.
Ковпакові печі
Це агрегат з циклічною дією, призначений для термічної обробки металевих стрічок в рулонах, а також дротяних бунтів. Конструкція забезпечена внутрішнім ковпаком, який оберігає заготовки від негативних процесів окислення. Зовні стіни конструкції мають футеровку з цегли, де також монтуються комунікації електричних нагрівачів і пальника. Для підвищення герметичності колпаковие видів термічної печі використовуються пісочні замки. Що стосується циклічної дії, то його забезпечує внутрішній вентилятор. Цей пристрій сприяє активної циркуляції захисного газу під ковпаком у різних стадіях нагрівання від 650 до 800 °С. Продукти згоряння переміщуються між нагрівальними елементами з ковпаком і за допомогою інжектора відводяться в димоходи або спеціальний збірник.
Конвеєрні печі
Моделі нагрівального промислового обладнання, забезпечені ланцюговим внутрішнім конвеєром. Як вже говорилося вище, по нерухомих піддонів виконується процес транспортування заготовок між технологічними ділянками обробки. Незважаючи на технологічні складності організації конвеєрного способу роботи термічних печей, пристрої такого типу дозволяють забезпечувати прямо-протиточний режим функціонування, що вигідно за великих обсягів завантаження обладнання в потоці. Відзначається і особливий принцип напрямки продуктів згоряння. Оптимальна температура заготовок може підтримуватися за рахунок паралельного руху потоків відпрацьованих газів. Тобто вироби переміщаються в одному напрямку з гарячими газами по різних каналах, здійснюючи теплообмін. В результаті за рахунок пасивного прогріву матеріалу знижуються витрати енергії на основні стадії термічної обробки.
Протяжні печі
Конструкція розраховується на постійне дію стосовно виконання термічних або хіміко-термічних операцій. Протяжна піч може мати баштове і багатоповерхове пристрій – відповідно, вертикальні і горизонтальні конструкції. До переваг першого виду відносять компактні розміри із збереженням корисної технологічної площі і можливості обробки заготовок з хвилястими покриттями і нерівностями на поверхні. Що стосується горизонтальних термічних печей протяжного типу, то вони ефективно працюють з товстим листовим металом без перегинів. У пристрої обладнання присутній спеціальний механізм для розмотування рулонних виробів, пристосування для автоматичного різання крайок і установник нової смуги в машину фіксації і захоплення.
Система управління термообробкою
Контроль та керування процесами нагріву здійснюється через операторські пульти з контролерами, в яких збираються дані про основні показники стану обладнання. Дана система дозволяє відслідковувати температуру обробки, час операції, тиск у робочій зоні та інше. У газових термічних печах окрема увага приділяється регуляції функції пальника. Також відслідковується тиск подачі горючої суміші, показники інтенсивності полум’я і контроль витрат паливних матеріалів.
Висновок
Сучасні процеси термічної обробки відрізняються технологічною складністю і високу енерговитратність. В умовах великих виробництв ці витрати покриваються можливістю організації потокових операцій при повному завантаженні потужностей. Але і такий формат експлуатації термічних печей може себе виправдати лише за умови ретельно розрахованої виробничої логістики. Важливо не забувати, що досліджуване обладнання працює в комплексі з іншими технологічними процесами. І це не кажучи про необхідність підключення систем охолодження та вентиляції, характеристики і пристрій яких будуть залежати від конструкційних можливостей конкретного цеху.
