Піч для термічної обробки металевих виробів

Реферат: Піч для термічної обробки металевих виробів містить робочу камеру, що утворена футерованими подом, передньою та задньою стінками і бічними стінками з газовими пальниками, знімну футеровану кришку, трубопроводи для горючого газу і повітря, димопровід для відведення димових газів. Під печі додатково оснащений димовим каналом, що виконаний замкнутим по периметру поду печі, розташований нижче його робочої поверхні і сполучений з робочою камерою за допомогою витяжних вікон, що мають регульований прохідний переріз. UA 100337 U (12) UA 100337 U UA 100337 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до термічного устаткування, а саме до печей для термічної обробки металевих виробів (виливків та виковок), наприклад ямних, і може бути використана в металургійній та машинобудівній промисловості. Відома камерна піч, що містить робочу камеру, що утворена футерованими зсередини вогнетривкими матеріалами зведенням, задньою стінкою, передньою стінкою, бічними стінками та нерухомим подом. Камерна піч оснащена газовими пальниками, розміщеними на бічних стінках. На передній стінці розташована вертикальна рухома заслінка. Камерна піч забезпечує термічну обробку різних деталей (виливків та виковок) відповідно до технології термічної обробки металевих виробів, що завантажуються в піч за допомогою спеціального завантажувального пристрою, наприклад пічного маніпулятора (див. наприклад, книгу: Эфрос М.М. Нагревательные и термические печи на газовом топливе. - М:. Металлургия. - С. 277-279, рис. VII-I.) До недоліків відомої камерної печі слід віднести те, що у вищезгаданій камерній печі не можливо виконувати термічну обробку деталей, що мають велику вагу і габаритні розміри. Відома також камерна піч, що містить робочу камеру, що утворена зведенням, задньою, передньою та бічними стінками, які футеровані зсередини вогнетривкими матеріалами. Передня стінка виконана у вигляді рухомої заслінки, що встановлена у вертикальній рамі і забезпечена механізмом підйому. Камерна піч також обладнана висувним подом, що має механізм висування поду. У камерній печі з висувним подом виконують термічну обробку виливок і виковок вагою до 300 т, що мають досить великі габаритні розміри (див. наприклад, Патент України № 64 947, МПК (2011.01) F27B 3/06 (2006.01); C21D 9/0; 25.11.2011, бюл. № 22, 2011 г.). Головними недоліками відомої камерної печі є те, що для розміщення опорних рейок для висувного поду та механізму висування поду потрібна наявність вільного місця в приміщенні цеху, а також збільшені витрати на технічне обслуговування і ремонт висувного поду печі і механізму висування поду, що знаходяться під дією високих температур робочої камери. Крім того, відома камерна піч має досить великі габаритні розміри по висоті, що обумовлено наявністю вертикальної рами, яка служить для підйому заслінки (передньої стінки) печі. Це ускладнює транспортування деталей в цеху за допомогою мостових кранів. Відома ямна піч, що містить футеровану робочу камеру, утворену подом, передньою, задньою та бічними стінками, знімні футеровані кришки, підвідний і відвідний димопроводи, що приєднані до передньої та задньої стінок відповідно і служать для підведення і відведення димових газів (теплоносія). Ямна піч використовує для термічної обробки деталей теплову енергію димових газів, що відходять від методичної печі. У підвідному димопроводі, перед рекуператором встановлена ежекторна головка, що створює гідравлічну тягу у ямній печі і забезпечує температуру в робочій зоні до 550 °C. Відома ямна піч забезпечує термічну обробку деталей, що мають різну вагу і довжину, та завантажуються в ямну піч за допомогою мостового крана (див. наприклад, патент РФ № 6879 U1 "Ямная печь для термообработки углеродистых 6 изделий", від 16.06.1998 р., МПК F 27В 9/00). По сукупності істотних ознак відома ямна піч є найбільш близькою до заявленої корисної моделі і може бути прийнята за найближчий аналог. До недоліків найближчого аналога можна віднести нерівномірність розподілу температурного поля по довжині робочої камери ямної печі, яка обумовлена тим, що димові гази на вході в робочу камеру мають температуру, більшу, ніж на виході з неї. Це призводить до нерівномірного нагріву заготівок, особливо тих, що мають досить велику довжину. Наслідком цього є нерівномірність механічних властивостей деталей по довжині та зниження якості термічної обробки. Крім того, використання гарячих димових газів, що відходять від методичної печі у якості теплоносію, (температура димових газів складає близько 550 °C) не дозволяє отримати достатньо високу температуру в робочій камері, що значно скорочує технологічні можливості вищезгаданої печі. В основу корисної моделі поставлена задача, що полягає у підвищенні продуктивності і ефективності роботи печі для термічної обробки металевих виробів та поліпшити якість термічної обробки металевих виробів шляхом забезпечення рівномірної тяги по периметру поду печі та рівномірного розподілу потоків теплоносія (димових газів) по об'єму робочої камери печі, і за рахунок технічного результату, що полягає в зменшенні нерівномірності температурного поля у об'ємі робочої камери. Поставлена задача вирішується тим, що в печі для термічної обробки металевих виробів, яка містить робочу камеру, що утворена футерованими подом, передньою та задньою стінками, бічними стінками з газовими пальниками, знімну футеровану кришку, трубопроводи для 1 UA 100337 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 горючого газу й повітря, димопровід для відведення димових газів, під печі додатково оснащений димовим каналом, що виконаний замкнутим по периметру поду печі й розташований нижче його робочої поверхні та сполучений з робочою камерою за допомогою витяжних вікон, що мають регульований прохідний переріз, а розмір прохідного перерізу кожного витяжного вікна визначений з умови забезпечення рівномірної тяги по всьому периметру поду робочої камери. Заявлений корисний результат не можливо отримати, якщо з приведеної сукупності істотних ознак виключити будь-який. Тільки завдяки тому, що в печі для термічної обробки металевих виробів під печі додатково оснащений димовим каналом, що виконаний замкнутим по периметру поду печі, розташований нижче його робочої поверхні і сполучений з робочою камерою за допомогою витяжних вікон, що мають регульований прохідний переріз, а розмір перерізу кожного витяжного вікна визначений з умови забезпечення рівномірної тяги по всьому периметру робочої камери, забезпечено рівномірну тягу по периметру поду печі та рівномірний розподіл потоків теплоносія (димових газів) у робочій камері печі, зменшено нерівномірність температурного поля у об'ємі робочої камери, підвищено ефективність і продуктивність роботи печі та якість термічної обробки металевих виробів. Корисна модель є промислово застосовною. На ПАТ НКМЗ розроблений робочий проект печі для термічної обробки металевих виробів з використанням запропонованої корисної моделі. Корисна модель пояснюється кресленнями, де: - на фіг. 1 наведено схему печі в плані; - на фіг. 2 переріз А-А на фіг. 1. Піч для термічної обробки металевих виробів (див. фіг. 1, 2) містить передню стінку 1, задню стінку 2, бічні стінки 3 і 4 та під печі 5, що утворюють робочу камеру. Зверху робоча камера печі накрита знімною кришкою 6. Передня стінка 1, задня стінка 2, бічні стінки 3 і 4, під печі 5 та знімна кришка 6 виконані у вигляді металевих панелей, робоча поверхня яких футерована вогнетривкими матеріалами, наприклад шамотною цеглою або жароміцним бетоном. У бічних стінках 3 і 4 встановлені газові пальники 7. Кожен газовий пальник 7 сполучений з трубопроводами постачання природного газу та повітря (на фіг. 1, 2 умовно не показані). До задньої стінки 2 приєднаний димопровід 8, що сполучає робочу камеру печі із системою видалення димових газів термічного цеху. Відмітними особливостями заявленої печі для термічної обробки металевих виробів є: - під 5 печі додатково оснащений димовим каналом 9, що виконаний замкнутим по периметру поду печі і розташований нижче його робочої поверхні. Верхня поверхня димового каналу 9 розташована в одній площині з робочою поверхнею поду 5; - димовий канал 9 виконаний замкнутим по периметру та сполучений з димопроводом 8 за допомогою вікна 10; - димовий канал 9 сполучений з робочою камерою печі за допомогою витяжних вікон 11 що мають перемінний переріз. Витяжні вікна 11 розташовані на верхній поверхні димового каналу 9, рівномірно по периметру. Кількість витяжних вікон 11 залежить від габаритних розмірів робочої камери. - прохідні переріз витяжних вікон 11 виконані різними, а розмір прохідного перерізу кожного витяжного вікна 11 визначено за умови забезпечення рівномірної тяги по всьому периметру димового каналу 9. Розмір перерізу кожного витяжного вікна 11 регульований шляхом переміщення плит перекриття 12, що укладені на верхній поверхні димового каналу 9. Працює заявлена корисна модель таким чином. За допомогою мостового крана піднімають знімну кришку 6 печі й кладуть її на вільному майданчику біля печі. Далі, за допомогою мостового крана виконують завантаження садіння в піч. Деталі садіння укладають на робочу поверхню поду 5, використовуючи спеціальні підкладні елементи. Після завантаження садіння в піч, робочу камеру за допомогою мостового крана закривають знімною кришкою 6. Розпалюють газові пальники 7 і далі виконують термічну обробку садіння (металевих виробів) у відповідності до технологічного процесу. Під час згоряння у газових пальниках 7 природного газу і повітря утворюється теплоносій (димові гази), що має високу температуру. Теплоносій рухається по робочій камері печі, рівномірно омиває деталі садіння, нагріває їх, і далі, через витяжні вікна 11, димовий канал 9, вікно 10 та димопровід 8 потрапляє в цехову систему видалення диму. За рахунок того, що прохідні перерізи витяжних вікон 11 виконані різними, а їх розмір регульований шляхом переміщення плит перекриття 12 і визначений за умови забезпечення рівномірною тяги по всьому периметру димового каналу 9, забезпечено рівномірне 2 UA 100337 U 5 розподілення теплоносія (димових газів) по об'єму робочої камері печі та рівномірне обмивання деталей садіння. Таким чином, виконання печі для термічної обробки металевих виробів у відповідності до заявленої корисної моделі забезпечило отримання технічного результату, що полягає у зменшенні нерівномірності температурного поля у об'ємі робочої камери. Це збільшило ефективність й продуктивність роботи печі та якість термічної обробки металевих виробів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 1. Піч для термічної обробки металевих виробів, яка містить робочу камеру, що утворена футерованими подом, передньою та задньою стінками і бічними стінками з газовими пальниками, знімну футеровану кришку, трубопроводи для горючого газу і повітря, димопровід для відведення димових газів, яка відрізняється тим, що під печі додатково оснащений димовим каналом, що виконаний замкнутим по периметру поду печі, розташований нижче його робочої поверхні і сполучений з робочою камерою за допомогою витяжних вікон, що мають регульований прохідний переріз. 2. Піч за п. 1, яка відрізняється тим, що прохідні перерізи витяжних вікон виконані різними, а розмір прохідного перерізу кожного витяжного вікна визначений з умови забезпечення рівномірної тяги по всьому периметру поду. 3 UA 100337 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4