Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

Нагрев металла перед обработкой давлением

       

Нагревательные устройства (окончание)

Кузнечные печи по сравнению с кузнечными горнами имеют более высокие производительность и КПД, удобны в эксплуатации и применяются как в единичном, так и в массовом производстве для нагрева мелких заготовок и крупных (массой до сотен тонн) слитков. Как правило, печи применяют для нагрева заготовок при машинной ковке и объемной штамповке. В качестве топлива для нагрева пламенных печей используют газ, мазут, а для нагрева электрических печей — электроэнергию.

Камерные печи в зависимости от габаритных размеров делятся на переносные и стационарные, а в зависимости от формы окна для загрузки и выгрузки заготовок — на печи с прямоугольным окном, щелевые, очковые и шахтные. Камерные печи могут иметь одну или две рабочие камеры, загружаемые периодически заготовками через одно и то же окно.

Однокамерная переносная пламенная печь типовой конструкции с двумя газовыми горелками (рис. 4.10) имеет каркас 8, изготовленный из листовой стали и прокатных профилей (уголков, швеллеров и др.) и выложенный изнутри огнеупорным (как правило, шамотным) кирпичом. В нижней части каркаса расположены опорные ножки 10 и загрузочная площадка 20. В рассматриваемой печи рабочая камера 11 объединена с топочным пространством, которое имеет отверстия для установки в них горелок (либо форсунок) 7 к 12. Горелки служат для сжигания газообразного топлива, а форсунки — жидкого - (мазута или нефти). Заготовки для нагрева загружаются на под 9 печи через окно 21, закрываемое массивной металлической заслонкой 22, выложенной со стороны рабочей камеры огнеупорным материалом. Для облегчения перемещения заслонки служит противовес, связанный с ней металлическими тросами 23 и 24, переброшенными через блок 25. В своде имеется отверстие, через которое в рабочее пространство для измерения температуры печи помещают термопару. Топливо в горелки (форсунки) подается через трубы 6, воздух от воздухопровода — через трубы 4.

Рис. 4.10. Однокамерная переносная пламенная печь с рекуператором:
1 - дымовая труба, 2 - рекуператор, 3, 4, 6, 15, 16, 18 - трубы, 5, 14, 22 - заслонки, 7, 12 - горелки, 8 - каркас, 9 - под, 10 -опоры, 11 - камера, 13 - свод, 17 - корпус рекуператора, 19 - канал дымохода, 20, 21 - загрузочные площадка и окно, 23, 24 - тросы, 25 - блок

В верхней части свода смонтирован рекуператор 2, с помощью которого воздух (или газ) перед сжиганием подогревается за счет теплоты отходящих газов. Газообразные продукты сгорания из рабочей камеры через каналы 19 в стенках печи отводятся в рекуператор 2, а затем — в дымовую трубу 1. Рекуператор представляет собой герметически закрытую металлическую коробку 17, внутри которой расположены трубы 18 из жаропрочного сплава, обогреваемые с наружной стороны отходящими из печи горячими дымовыми газами. Через нагретые трубы 18 пропускают холодный воздух, который в рекуператоре подогревается до 300 ... 1000 °С, а затем поступает в горелки.

В одной половине рекуператора подогревается воздух для левой горелки, в другой — для правой. Так, через трубу 3 в рекуператор подают холодный воздух, а через трубу 15 из рекуператора в левую горелку 12 поступает горячий воздух. Аналогично для правой горелки 7 холодный воздух подают через трубу 16, а горячий поступает через трубу 4. Подачу воздуха регулируют заслонками 5 и 14. Использование рекуператора повышает КПД печи и улучшает процесс горения топлива в камере. Благодаря подогреву воздуха расход топлива снижается примерно на 30 %.

Пламенная печь работает в тяжелых условиях. Внутренние ее части, особенно свод и под, подвергаются тепловому воздействию высоких температур, а также химическому воздействию продуктов сгорания и оксидов металла (окалины). Чтобы уменьшить это воздействие, под 9 выкладывают несколькими рядами огнеупорного кирпича, причем верхний слой выкладывается кирпичом на ребро. В качестве огнеупорного материала применяют тальковый кирпич, более стойкий к воздействию окалины. В целях облегчения ремонта под выкладывают на песчаной подушке, насыпанной на дно металлического каркаса. Для большей прочности и долговечности свод 13 печи и верхняя часть загрузочного окна 21 выкладываются в форме свода — арки из шамотного клиновидного кирпича, причем радиус кривизны внутренней поверхности свода должен быть больше величины пролета между боковыми стенками печи, являющимися опорами для свода.

Некоторые детали печи подвергаются воздействию не только высоких температур, но и больших механических нагрузок. Например, тяжелый арочный свод 13 (см. рис. 4.10) по краям опирается на несущие балки. Под действием высокой температуры балка может прогнуться, что приведет к образованию трещин в своде и его разрушению. Во избежание этого опорные балки и другие подобные детали печи выполняют трубчатыми; для охлаждения через них пропускается проточная вода. Незначительно снижая КПД печей, водоохлаждаемые детали намного удлиняют срок их службы.

Кроме однокамерных в кузнечном производстве применяют двухкамерные печи, отапливаемые газом или мазутом. На рис. 4.11 показана двухкамерная печь, которая отапливается природным газом с помощью плоскопламенных горелок 2, вмонтированных в ее свод. Горелки создают широкое пламя, способствующее равномерному нагреву металла. В каждую камеру поочередно через загрузочные окна 3 загружают заготовки. Пока расходуются заготовки, нагретые до нужной температуры в одной из камер, в другой камере греют новую партию заготовок. Загрузочные окна закрываются заслонками 7, газообразные продукты сгорания удаляются из печи через дымоход 4.

Двухкамерная печь:
1 - заслонка, 2 - горелки, 3 -загрузочные окна, 4 - дымоход

Применение двухкамерных печей позволяет избежать возможных при использовании однокамерных печей простоев кузнечного оборудования (молотов, прессов) из-за ожидания нагрева загруженного металла до ковочной температуры. Кроме того, в двухкамерных печах в одной из камер может быть установлена пониженная температура, и эту камеру можно использовать для предварительного нагрева заготовок из легированной стали, имеющей низкую допустимую скорость нагрева. Предварительно нагретые заготовки во второй камере окончательно нагреваются до ковочной температуры.

Одним из основных направлений совершенствования процессов нагрева заготовок перед обработкой давлением является уменьшение окисления их поверхности. Безокислительный нагрев заготовок особенно необходим перед точной безоблойной штамповкой. Уменьшение окисления заготовок достигается разными способами, одним из которых является нагрев в печах с восстановительной атмосферой. Камерная печь безокислительного нагрева показана на рис. 4.12. В рабочей камере 7 печи на уровне металла создается зона с защитной атмосферой за счет сжигания в горелке 1 газа с недостатком воздуха. При этом происходит неполное сгорание топлива с образованием газов-восстановителей СО и Н2, предотвращающих окисление нагреваемого металла. Продукты неполного сгорания дожигаются под промежуточным сводом 6 с подачей вторичного воздуха через сопла 2 и над промежуточным сводом в камере дожигания 5 с подачей в нее дополнительного воздуха через сопла 3. После дожигания продукты сгорания уходят в рекуператор 4 для подогрева воздуха, а затем — в дымоход.

Рис. 4.12. Камерная печь безокислительного нагрева:
1 - горелка, 2,3 - сопла, 4 - рекуператор, 5 - камера дожигания, 6 - промежуточный свод, 7 - рабочая камера

Практически безокислительный и равномерный нагрев заготовок с высокой скоростью достигается в электрических печах с соляной ванной, а также в электролите. Для соляных ванн и в качестве электролитов обычно используют растворы солей щелочных металлов — ВаСl2 и NaCl. В электрических печах, работающих на переменном токе промышленной частоты (50 Гц), температура соляной ванны достигает 1300 °С. Нагрев заготовок происходит в контейнере, опускаемом в ванну.

Нагрев в электролите осуществляется пропусканием постоянного тока напряжением 200 . . . 250 В между заготовкой (катодом) и металлической пластиной (анодом), опущенными в электролизную ванну из винипласта. Вокруг нагреваемой части заготовки образуется газовая оболочка, отделяющая ее от электролита, что способствует быстрому нагреву заготовки. Нагрев в электролите осуществляется в 3 раза быстрее, чем в пламенных печах.

Электронагрев в электролите и соляных ваннах применим как при единичном, так и при массовом производстве. К основным его недостаткам относятся значительный расход электроэнергии и сравнительно небольшие размеры нагреваемых заготовок.

Камерная пламенная печь с выдвижным подом (рис. 4.13), работающая на газе, применяется для нагрева крупных слитков и заготовок в кузнечных цехах при машинной ковке на молотах и прессах. Печь имеет рабочую камеру 1, совмещенную с топочным пространством.

Рис. 4.13. Камерная печь с выдвижным подом и регенераторами:
1 - рабочая камера, 2, 11 - трубы, 3,10 - горелки, 4 - под, 5,9 - заслонки, 6 - колеса, 7, 8 - регенераторы

Горелки 3 и 10 расположены вдоль левой и правой стенок рабочей камеры в шахматном порядке. Под 4 представляет собой прочную платформу на колесах 6, выложенную сверху толстым слоем огнеупорного кирпича. Для загрузки под печи выдвигается из рабочей камеры и на него с помощью крана укладывают крупные слитки. Затем под задвигается обратно в печь и в камеру подают газ и воздух для сжигания.

Для повышения КПД печи и лучшего усвоения кислорода воздух предварительно подогревают в регенераторах 7 и 8, представляющих собой многоканальные, выложенные огнеупорным кирпичом, ячеистые блоки. В отличие от рекуператора, работающего в непрерывном цикле, регенератор работает периодически.

Горелки печи действуют поочередно. Если работают горелки 10 с левой стороны, то дымовые газы пропускают через регенератор 7, который в этот период нагревается. Одновременно через ранее нагретый регенератор 8 в левые горелки пропускают воздух. Проходя через регенератор, холодный воздух нагревается до 800 . . . 1000 °С. Через некоторое время, когда регенератор 8 немного подстынет, заслонку 9 закрывают, открывают заслонку 5, перекрывают клапаны на воздухопроводах, дымовые газы направляют через регенератор 8, а холодный воздух — через регенератор 7. Одновременно закрывают газопровод горелок 10 и открывают заслонку газопровода горелок 3 — с этого момента последние начнут работать. Газ к горелкам подводят по трубам 2 и 11, переключение регенераторов происходит через 30 ... 40 мин.

В кузнечных цехах крупносерийного и массового производства для нагрева заготовок под горячую объемную штамповку применяют печи непрерывного действия — методические и полуме-тодические. Полуметодические пламенные печи применяют чаще. Принципиально они не отличаются от методических, но имеют меньшую длину, более высокую скорость нагрева и могут быть изготовлены в переносном варианте.

Полуметодическая печь (рис. 4.14), имеющая вытянутую форму, состоит из камер 7 и 5 соответственно предварительного и окончательного нагрева. Камеры нагреваются горелками 2 и 6, причем в камере 3 их больше, чем в камере 7. Заготовки 5 укладываются на загрузочную площадку 9 и проталкиваются толкателем 10 через печь к окну выгрузки 1. Нагреваемые заготовки движутся в направлении, противоположном движению газов. Скорость передвижения заготовок такова, что каждая из них находится в печи одинаковое время, необходимое для нагрева до требуемой температуры. С целью увеличения срока службы пода печи и уменьшения усилия проталкивания под заготовками прокладывают водоохлаждаемые грубы 4. Экономичность работы печи повышают применением рекуператора, который устанавливают над печью в месте выхода газов, отходящих через дымоходы 8.

Рис. 4.14. Полуметодическая печь:
1 - окно выгрузки, 2, 6 - горелки, 3, 7 - камеры окончательного и предварительного нагрева, 4 - водоохлаждаемые трубы, 5 - заготовки, 8 - дымоход, 9 - загрузочная площадка, 10 - толкатель

Поскольку время нагрева в такой печи одинаково для всех заготовок, то и размеры последних должны быть одинаковыми. Вследствие этого методические и полуметодические печи не являются универсальными и их целесообразно использовать в условиях крупносерийного и массового производства.

Карусельные печи (с вращающимся подом) применяют в крупносерийном и массовом производстве для нагрева мелких и средних заготовок, форма которых затрудняет их проталкивание в методических и полуметодических печах. Камера такой печи (рис. 4.15) выполнена в виде кольца, ее под 1 вращается в направлении, противоположном движению газов, образующихся при сгорании топлива. Через окно загрузки 5 заготовки укладывают на вращающийся под 1, а после совершения им одного оборота через окно выгрузки 7 нагретые заготовки извлекают из печи. Частоту вращения пода подбирают такой, чтобы время одного оборота равнялось времени нагрева заготовок. Зона 8 высоких температур, предназначенная для окончательного нагрева заготовок, обогревается горелками 9; зона 3 предварительного нагрева находится за выступом 2. Окна загрузки и выгрузки разделены перегородкой 6 . Газообразные продукты сгорания отводятся через дымоход 4.

Рис. 4.15. Печь с вращающимся подом:
1 - под, 2 - выступ, 3,8 - зоны предварительного и окончательного нагрева, 4 - дымоход, 5, 7 - окна загрузки и выгрузки, 6 - перегородка, 9 - горелки

Устройства для сжигания топлива в печах делятся на горелки (для сжигания газообразного топлива) и форсунки (для сжигания жидкого топлива). Одни и другие должны обеспечивать наиболее полное сгорание топлива, определенные длину и форму факела, хорошее регулирование количества сжигаемого топлива, быть надежными в работе и иметь достаточную долговечность. Горелки и форсунки бывают различных конструкций.

Ниже рассматриваются горелки и форсунки, применяемые в небольших кузнечных печах камерного типа.

Благодаря более полному горению и удобству в эксплуатации и регулировании процесса горения в кузнечном производстве все шире используют газообразное топливо.

Газовые горелки подразделяют на горелки низкого и высокого давления.

Горелка низкого давления (рис. 4.16) работает следующим образом. Газ под давлением 600 . . . 1000 Па поступает по патрубку 1 через кольцевую щель между трубкой 8 и корпусом 7 в футерованное огнеупорным материалом отверстие 4 горелки. Воздух под давлением 1,2 .. . ... 1,5 кПа (120 . .. 150 мм вод. ст.) подают в камеру 6 по касательной к ее корпусу 3, вследствие чего он, выходя из кольцевого отверстия 2, завихряется. На выходе из этого отверстия газ и воздух хорошо перемешиваются и через отверстие 5 вбрасываются в печь. Пламя регулируют, изменяя давления газа и воздуха вентилями, установленными на газо- и воздухопроводах. Эту горелку, обеспечивающую горение топлива коротким факелом, широко применяют в небольших камерных печах.

Рис. 4.16. Горелка низкого давления:
1 - патрубок, 2, 4, 5 - отверстия, 3, 7 - корпусы, 6 - камера, 8 — трубка

Горелка высокого давления (рис. 4.17) работает на газе, подающемся под давлением 0,03 . . . 0,15 МПа. Она состоит из инжектора 2, смесителя 4 и насадки 6 с угольником 5. Через вентиль и отверстие 11 во фланце газ проходит через отверстие малого диаметра в насадке 3. При движении газа через насадку 3 его скорость резко увеличивается, что вызывает разрежение воздуха в камере 10 и подсос его в смеситель 4 через отверстие в корпусе инжектора 2.

Рис. 4.17. Горелка высокого давления:
1 - регулировочная шайба, 2 - инжектор, 3, 6 - насадки, 4 - смеситель, 5 - угольник, 7 - печной туннель, 8 — стенка печи, 9 - щель, 10 - камера, 11 - отверстие

При движении через смеситель 4 газ и воздух перемешиваются и готовая горючая смесь сгорает на выходе из насадки 6 в изготовленном из огнеупорного материала печном туннеле 7. Пламя регулируют вентилем на газопроводе и шайбой 1, от положения которой зависит размер щели 9, через которую происходит подсос воздуха. Смесь от одной горелки может подаваться как к одной, так и к нескольким насадкам, расположенным в различных точках на стенке 8 печи. Рассмотренная горелка называется инжекционной, так как ее работа основана на засасывании (инжекции) воздуха из окружающей атмосферы под действием быстро движущейся струи газа.

Плоскопламенная горелка показана на рис. 4.18. Такие горелки устанавливают в своде пламенной печи. Они равномерно разогревают свод, который является основным источником излучения теплоты. Высокая эффективность горелок позволяет сократить время нагрева заготовок.

Рис. 4.18. Плоскопламенная горелка:
1 - корпус, 2 - газоподводящая труба, 3 - направляющий винт, 4 - газовое сопло, 5 горелочиый камень, 6 - кладка печи

Применяют также комбинированные газомазутные горелки более сложной конструкции, позволяющие отапливать печь как мазутом так и газом в зависимости от наличия и целесообразности использования того или иного топлива в разных районах страны в различные периоды времени.

Форсунки, применяемые для сжигания мазута, должны обеспечивать тщательное распыливание топлива и создание горючей смеси его с воздухом в требуемом соотношении. Различают форсунки низкого и высокого давления.

Форсунка низкого давления (рис. 4.19) работает на воздухе, сжатом под давлением 3 кПа и выше. Мазут из трубы по каналу 8 через пазы 6 в регулировочной игле 7 и отверстие в насадке 5 поступает в воздушную насадку 4. Здесь он подхватывается завихренными потоками воздуха, выходящими из корпуса 2 воздушной насадки. Завихрение воздуха обеспечивают расположенные по касательной специальные прорези 3. Мазут распиливается воздухом, перемешивается с ним и сгорает на выходе из форсунки. Пламя у форсунки широкое и короткое (до 0,6 м), что позволяет применять ее в небольших кузнечных печах. Регулируют пламя, изменяя кольцевую щель иглой 7 вращением штурвала 9. Подачу воздуха изменяют с помощью заслонки на воздухопроводе 1.

Рис. 4.19. Форсунка низкого давления:
1 - воздухопровод, 2 - корпус, 3 - прорези, 4, 5 - насадки, 6 - пазы, 7 - регулировочная игла, 8 - канал, 9 - штурвал

Форсунка высокого давления конструкции инженера В.Г. Шухова (рис. 4.20) работает на воздухе, сжатом под давлением 50 кПа и более. Мазут, поступающий из трубопровода 4 в канал 3, распыливается на выходе из сопла сжатым воздухом, подающимся по трубопроводу 6. В этой форсунке воздух используется только дня распыливания мазута, остальной воздух, необходимый дня горения, подсасывается проводы, 5 - маховик через форсуночные отверстия печи. Пламя регулируют, изменяя с помощью вентиля на мазутопроводе количество подаваемого мазута, а с помощью маховика 5 — количество воздуха (маховиком изменяют размеры кольцевой щели между воздушной насадкой 1 и насадкой 2 мазутной трубки). Рассмотренная форсунка дает узкое и длинное (до 4 м) пламя, имеет высокую производительность.

Рис. 4.20. Форсунка высокого давления:
1,2 — насадки, 3 - канал, 4, 6 - трубопроводы, 5 - маховик

Электрические печи сопротивления сходны с пламенными камерными и методическими печами, но вместо горелок на стенках, своде и поде печей устанавливают нагревательные элементы сопротивления, через которые пропускают электрический ток. Для нагрева заготовок до 650 . . . 1150 °С применяют печи с металлическими элементами сопротивления в виде проволочных спиралей либо ленты из нихрома или стали Х23Н18. Печи для нагрева до 1450 °С снабжают нагревательными элементами из вольфрамовой проволоки или другого материала с высоким удельным электрическим сопротивлением.

Электрические печи отличаются от пламенных меньшим окислением нагреваемого металла, компактностью и лучшими условиями работы за счет отсутствия печных газов; кроме того, в них легко автоматизировать регулировку температуры и создавать защитную атмосферу.

К недостаткам электрических печей относятся сравнительно большой расход электроэнергии и низкая стойкость нагревателей, вследствие чего в кузнечном производстве они имеют ограниченное применение. Используют их в тех случаях, когда к качеству нагрева предъявляются особо высокие требования.

Электронагревательные устройства отличаются от печей тем, что в них нагрев заготовок происходит не с поверхности, а изнутри. Распространены два типа электронагревательных устройств — индукционные и контактные.

Индукционное электронагревательное устройство (рис. 4.21) представляет собой индуктор 3 — соленоид из медной трубки, намотанной на огнеупорную шамотную трубу 1, через которую с определенным интервалом проталкиваются заготовки 2. Соленоид подключают к генератору переменного тока или силовому трансформатору 7. Чтобы витки соленоида не нагревались, через него по трубам 6 пропускают охлажденную воду.

Рис. 4.21. Индукционное электронагревательное устройство:
1 - шамотная труба, 2 - заготовки, 3 - индуктор, 4 - бункер, 5 - толкатель, 6 - труба, 7 - трансформатор

Индукционное электронагревательное устройство снабжается бункером 4 для заготовок 2 и толкателем 5 (работающим, например, от сжатого воздуха), который в автоматическом режиме с определенным интервалом подает в индуктор заготовки.

При прохождении через соленоид переменного тока в индукторе образуется переменное электромагнитное поле. По закону электромагнитной индукции под действием этого поля в заготовке возникают вихревые токи, что ведет к выделению теплоты и нагреву заготовки до требуемой температуры. Частоту тока выбирают в зависимости от диаметра заготовок (от 50 до 10 000 Гц). Чем больше диаметр заготовки, тем меньше частота применяемого тока. Так, заготовки Ø 15 ... 40 мм нагревают током частотой 8000 Гц; если их диаметр превышает 200 мм, целесообразно пользоваться током промышленной частоты 50 Гц.

Для питания индукционных нагревательных устройств служат машинные генераторы, а в последнее время все чаще применяют тиристорные преобразователи частоты тока, имеющие ряд преимуществ (более высокий КПД, надежность в работе, лучшие условия автоматизации, возможность установки без специального фундамента и др.), но требующие более квалифицированного обслуживания.

Достоинствами индукционного электронагревательного устройства являются малый угар металла (0,25 . . . 0,4 %), отсутствие загрязнения атмосферы отходящими газами, легкость автоматизации загрузки и выгрузки заготовок и высокая производительность. Применяют эти нагревательные устройства в массовом производстве для нагрева коротких и длинных заготовок круглого, квадратного либо прямоугольного сечения, имеющих диаметр или сторону квадрата до 250 мм.

Особенно широко индукционные установки применяют для нагрева заготовок при штамповке на кривошипных горячештамповочных прессах, как обслуживаемых вручную, так и работающих в'автоматическом режиме. Применение соответствующих средств автоматизации и промышленных роботов позволяет создавать автоматические горячештамповочные комплексы, в состав которых обычно входят автоматизированные установки индукционного нагрева заготовок.

В контактных электронагревательных устройствах нагрев заготовок осуществляется методом сопротивления за счет теплоты, выделяющейся при прохождении тока через заготовку, включенную последовательно в электрическую цепь.

В устройстве (рис. 4.22) имеются неподвижные 3 и подвижные 2 медные водоохлаждаемые контакты, между которыми с силой Р зажимается заготовка 1. Контакты соединены с понижающим трансформатором 4 переменного тока промышленной частоты 50 Гц. Электроконтактный нагрев характеризуют токи большой силы (1... 40 к А), пропускаемые через нагреваемые заготовки при малых напряжениях (2 ... 20 В) . Проходя через заготовку, такой ток быстро нагревает ее.

Рис. 4.22. Контактное электронагревательное устройство:
1 - заготовка, 2, 3 - контакты, 4 - изолятор, 5 - трансформатор

Существующие технологические схемы нагрева обеспечивают нагрев заготовок по всей длине, концевых участков, а также одновременно одного или нескольких участков в различных частях заготовки. Кроме того, возможен непрерывный нагрев прутков при их движении между двумя парами роликов, которые являются вращающимися контактами. Контактным способом целесообразно нагревать в условиях крупносерийного и массового производства длинные заготовки (l > 1,5d2, где l и d — соответственно длина и диаметр заготовки) с постоянным поперечным сечением по длине — прутки диаметром до 100 мм и заготовки различных сечений. Кроме того, этот способ применяют при штамповке на электровысадочных машинах.

Контактный нагрев по сравнению с индукционным обеспечивает более равномерное распределение температуры по сечению нагреваемой заготовки, но при этом имеет место неравномерность нагрева заготовок по длине вследствие интенсивного теплоотвода водоохлаждаемых контактов, приводящего к понижению температуры заготовки в зоне контактов на 100 . . . 300 °С. Недостатком контактных электронагревательных устройств является и низкая стойкость их контактов.

Производительность нагревательного устройства определяется массой металла, нагреваемого до требуемой температуры за 1 ч. Так, горн, показанный на рис. 4.5, имеет производительность 80. . . 120кг/ч; производительность закрытого горна (см. рис. 4.7) составляет 100 . . . 120 кг/ч, камерной печи (см. рис. 4.1, а) - 250 . . . 400 кг/ч, индукционных электронагревательных устройств — до 2000 кг/ч, контактных электронагревательных устройств — до 600 кг/ч.

Приведенные показатели производительности зависят от размеров пода печей. Чтобы исключить влияние последних на показатель производительности, для сравнения эффективности различных нагревательных устройств используют относительный показатель производительности, который называют напряженностью пода печи и определяют как отношение массы металла (кг), нагреваемого за 1 ч, к площади пода (м2) , т. е. единицей напряженности пода печи является кг/(м2 - ч). Чем больше напряженность пода печи, тем выше производительность последней. Напряженность пода, например, пламенных печей составляет 120 .. 600 кг/ (м2 • ч).

Коэффициент полезного действия (КПД) нагревательного устройства определяется отношением количества тепловой или электрической энергии, полученной заготовкой, к общему количеству затраченной энергии, выраженным в процентах. Количество затраченной энергии всегда больше количества энергии, полученной заготовкой, так как часть теплоты теряется с отходящими газами, а также через окна, щели и т.д. Кузнечные горны, работающие на твердом топливе, имеют наименьший КПД (до 10 %); КПД камерных печей без рекуператоров составляет 10 ... 15 %, с рекуператорами — до 30 %, методических печей — до 40 ... 50 %. Высокоэкономичными являются электронагревательные устройства, КПД которых достигает 70 ... 80%. Чем ниже КПД нагревательного устройства, тем больше расходуется топлива или электроэнергии на нагрев 1 кг металла. В связи с этим кузнечные горны, имеющие очень низкий КПД, стремятся заменить печами и использовать в качестве топлива газ или мазут.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru