Основные типы нагревательных устройств

Устройства для нагрева заготовок перед обработкой давлением разделяют на нагревательные печи и электронагреватели. Первые используют для нагрева слитков, крупных и иногда средних заготовок. Электронагревательные устройства наряду с печами применяют для нагрева мелких и средних заготовок.

Типы печей. В зависимости от источника энергии нагревательные печи бывают пламенные и электрические. В пламенных печах тепло образуется при сгорании жидкого (мазута) или газообразного топлива. В электрических печах тепло образуется при прохождении тока через металлические или карборундовые сопротивления, вмонтированные в стенках нагревательной камеры. Они используются преимущественно для нагрева цветных сплавов.

По принципу действия различают печи камерные и методические.

В камерных печах рабочее пространство (камера), выложенное огнеупорным кирпичом, нагревается при сжигании топлива и имеет одинаковую температуру. Заготовки, устанавливаемые на под печи, загружаются и выгружаются через окно. Продукты сгорания отводятся через дымоход и используются для нагрева до 200…300 °С поступающего в печь воздуха, что повышает КПД печи.

Разновидностью камерных печей являются нагревательные колодцы, которые применяют для нагрева крупных слитков при прокатке и ковке.
В них заготовки располагаются вертикально и загружаются сверху краном.

Методические печи предназначены для нагрева крупных заготовок под прокатку и в крупносерийном производстве. Печи характеризуются наличием трех зон с различной температурой. Заготовки 1 (рис. 27), перемещаясь навстречу горячим газам, проходят зоны подогрева I (600…800 °С), максимального нагрева II (1350 °С), где происходит основное сгорание топлива с помощью форсунок или горелок 2, и зону выдержки III (1200…1300 °С), в которой выравнивается температура по сечению заготовки. Заготовки с помощью толкателя 3 проталкиваются через печь по охлаждаемым водой направляющим трубам 4 и выгружаются через окно 5.

Рис. 27. Пламенные печи для нагрева заготовок

2

3

1

5

4

I

II

III

Печи для нагрева заготовок диаметром до 120 мм имеют две зоны нагрева (600…700 и 1250…1300 °С) и называются полуметодическими.

Электрические нагревательные устройства. Индукционный нагрев основан на возникновении в заготовке, помещенной в переменное электромагнитное поле, вихревых токов, которые и нагревают заготовку. Индуктор в виде многовиткового соленоида по диаметру заготовки выполняют из медной трубки, охлаждаемой водой.

Электроконтактный нагрев, основанный на выделении тепла при прохождении тока через заготовку (по закону Джоуля-Ленца), применяют при нагревании стальных заготовок диаметром до 75 мм. Используемое напряжение - 5…15 В, сила тока - до 5000 А. Концы заготовки, зажатые между медными токоподводящими контактами, нагреваются ниже средней ее части на 200…300 °С. Поэтому данный метод рационально использовать для нагрева стальных заготовок постоянного сечения и значительной длины.

Скорость электронагрева в 8…10 раз выше, а интенсивность образования окалины в 4…5 раз меньше, чем при нагреве в печах.