Публикации

Безбородов К.Б., ЗАО «НПП «Машпром»

Для придания изделиям из металла нужных механических свойств — таких как твёрдость, прочность, износостойкость — заготовки нагревают и охлаждают по строго регламентированным законам.

Гарантированно получать необходимые механические характеристики на изделиях возможно только на специальных печах с применением механизации и автоматизации технологического процесса в целом.

По конструктивному исполнению все печи делятся на два основных типа: садочные и проходные (непрерывного действия). К садочным печам относятся печи с периодической загрузкой: камерные, шахтные, колпаковые и др. К проходным относятся конвейерные, с шагающим подом,  рольганговые и др.

В прокатных цехах для нагрева металла перед прокаткой или для термической обработки можно использовать практически все типы печей, подходящие по размерам,  как периодического, так и непрерывного действия. Наиболее высокой производительностью при этом обладают проходные печи непрерывного действия, такие как конвейерные, с шагающим подом, рольганговые.

Конвейерные печи из-за ряда недостатков имеют ограниченное применение. Основными недостатками конвейерных печей являются значительные потери тепла с выходом ленты из камеры нагрева и низкая стойкость самого конвейера, ограничения тянущей способности.

Печи с шагающими балками (подом) из-за ограниченного диапазона регулирования скоростей перемещения садки эти печи применяют для нагрева изделий с большой массой и узкого сортамента (блюмы, слябы и т.п.). Для таких печей характерны сложность рабочих механизмов перемещения заготовок  и их низкая надежность.

Печи с роликовым подом (рольганговые) получили наибольшее распространение, так как обладают рядом преимуществ перед другими видами проходных печей непрерывного действия.

1) Модульная конструкция, практически позволяющая оперативно проектировать печи любой длины.

2) Высокая удельная производительность за счёт близкого размещения нагревателей.

4) Высокая степень механизации транспортировки обрабатываемого металла.

5) Возможность автоматизировать весь процесс термообработки.

6) Минимальные теплопотери.

7) Простота в эксплуатации и ремонте.

Особенно эффективными рольганговые печи оказались в условиях прокатного производства, где необходима высокая производительность, а роликовый под является продолжением транспортной системы других механизмов, например прокатных валов.

Наиболее широко применяют рольганговые печи для термической обработки металлических листов, рельсов, труб и других профильных изделий. На основе рольганговой печи можно скомпоновать агрегаты (линии) для полного цикла термообработки.

Самой простой по компоновке является линия для нормализации проката. Линия состоит из рольганговой печи с прилегающими к ней загрузочным и выводным рольгангами.

Более сложной является конструкция закалочного рольгангового агрегата.В этом случае для закалки тонкого листа выводной рольганг может комплектоваться спреерными устройствами, подающими охлаждающую жидкость на изделие сверху и снизу. Интенсивность охлаждения в этом случае регулируется количеством подаваемой жидкости. Для закалки толстого листа, или, например, рельса, выводной рольганг комплектуется гидравлическими прижимами и закалочной ванной.  После подачи заготовки на выводной рольганг прижимы фиксируют заготовку для уменьшения поводок, а сам рольганг опускается в закалочную ванну. Интенсивность охлаждения в этом случае регулируется составом и температурой охлаждающей жидкости.

 Особенности конструкций рольганговых печей

При выборе рольганговой печи необходимо учитывать, что для устойчивого положения заготовка  должна одновременно лежать минимум на трёх роликах. Привода и опоры роликов должны выходить за камеру нагрева печи и располагаться в холодной зоне. Привода должны укомплектовываться инкрементальными датчиками, контролирующими положение ролика. Ролики рольгангов нельзя останавливать более, чем на 3–5 мин при рабочей температуре, так как при этом может произойти необратимая деформация их бочек — прогиб. Поэтому рольганги работают в одном из трёх режимов: 1) непрерывном (или на проход); 2) реверсивном (или покачивания); 3) периодическом с кратковременными остановками. Привод для роликов может быть один для всех, один на группу, или каждый ролик может иметь собственный привод. При этом все ролики должны работать согласованно. Для снижения потерь тепла загрузка и выгрузка изделий производится на транспортной скорости, которая значительно (в 5–100 раз) выше технологической. Двери на печи должны иметь три рабочих положения: закрыта, открыта для прохода заготовок, открыта для возможности обслуживания.

Для исключения окалинообразования при нагреве можно применять печи с защитной атмосферой, состоящей из смеси инертного и водородсодержащего газа. Для герметизации рабочего пространства эти печи имеют дополнительные шлюзовые камеры со стороны загрузки и выгрузки или газовые завесы. В этих печах применяются закрытые нагреватели, специальные уплотнения, имеется система подачи и контроля газов.

Изготавливать рольганговые печи, а тем более линии, включающие в себя несколько согласованно работающих установок — задача непростая. Практически каждая линия проектируется под конкретное назначение и с учетом особенностей существующего производства. НПП «Машпром» проектирует и изготавливает рольганговые печи (агрегаты) как с газовым, так и с электрическим нагревом. Печи управляются от компьютеризированной АСУ, могут включать различные охлаждающие установки.

Проходная конструкция печи обеспечивают максимальную производительность при минимально возможной стоимости термообработки, что делает проходные печи незаменимыми в металлургическом и прокатном производстве. Рольганговые печи весьма универсальны по нагреваемым изделиям, температуре обработки, скоростям перемещения и возможности использования различных атмосфер в рабочем пространстве печи.