Тип печі
|
Електрична шахтна піч спеціального призначення
|
Максимальна робоча температура, ºС
|
1000
|
Вид палива
|
електроенергія
|
Розміри робочого простору печі,
м: діаметр висота
|
0,6 1,2
|
Обсяг робочого простору, м3
|
0,72
|
Габарити, м
|
2,7×2,6×3,6
|
Маса садки, т
|
1,2
|
Продуктивність, кг/год
|
70
|
Потужність, кВт
|
70
|
Маса печі, т
|
3,5
|
Напруга живильної мережі, В
|
380/220
|
Завантаження
виробів у піч проводиться за допомогою мостового крана вантажопідйомністю 5 т.
Такі печі
застосовують для термічної обробки деталей великої довжини, наприклад, осей,
валів, труб напрямних [2].
Діаметр
вертикальних камерних печей дорівнює 0,5-3,5 м, а висота - 1-30 м. Малі печі
використовують для світлого відпалу, газової цементації, азотування (при
введенні реторти), нагрівання під відпуск і загартування. Більші печі
застосовують для нагрівання під загартування й відпуск довгих деталей (валів,
осей, спеціальних труб і т.п.).
Для кращого
використання об’єму печі одночасно нагрівають велику кількість деталей,
розміщуючи їх на спеціальних підвісах або в кошиках. Паливом для вертикальних
печей може служити газ або мазут. Але дуже часто ці печі бувають й
електричними. Останнім часом почали застосовувати вакуумні електричні печі.
Рисунок 1 - Вертикальна
середньотемпературна електрична піч
Малі вертикальні
печі розраховані на високі, середні й низькі температури. Високотемпературні
електричні печі (до 1300°С) частіше мають квадратний перетин і нагріваються
горизонтально розміщеними глобаровими стрижнями. Середньотемпературні (до
1000°С) і низькотемпературні (до 700°С) печі нагріваються металевими елементами
опору, розміщеними на внутрішніх стінках печі. На рис. 1 наведена конструкція
вертикальної средньотемпературної електричної печі потужністю 70 кВт із трьома
регульованими зонами. Деталі підвішують на диску 1. Кришку печі 2 піднімають і
відводять убік поворотним механізмом, що приводяться у рух електродвигуном 3
потужністю 0,5 кВт. Для зменшення окиснювання металу, що нагрівається, у піч
зверху й знизу через камери 4 підводять захисний газ.
Визначення
продуктивності печі СШЦМ-6.12/10
Температура цементації
tц.=920
Глибина
цементаційного шару 0,7-0,8 мм.
Цементації
піддаються валики розміром d=0.06
l=200мм
Матеріал валиків -
сталь 20.
Піч працює
безупинно.
Кошик печі
СШЦМ-6.12/10 має розміри ø600x300 мм.
На дно кошика встановлюється решітка з отвором для проникнення цементаційного
газу. Валики встановлюються вертикально у відведені для них осередки на
спеціальних підставках в n рядів. В одному ряді укладається N деталей. Відстань
між валиками становить 20-25 мм. Оскільки в піч можна помістити два кошики,
кількість валиків, що завантажують одночасно, буде
а = N · n · 2
деталей.
Вага одного валика q = ρ · V кг, ρ =
7900 (кг/м3),
V = π · r2 · l (м 3).
Вага садки G = q · а (кг)
Вага кошиків 80 кг.
Розрахунок
часу нагрівання деталей і визначення продуктивності печі
Критерій Bі для
заданої деталі
,
де R
- радіус, або половина товщини деталі, м;
λ - коефіцієнт
теплопровідності сталі.
Для сталі 20-29,19
Вm/м·К (або 105кДж/м·година· К);
α - розрахунковий
сумарний коефіцієнт тепловіддачі
При Bi < 0,25
час нагрівання заданих деталей може бути визначено за формулою нагрівання
тонких тіл, тобто
де с - середня теплоємність сталі 20 - 0,71
кДж/кг·°С;
tcp
- температура середовища (печі), °C, tcp;
tмп
- температура металу початкова,°С, tмп=20°C;
tцм
- температура цементациі;
G
- вага садки, кг;
F
- активна поверхня садки, м2;
, м2
α - сумарний коефіцієнт тепловіддачі
визначається за формулою
кДж/м2·год·К
кДж/м2·год·К
кДж/м2.година·К4(Вт/м2·К4),
кДж/м2.година·К4(Вт/м2·К4),
де ε1
- ступінь чорноти оброблюваної сталі дорівнює 0,3 [1];
ε2-
ступінь чорноти вогнетривкої кладки, беремо рівною 0,75;
F1 -
поверхня металу, що сприймає тепло
F2 - внутрішня поверхня печі - з
паспорта печі 5,24м2
Оскільки деталі
встановлюються в кошиках одна на іншу, можна взяти коефіцієнт укладання Ку = 2.
У цьому разі час нагрівання дорівнює 2 години.
Час витримки при
цементації для одержання шару глибиною 0,7-0,8 мм за довідковими даними
становить 2,8 години. Час завантаження й вивантаження беремо 0,2 години.
Таким чином, повний
цикл процесу - час нагрівання деталей, тривалість витримки (цементації) і час
на завантаження й вивантаження деталей - становить
Р = 2τ+
2,8 + 0,2 година.
Продуктивність печі при цьому буде
А = G/P кг/годину.
Цей технологічний параметр печі використовується
при розрахунку потрібного устаткування в цеху або на термічній дільниці
відповідно до програми й типу виробництва.
Література
1. Типове обладнання термічних цехів
та дільниць. - Суми: СумДУ, 2008. - 212 с