Колпаковая электрическая печь сопротивления, страница 3

Передача тепла от муфеля к нагреваемому металлу происходит излучением, а в случае применения циркуляции газа под муфелем - и конвекцией.

При охлаждении тепло от металла к муфелю передается излучением или излучением и конвекцией.

Тепло от наружной поверхности муфеля в цех отводится излучением и естественной конвекцией. В случае применения колпака ускоренного охлаждения с обдувкой муфеля воздухом основную роль в отводе тепла играет принудительная конвекция, а при поливке муфеля - отвод тепла с охлаждающей водой [5].

Чтобы обеспечить оптимальные условия тепловой работы колпаковой печи, необходимо соблюдать соответствие интенсивности подвода тепла к муфелю и отвода от муфеля.

Особенностью теплового режима колпаковых печей является так же и то, что нагревательный колпак сразу же после окончания нагрева на одном стенде переносят на другой, где немедленно начинают новый цикл нагрева. В результате нагревательный колпак не успевает остыть в перерыве между двумя нагревателями. По этой причине потери тепла на разогрев кладки колпаковых печей в начале нагрева небольшие.

С начала периода нагрева в печь подают максимально возможное количество тепла, соответствующее тепловой мощности печи. Это продолжается до тех пор, пока наиболее быстро нагреваемая часть садки или кладки нагревательного колпака не достигнет заданной температуры. В этот момент заканчивается период собственно нагрева и начинается период выравнивания температуры при пониженном расходе тепловой мощности.

При значительной неравномерности нагрева наиболее быстро нагреваемая часть садки достигает контрольной температуры вскоре после начала нагрева. Это принуждает начать сокращение подачи тепла в печь еще тогда, когда средняя температура садки низка и садка в целом способна интенсивно воспринимать тепло.

Подачу тепла в печь снижают таким образом, что температура в контрольных точках остается постоянной. Период выравнивания температур заканчивается в момент достижения заданного перепада температур между наиболее быстро и наиболее медленно нагревательными частями кладки.

По окончании периода выравнивания температур нагревательный колпак снимают, и начинается охлаждение садки, которое заканчивают тогда, когда в наиболее медленно остывающей части садки достигнута заданная температура [2].

3.  Защитная атмосфера в печи

Установленный на стенде циркуляционный вентилятор нагнетает защитный газ в диффузоры направляющего аппарата. Основная часть (98,5 - 99,5 %) потока циркулирующего газа, проходя по этим диффузорам, равномерно распределяется по окружности аппарата и через его выхлопную кольцевую щель выходит вертикально вверх вдоль стенок муфеля.

Поток газа, поднимаясь вдоль стенок муфеля, разделяется на несколько параллельных потоков, направляющихся по конвекторным кольцам, проложенным между торцами рулонов, во внутреннюю полость стопы, откуда вентилятор засасывает его через центральное всасывающее отверстие в крышке направляющего аппарата. Поскольку расстояние между двойными стенками муфеля мало, то газ приобретает большую скорость и интенсивно отбирает тепло от наружной стенки муфеля, которая обогревается нагревателями. Затем циркулирующий газ снова поступает в диффузоры направляющего аппарата и цикл циркуляции повторяется.

Для того чтобы направить весь циркулирующий газ через конвекторные кольца и создать в них высокие скорости, необходимые для интенсивной теплоотдачи у торцов рулонов, стопу сверху накрывают крышкой.

Защитный газ, циркулируя по основному контуру, последовательно отмывает стенки муфеля и торцы отжигаемых рулонов, исполняя роль аккумулятора и переносчика тепла. Во время нагрева газ забирает тепло от горячих стенок муфеля и отдает его рулонам, главным образом их торцам. При охлаждении направление теплоотдачи и переноса тепла обратное - газ забирает тепло от рулонов и отдает его стенкам муфеля.

Система питания защитным газом должна быть организована таким образом, чтобы обеспечить получение и поддержание под муфелем необходимой защитной атмосферы при минимальном расходе защитного газа.