Оборудование для термообработки электродов

Атмосферную сушку (подвяливание) электродов после опрес­совки, позволяющую снижать содержание влаги в покрытии с 9-12 до 4-5%, часто применяют в электродном производстве, особенно при малых объемах выпуска и для электродов с большой толщиной покрытия. К ее преимуществам относят мягкий режим удаления влаги, обеспечивающий сохранность покрытия в технологическом процессе изготовления, а также заметное увеличение прочности покрытий (особенно основных) готовых электродов [92]. Недо­статками атмосферной сушки являются низкая производитель­ность, повышенная трудоемкость, необходимость дополнительных значительных площадей для размещения рамок с электродами и, главное, существенная разница в продолжительности сушки в за­висимости от температуры и влажности в цехе.

Практически процесс подвяливания можно считать закончен­ным при влажности покрытия не более примерно 4,5% (надавлива­ние ногтем пальца не оставляет вмятин на поверхности покрытия). Интенсифицировать подвяливание можно, организовав побуди­тельную циркуляцию подогретого воздуха с помощью осевых теп­ловентиляторов. Такой метод эффективен даже в условиях круп­ных производств. Например, в электродном производстве Ленин­градского судостроительного завода им. А. А. Жданова (ныне ЗАО «Эсаб-СВЭЛ») много лет в составе поточной линии термообра­ботки функционировала подвялочная камера — помещение разме­ром 40x7,5 м, по длине которого располагалось пять параллельных цепных транспортеров. В начале и конце камеры находились попе­речные перегружатели. В камере поддерживалась постоянная тем­пература 25-35°С. Находясь в ней 4-6 ч, электроды подвяливались до влажности покрытия 4,0-4,5%. Теплый воздух с температурой 35 °С подавался калориферами, а увлажненный отбирался вытяж­ными вентиляторами. Одновременно в камере находилось до 50 т электродов (190 контейнеров). Контейнеры, загруженные электро­дами после опрессовки, попадали в камеру по входному перегружа­телю, перемещались на один из продольных транспортеров и, прой­дя по нему через всю камеру, подавались выходным перегружате­лем к загрузочным дверям туннельной сушильно-прокалочной печи.

На предприятиях с небольшим объемом выпуска электродов могут быть оборудованы камеры интенсивного подвяливания, ха­рактеристики которых подбирают исходя из местных условий.

Важнейшим фактором является согласование скорости подачи, температуры подаваемого воздуха и количества удаляемого влаж­ного воздуха. Использование таких камер, например модели Кр КИП - 59, обеспечивающей снижение влажности до 5 -6%, поз­воляет достаточно технологично проводить подвяливание электро­дов за короткое время и с малыми затратами электроэнергии [66].

Электрические печи. Одной из распространенных является ме­тодическая сушильно-прокалочная печь ОКБ-759 периодического действия (рис. 120). После опрессовки электроды вручную раскла­дывают на металлические рамки и помещают на тележки. В опреде­ленно заданное время входные двери печи автоматически открыва­ются, толкатель вкатывает тележку с электродами по рельсам в печь. Одновременно открываются противоположные выходные двери, через которые выкатывается очередная тележка с покален­ными электродами. В печи размещается 14 тележек с электродами.

Техническая характеристика печи ОКБ-759

Время термообработки общее, ч..................................................... 3,5

в т. ч. сушки.................................................................................... 2,25

прокалки............................................................................................. 1,0

охлаждения..................................................................................... 0,25

Количество тепловых зон, шт.:

сушка...................................................................................................... 2

прокалка................................................................................................ 1

охлаждение.......................................................................................... 1

Максимальная температура прокалки, °С................................... 400

Производительность для электродов диаметром 5 мм, т/ч:

рутиловых......................................................................................... 2,0

основных............................................................................................. 1,2

Общая мощность, кВт........................................................................ 220

Габаритные размеры, м..................................................... 24,6x2,2x3,8

Теплоносителем является воздух. Его нагрев производят элект­рические нагреватели, расположенные на боковых стенках печи. Вентиляторы осуществляют продольное и поперечное перемеще­ние воздуха. Охлаждаются электроды цеховым воздухом вне печи.

К недостаткам печи следует отнести отсутствие возможности чет­кого разграничения тепловых зон по ее длине и высоте. Отставание температуры в центре контейнера от наружных слоев достигает 40-60 °С. Поэтому фактические режимы термообработки электродов в одной и той же садке различны и зависят от места расположения

Рис. 120. Методическая сушилъно-прокалочная печь ОКБ 759 перио­дического действия: 1 — толкатель; 2 — тележка с электродами; 3 — зоны (ушки; 4 — зона прокалки; 5 — зона охлаждения

электродов в контейнере. Этот недостаток в определенной мере ком­пенсирует значительное время (3,5 ч) пребывания электродов в печи.

Модернизированный вариант печи ОКБ-759 предусматривает механизацию операций загрузки и выгрузки электродов. В этом ва­рианте электроды с зачистной машины поступают на загрузчик, ко­торый раскладывает их на горизонтальном участке конвейера, про­ходящего через контейнер. Сварной контейнер имеет 32 полки с шагом 32 мм. П-образная форма контейнера позволяет устанавли­вать его над горизонтальным участком конвейера загрузчика на столе подъемника контейнеров так, чтобы уровень электродов при этом совпадал с серединой расстояния между пол каші контейнера.

Цикл загрузки состоит из перемещения горизонтального кон­вейера загрузчика на определенную длину. При этом в пределы контейнера помещается 80 электродов с шагом раскладки (расстоя­нием между соседними электродами) 8 мм. Электроды поступают в контейнер с равными зазорами с обоих концов, что обеспечивает специальный выравниватель. С концов каждой полки остаются незагруженные участки длиной около 85 мм. Это предотвращает падение электродов с полок.

Затем контейнер поднимается на высоту 32 мм и своими полка­ми снимает электроды с конвейера загрузчика. Всего загружается 2560 электродов. После заполнения всех полок контейнер снимает­ся тельфером. Тельфер перемещается по подвешенному криволи­нейному монорельсу. Он имеет два фиксированных положения ос­тановки: над подъемником контейнеров и над тележкой перед тол­кателем печи. Два контейнера с электродами устанавливают на те­лежку. Схемы механизации операций загрузки-выгрузки и собст­венно контейнера приведены на рис. 121 и 122.

Рис. 121. Схема

у ^К-

механизации загрузки-

Jjr" х-

выгрузки электродов:

1 2 Д /

5 1 — подающий

/Л Jt V

/ транспортер;

/ А/Ан

А. 2 — электроды;

j-L^JгУ / ті

і — промежуточный

-fr-j-}- /

6

У/ транспортер;

3 4

I J// 4 — перекладчик;

5 — раскладчик

электродов; 6 — кассета

Дальнейшие операции термообработки выполняют как в стан­дартной печи ОКБ-759. После охлаждения контейнеры переносят на снижатель и разгружают. Разгрузка устроена аналогично загруз­ке, но осуществляется при последовательном опускании контейне­ра на шаг 32 мм. Порожние контейнеры возвращаются самостоя­тельно на загрузку тележкой с цепным приводом без сопровожде­ния персоналом.

За счет сокращения времени операций загрузки и вьпрузки электродов, равного для одного контейнера соответственно 3,1 и 3,0 мин, увеличения количества электродов на полке контейнера с 64 до 80 шт. или со 131 до 164 кг в контейнере (для электродов диа­метром 4,0 мм) производительность модернизированной печи со­ставляет 9 т/смену. Важно, что такая производительность соответ­ствует возможностям электродообмазочных агрегатов ЛОЭ -3 и

Рис. 122. Схема контейнера для опресованных электродов

0(33-3, обеспечивая их полную загрузку. Удельный расход элект­роэнергии на термообработку электродов с рутиловым покрытием в такой печи составляет 122 кВт/т, тепловой КПД печи — 36%.

Тоннельная механизированная печь другой конструкции, разра­ботанной ВНИПИТеплопроект, предназначена для термообработ­ки электродов с основным покрытием. Механизация печи основана на транспортировке электродов на горизонтальных рамках, собира­емых в стопы. С конвейера зачистной машины электроды попадают на разрежающий конвейер. Благодаря разнице скоростей этих кон­вейеров электроды транспортируются раздельно, что исключает их слипание. Затем порция электродов специальным перекладчиком переносится на пару неподвижных пластин, предназначенных для четкой ориентации электродов. Подъемно-опускным столом под­нимается рамка. Она снимает с неподвижных пластин порцию эле­ктродов и продолжает движение к устройству для формирования стопы. Стопа, сформированная из 29 рамок, передается на печной

конвейер и поступает в камеру печи.

Техническая характеристика тоннельной печи

Размер электродов, мм:

длина.......................................................................................... 340-450

диаметр............................................................................................. 3-8

Время термообработки, мин............................................................ 220

Температура по участкам, °С.................................................... 40-500

Производительность, т/ч

(для электродов диаметром 5 мм и длиной 450 мм)....................... 2

Общая установленная мощность, кВт......................................... 1383

Удельный расход электроэнергии,

кВт-ч/т электродов.................................................................... 256-296

Длина печи, м.................................................................................... 30,14

Камера печи представляет собой тоннель, в поперечном сечении которого располагаются две, а по длине — 24 стопы с электродами. Печь имеет девять тепловых участков и зону охлаждения. Система циркуляции газов в каждом участке замкнутая. Воздух нагревают выносные электрокалориферы. Центробежный вентилятор его подает через распределительные короба в камеру печи, где он и отдает теплоту электродам. Короба установлены внутри печи по боковым стенкам. Равномерное распределение теплоты по сечению стопы создают металлические решетки, установленные на выходе из коробов. В боковых панелях камеры выполнены люки для отбо-

Таблица 68. Техническая характеристика тоннельной печи ВНИПИТеплопроект для специальных электродов

Параметр

Сушка

Прокалка

Размеры электродов, мм:

диаметр

4 и 5

длина

330-450

Время термообработки, мин:

нагрев

90

67

охлаждение

-

22

Температура теплоносителя, °С:

1 зона

45-65

210

2 зона

65-85

405

3 зона

85-105

-

4 зона

45-65

-

Общая установленная мощность, кВт

159

199

Относительная влажность электродного покрытия, %:

начальная

11,5

4,65

конечная

4,65

0,2

Количество стоп в печи, шт.

10

5

Количество электродов в стопе, шт.

1375

Габаритные размеры, м

34x5x5,3

ра проб электродов во время работы печи. Имеются также двери для проведения ремонтных работ.

На выходе из печи стопу рамок снимает разгрузное устройство, которое содержит накопитель и подъемно-опускной стол, анало­гичные установленным в загрузочной части. Разгружаются элект­роды аналогично загрузке, но в обратном порядке.

С рамок электроды поступают на сортировочно-упаковочный конвейер. Освободившиеся рамки опускаются на конвейер их воз­врата к месту загрузки. Цикл заканчивается.

Модификация такой печи для термообработки электродов спе­циального назначения диаметром 4-5 мм позволила увеличить производительность до 6 т/смену (табл. 68).

Камера печи представляет собой тоннель прямоугольного сече­ния. Камера сушила имеет четыре тепловые зоны, прокалочная — две тепловые зоны и одну зону охлаждения (замкнутая система циркуляции воздуха в каждой из них). В тепловых зонах установ­лены индивидуальные вентиляторы и электрокалориферы. В чет­вертой зоне сушила калорифера нет. Нагрев воздуха аналогичен описанному выше. В зоне охлаждения два вентилятора. Зоны печи разделены между собой подъемными металлическими дверями.

Через всю камеру проходит технологический конвейер, кото­рый транспортирует стопы рамок с электродами. Стопы имеют раз­меры 1000x450x800 мм, в каждой стопе по 25 рамок.

Важным преимуществом печи является наличие между суши­лом и прокалочной печью транспортера для выбраковки неконди­ционных электродов. Раздельное исполнение камер сушки и про­калки позволяет использовать в сушиле рамки с фетровой наклад­кой, что, как уже было отмечено, облегчает удаление влаги с опор­ных поверхностей.

Из конвейерных сушильно-нрокалочных печей наиболее рас­пространены модели ОКБ-463 и ее модификации (А, Б, В, К), а также ОКБ - 830 (табл. 69). Раскладка электродов в этих печах

Таблица 69. Техническая характеристика конвейерных сушильно-прокалочных печей

Параметр

ОКБ463

ОКБ-463А

ОКБ-463Б

ОКБ-830

Число проходов, шт.

5

5

5

7

Время термообработки, мин

98-140

73 155

73-155

33-220

Время термообработки, мин, по зонам:

1

8-12

6-13

6 13

-

2

10-18

9 17

9-17

-

3

20-25

13-27

13-27

-

4

25-35

19-40

19-40

-

5

35-50

26-58

26-58

-

Максимальная температура прокалки, °С

250

400

400

400

Общая мощность печи, кВт

400

400

262

377

Диаметр термообрабатыва­емых электродов, мм

3-8

3-8

3-8

4-8

Сменная производитель­ность (для диаметра 5 мм), т

13

16

16

24

Габаритные размеры, м

43,4x2,55

хЗ,55

43,65x2,55

х2,92

43,65x2,55

х2,95

50,6x2,69

х2,76

поштучная в гнезда непрерывной цепи, проходящий через соответ­ствующую нагревательную зону. Лишь в зоне прокалки электроды расположены слоем в 2 3 ряда. В печах типа ОКБ-463 пять прохо­дов, в ОКБ-830 — семь, из них три для подвяливания, два для суш­ки, по одному для прокалки и охлаждения. С прохода на проход электроды перемещают барабанные перекладчики.

Обогрев электродов производится воздухом, наїретьім располо­женными сбоку электрокалориферами, а в зоне прокалки — спи­ральными электронагревателями. В печи ОКБ-463А три верхние зоны объеденены в одну тепловую. Время разогрева у всех печей

2,5 ч, регулирование температуры автоматическое.

Для термообработки широкой гаммы электродов предназначе­ны печи серии КСП (рис. 123). Печь КСП 2 Московского опытно­го сварочного завода рассчитана на электроды диаметром 4 и 5 мм длиной 330 -450 мм с толщиной покрытия до 1,25 мм на сторону.

Метод нагрева в зонах сушки — конвективный, что позволяет гибко изменять режимы термообработки. Теплоносителем является воздух, нагретый электрокалориферами. Средняя скорость воздуха в первой зоне сушки 2,5 м/с, во второй — 4,4 м/с. На двух верхних проходах первой зоны сушки электроды укладываются раздельно на полочки, покрытые фетром; на трех нижних — плотно в один ряд. Во второй зоне сушки электроды укладываются в два слоя.

В зоне прокалки использован нагрев трубчатыми электронагре­вателями (ТЭНами), размещенными в рабочей камере. Электроды в этой зоне раскладываются в четыре ряда.

Техническая характеристика печи КСП-2

Число тепловых зон, шт......................................................................... 4

Число проходов, шт.............................................................................. 11

в том числе: сушки 1.......................................................................... 5

сушки 2.......................................................................... 3

прокалки....................................................................... 2

охлаждения................................................................. 1

Максимальная температура, °С:..........................................................

зоны сушки 1.................................................................................... ЮО

зоны сушки 2.................................................................................... 160

зоны прокалки................................................................................ 400

Общее время термообработки, мин......................................... 85-131

в том числе в зонах: сушки 1.................................................... 13-21

сушки 2.................................................. 18-28

прокалки............................................... 36-55

охлаждения.......................................... 18-27

Установленная мощность, кВт........................................................ 304

Габаритные размеры, м........................................................ 12x3,8x3,3

Последняя модель печей серии КСП — КСП-21У предназначе­на для полной поточной термической обработки электродов диаме­тром 3-5 мм с рутиловым и ильменитовым покрытиями и электро­дов диаметром 3-4 мм с основным покрытием. Предшествующую модель КСП-21 отличали меньшая мощность, более узкий интер­вал температур (50-280)°С, что для электродов с основным покры­тием не обеспечивало требуемую конечную влажность. Принцип работы печей описан ниже [95].

Техническая характеристика КСП-21 КСП-21 У

Габаритные размеры, м:

печи...................................................... 26,4x3,5x3,9.. 26,4x3,5x3,9

тепловой камеры............................. 21,6x1,2x3,3.. 21,6x1,7x3,3

Установленная мощность, кВт........................... 353.................... 437

Температура, °С................................................ 50-280............ 50-380

Сменная производительность

(для диаметра 4 мм), т, для покрытия:

рутилового............................................................ 9,6...................... 9,6

основного (только сушка)................................. 7,3.................... 7,3

Продолжительность термической

обработки (без охлаждения), мин.................. 85-95............... 85-95

Влажность покрытия, %:

начальная......................................................... 10-12................ 10-12

конечная для рутилового покрытия. 0,3-0,8.................... 0,3-0,8

конечная для основного покрытия... 1,2-1,8..................... 0,3-0,5

Опресованные электроды Э (см. рис. 123) после зачистной ма­шины поступают на наклонный цепной конвейер 1, оборудованный ячейками для их поштучной раскладки. В верхней части этого кон­вейера электроды перекладываются на ремни промежуточного кон­вейера 2, скорость движения которого превышает скорость наклон­ного цепного конвейера, что предотвращает повреждения покры­тия тыльной стороной ячеек поштучной раскладки.

С промежуточного конвейера электроды плавно переходят на цепной конвейер прохода I и поступают в печь 4. В печи электроды транспортируются на конвейерах, представляющих собой парные втулочно-роликовые цепи. Одиннадцать конвейеров (проходы I— XI) движутся в горизонтальных плоскостях, располагаясь один под другим.

Электроды последовательно проходят пять технологических зон (проходы): сушки 1 (I - V), сушки 2 (VI-'VIII), прокатки 1 (IX), прокатки 2 (X) и охлаждения (XI). Для минимизации возможнос­ти образования вмятин на покрытии цепи конвейеров проходов I, II снабжены специальными скобами с войлочными накладками. Конвейеры проходов Ш-ХІ выполнены из стандартных двухряд­ных втулочно-роликовых цепей. На конвейерах проходов I-V эле­ктроды укладываются в один ряд, на остальных — в несколько ря­дов. Передачу электродов с одного конвейера на другой производят перекладчиками 6, расположенными в конце каждого прохода печи (кроме одиннадцатого). Сбоку перекладчиков установлены торце­вые выравниватели электродов, которые регулируют на длину тер­мообрабатываемых электродов: от 350 до 450 мм.

Все конвейеры печи кинематически разделены на две группы, каждая из которых приводится в движение отдельным приводом 3 и 5. После того, как электроды проходят зоны сушки, прокатки и охлаждения, их выгружают с хвостовой части конвейера прохо­да XI. В зонах сушки, прокатки и охлаждения имеются двери для доступа внутрь печи. Печь оборудована антизаватьной системой, которая останавливает конвейеры при возникновении завала. Од­новременно загорается световое табло с указанием номера секции, в которой произошел завал.

В зонах сушки 1 и 2 передача теплоты электродам происходит, в основном, конвективным способом от отопительных агрегатов (ЗА ( и ОА2. Каждый отопительный агрегат имеет нагреватель сопротив­ления и вентилятор. Отопительные агрегаты установлены на пло­щадке сбоку печи. Воздух подается в среднюю часть зон сушки 1 и 2 и отсасывается с их концов, т. е. реализована противоточно - прямоточная схема движения теплоносителя. Кроме того, между конвейерами проходов IV, V зоны сушки 1 и конвейерами прохо­дов VII, VIII зоны сушки 2 установлены трубчатые электронагре­ватели, которые вносят теплоту свободной конвекцией и лучистым теплообменом.

В зонах прокалки 1 и 2 теплоту передают электродам также лучистым теплообменом и свободной конвекцией от ТЭНов, рас­положенных над и под конвейерами проходов IX и X.

Конвейер прохода XI проходит через зону охлаждения. Для охлаждения электродов к средней части зоны подключен вентиля­тор 7, вытягивающий теплый воздух из зоны и одновременно под­сасывающий цеховой воздух через торцевые отверстия. Вентиля­тор зоны охлаждения выбрасывает воздух за пределы цеха.

Печь КСП-2] У выполнена секционно, что облегчает ее монтаж. Ее тепловая часть состоит из шести секций длиной по 10,8 м каждая. При монтаже секции соединяют в длину попарно, образуя камеру длиной 21,6 м. Пара нижних секций (зона охлаждения) укреплена на фундаменте неподвижно. Пара средних секций (зоны прокалки 1 и 2) расположена над нижней на роликах, допускающих тепловые пе­ремещения секций в горизонтальной плоскости. Пара верхних сек­ций (зоны сушки 1 и 2) расположена над средней также на роликах.

Механизмы находятся в двух секциях по обе стороны тепловой части печи. Каждая из этих секций содержит по одной приводной станции и по пять перекладчиков с торцевыми выравнивателями.

Печь имеет щиты управления, в которых размещены системы антизавальной сигнализации, смонтированы электросхемы управ­ления механизмами и температурным режимом.

Кривые изменения влажности покрытия электродов в процессе прохождения ими технологических зон печи показаны на рис. 124. Здесь приведены также аналогичные данные по электродам ЦЛ-11 при их термообработке в печи КСП-2. Видно, что в зонах сушки 1 и 2 влажность снижается от начальной (10-11,5%) до 4-5%. Далее, в зонах прокалки 1 и 2 влажность снижается до 0,2-0,7%. Для элек­тродов МР-ЗМ с рутилово-ильменитовым покрытием приведено

КСП-21, МР-ЗМ, 04мм

J160 170С, 13 мин

110-115°С, 27 мин

200-210-С, 24 мин

0,2% - верх 0,5% - середина 0,7% - низ

0,3% - верх

65-75"С, 20 мин

Рис. 124. Кривые влажности электродных покрытий при термообра­ботке в печах КСП-21 и КСИ 2

распределение влажности покрытия по толщине слоя. Влажность распределяется неравномерно: 0,2% в верхней части слоя, 0,5% — в средней и 0,7% — в нижней, и электроды пересушены. Последнее можно устранить, отрегулировав режимы работы печи.

Преимуществом печей этой серии является конвейерность про­изводства и обусловленные этим облегченные условия работы опе­раторов, отсутствие рамок, тележек и потребности в площадях для их размещения. Недостатки — эпизодически возникающие завалы электродов и возможное их повреждение на перекладчиках.

Конвейерная печь КОЗ-12 для поточной термообработки элек­тродов различного назначения диаметром 2-3 мм, длиной 280- 400 мм была создана с учетом опыта многолетней эксплуатации ее предшественницы — печи КОЗ-8 Московского опытного свароч­ного завода. По сравнению с аналогом в печи реализованы новые технические решения: индивидуальные привода с регулируемой частотой вращения на всех одиннадцати взаимосвязано работаю­щих конвейерах, наличие антизавальной системы, использование тиристорных преобразователей для непрерывного плавного регу­лирования температуры, оснащение цепей конвейеров трех первых проходов печи войлочными накладками, возможность автоматиче­ской компенсации изменения длины цепей при работе [94].

Техническая характеристика печи КОЗ-12

Количество тепловых секций, шт....................................................... 6

Температура термообработки, °С........................................... 50-380

Размеры термообрабатываемых электродов, мм:

длина........................................................................................ 280. -400

диаметр....................................................................................... 2,0-3,0

Установленная мощность, кВт........................................................ 213

Производительность, т/смену............................................................ До 3

КПД печи, %.................................. '.................................................... 28-30

Габаритные размеры, м..................................................... 16,8x2,7x3,3

В печи принят способ транспортировки электродов на конвейе­рах, представляющих собой пару втулочно-роликовых цепей. Семь конвейеров (I—VII) движутся в горизонтальных плоскостях и рас­положены один под другим (рис. 125).

16800

U---------------------------------------------------------------------------------------------

12200

|g| - тепловая изоляция © - привод конвейера

Э - электроды - ф - перекладчик

Рис. 125. Схема механизмов печи КОЗ 12: 1 — наклонный конвейер загрузки; 2 — промежуточный конвейер; 3 — печь; 4 и 11 — приемные конвейеры; 5-7, 9, 10, 12— перекладчики; 8 — наклонный конвейер выгрузки; I VII — проходы

Свежеопресованные электроды с зачистной машины через про­межуточный откидывающийся транспортер поступают на наклон­ный цепной конвейер загрузки 1, снабженный ячейками для по - шіучного размещения электродов. В верхней части этого конвейе­ра электроды перекладываются на текстропные ремни промежу­точного конвейера 2, скорость движения которого превышает ско­рость наклонного цепного конвейера. С промежуточного конвейера электроды плавно переходят на цепной конвейер прохода I и по­ступают в печь 3.

В печи электроды последовательно проходят семь проходов I—VII, из них пять располагаются в зоне сушки, один — в зоне про­калки и один проход — в зоне охлаждения.

Для предупреждения вмятин и слипания покрытия в началь­ный период сушки цепи конвейеров первых трех проходов оснаще­ны войлочными накладками.

Конвейеры проходов IV-VII выполнены из стандартных вту­лочно-роликовых цепей. Перекладчики 5 и 12 проходов I и II обо­рудованы приемными конвейерами 4 и 11 с собственными приво­дами для регулирования плотности укладки электродов перед ба­рабаном перекладчика. Остальные перекладчики движутся теми же приводами, что и конвейеры соответствующего прохода.

Пройдя зоны сушки, прокалки и охлаждения электроды выгру­жаются из печи наклонным цепным конвейером 8 с лопатками и подаются к участку сортировки, взвешивания и упаковки.

Конвейеры проходов I—VII снабжены устройствами для авто­матической компенсации удлинения-сжатия цепей при нагреве - охлаждении. При нагреве до 370 °С верхняя и нижняя ветви кон­вейера удлиняются на 45 мм каждая.

Все одиннадцать электромеханических приводов имеют регули­руемую частоту вращения. Возможна регулировка в широком диа­пазоне скорости конвейеров, а, следовательно, продолжительности пребывания электродов на каждом конвейере. Скорости конвейе­ров взаимосвязаны между собой и подобраны таким образом, что­бы не возникали дефекты при термообработке, а также механичес­кие повреждения электродов на перекладчиках.

В зоне сушки теплоту электродам передают радиационно-кон­вективным способом. Радиационную составляющую теплопереда­чи обеспечивают ТЭНы, расположенные над и под конвейерами, а конвективную — циркуляционные вен тиляторы, расположенные в потолочной части печи.

Воздух в печи движется по замкнутому циркуляционному кон­туру. Вентиляторы забирают его из рабочего пространства и на­правляют через боковые пазухи в нижнюю часть зоны сушки — под проход V; далее он омывает как электроды, так и ТЭНы и вновь поступает во всасывающие отверстия вентиляторов.

Зона сушки оборудована тремя автономными электрическими ре­гулируемыми секциями. Непрерывное регулирование температуры осуществляется с помощью тиристорных однофазных регуляторов.

На конвейерах проходов I III электроды укладываются в один ряд без соприкосновения, на конвейерах проходов IV и V — в 1-1,5 ряда.

В зоне прокалки теплоту электродам передают ТЭНы, располо­женные над и под рабочей ветвью конвейера прохода VI. На этом конвейере электроды расположены в 4 5 рядов. Зона прокалки оборудована также тремя автономными электрическими регулиру­емыми секциями. Непрерывное регулирование температуры осу­ществляется с помощью тиристорных трехфазных преобразовате­лей напряжения.

В зоне охлаждения проходит конвейер прохода VII, на котором электроды также расположены в 4-5 рядов. Для охлаждения элект­родов к средней части подключен вентилятор, вытягивающий теп­лый воздух из зоны и одновременно подсасывающий цеховой воз­дух через торцевые отверстия. Вентилятор зоны охлаждения вы­брасывает воздух за пределы цеха.

Зоны сушки, прокалки и охлаждения снабжены дверями для до­ступа внутрь печи. Печь оборудована антизавальной системой, ко­торая останавливает конвейеры в случае возникновения завала. Одновременно подается звуковой сигнал и загорается световое таб­ло с номером двери, в районе которой произошел завал. Потери ра­бочего времени на ликвидацию завалов, характерных для печей та­кого типа, колеблются от 2-3 до 6-7%.

Как видно из кривых убыли влаги и нагрева электродов (рис. 126), влажность покрытия в зоне сушки уменьшается от 10% в начале зоны до 3% — в конце, а в зоне прокалки — до 0,2% (верхняя часть слоя). Некоторое снижение температуры в конце зоны про­калки происходит из-за влияния открытого торца печи.

При ограниченной продолжительности прокалки электродов (30-40 мин) в слое возможна неравномерность термообработки — с наибольшей влажностью выходят из печи электроды, находящиеся в середине слоя, с наименьшей — в верхней части слоя. Кроме того, име­ет место заметное вспухание покрытия — 0,02-0,04 мм на сторону.

10 20 Сушка

Рис. 126. 320 Кривые

влажности 240 и нагрева

электродов в 160 печи КОЗ-12 (электроды 80 У ОНИ-13/45,

0 диаметр

90 t, мин Змм)

Двухтуннельная печь Г-232 позволяет достаточно эффективно обрабатывать электроды с различными видами покрытий по гибкой технологической схеме, обеспечивающей одновременную загрузку электродов разных типоразмеров с питанием от двух прессов, рабо­тающих по системе «тандем» [95]. Транспортировку электродов осу­ществляют на узких металлических рамках, опорная поверхность ко­торых покрыта термостойкой лентой, впитывающей при термообра­ботке влагу из расположенной на ней части электродного покрытия.

Техническая характеристика печи Г-232

Установленная мощность, кВт........................................................ 295

Температура, °С............................................................................. 40-190

Сменная производительность по электродам

диаметром 4 мм, т.......................................................................... До. 14

Единовременная загрузка, т.......................................................... До 8,5

Диаметр электродов, мм..................................................................... 3-5

Длина электродов, мм................................................................. 280-450

Продолжительность термической обработки, ч 2,6-3,5

Количество стоп, шт.:

в одном тоннеле................................................................................ 50

в печи................................................................................................. 100

Цикл перемещения стоп, мин....................................................... 1,6-2,1

Масса электродов диаметром 4 мм в стопе, кг..................... 70-80

Удельный расход электроэнергии, кВт-ч/т.......................... 135-140

Тепловой КПД, %............................................................................... 40-42

Габаритные размеры, м................................................... 27,1x3,1x3,2

в т. ч. тепловой камеры............................................... 25,0x2,3x1,6

17 22 21 20

Рис. 127. Схема печи Г-232:1 — цеховая тележка; 2 — стопа; 3 и 9 — туннели; 4, 5, 7,8— отопительные агрегаты; 6, 11, 19 приводы перемещения садки; 10 — дверь; 12 — разгрузочная тележка; 13 — отсасывающий короб; 14 — вентилятор; 15 — электронагреватель; 16 нагнетающий короб; 17 — поддон; 18 — поперечная тележка; 20— подвижные рамы; 21 — зацепы; 22— колеса поддона; J-IV тепловые зоны

Для сокращения габаритной длины конструкция печи принята двухтуннельной (рис. 127) с последовательным прохождением эле­ктродами первого 3 и второго 9 тоннелей. Электроды из первого туннеля во второй передаются с помощью поперечной тележки 18. На туннелях установлены четыре отопительных агрегата 4, 5, 7, 8, каждый из которых имеет вентилятор 14, электронагреватель 15, нагнетающие 16 и отсасывающие 13 короба. В первом туннеле рас­положены тепловые зоны I и 11, а во втором — III и IV. Каждый из отопительных агрегатов снабжен системой автоматического регу­лирования температуры. Непрерывное регулирование осуществля­ется с помощью тиристорных трехфазных преобразователей напря­жения. Первый туннель, поперечная тележка и второй туннель имеют соответственно приводы 6, 11, 19 для перемещения садки. Приводы — электромеханические с червячно-винтовой парой. Приводы туннелей соединены с подвижными рамами 20, которые оборудованы зацепами одностороннего действия 21. Рамы совер-

шают шаговые возвратно-поступательные движения. На выходе из печи смонтирована подъемно-опускная дверь 10.

Вручную электроды снимают с конвейера зачистной машины и раскатывают на рамки в один слой без соприкосновения друг с дру­гом. Рамки с электродами ставят на поддон 17 с колесами 22, распо­ложенный на цеховой тележке 1, формируя стопу 2. После набора полной стопы тележку подвозят к печи и закрепляют специальны­ми захватами на направляющих печи. Затем подвижная рама 20 с зацепами 21 сдвигает поддон вместе со стопой с тележки и устанав­ливает его на направляющие печи. Одновременно с продвижением первой стопы перемещаются на один шаг также все стопы, располо­женные в первом туннеле, при этом последняя стопа передвигается из туннеля на поперечную тележку. С помощью этой тележки стопа перемещается к входу во второй туннель и останавливается. После этого привод 11 в комплекте с подвижной рамой и зацепами сдвига­ет стопу с поперечной тележки и помещает ее во второй туннель. Одновременно с этим все стопы второго туннеля продвигаются на один шаг в сторону разгрузки. Последняя стопа на выходном участ­ке второго туннеля в процессе этого движения перемещается на раз­грузочную тележку 12, предварительно закрепленную на направля­ющих печи. Механизмы работают в автоматическом режиме.

Конструкция печи рассчитана на раздельную сушку и прокалку электродов с основным покрытием, что позволяет по результатам сушки и полного контроля электродов производить их селекцию перед прокачкой.

Такая технология предпочтительна при изготовлении наиболее дорогостоящих электродов. После термической обработки в печи ру - тиловые и ильменитовые электроды направляют на контроль, сор­тировку и упаковку, а электроды с основным покрытием — на про­межуточное хранение, контроль и далее на прокалку в другую печь.

Отличительной особенностью данной печи является обеспече­ние следующих факторов, положительно влияющих на качество покрытия: раскатка электродов на рамках исключает соприкосно­вение их друг с другом; рабочие поверхности рамок покрыты мяг­кой влагопроводной лентой с низким коэффициентом теплопро­водности; конструкция рамок обеспечивает максимальную откры­тость электродов для воздушного потока; отсутствие перевалок электродов в печи; наличие зоны принудительного провяливания при 20-40 °С в течение 40-50 мин; наличие влажной атмосферы в зонах провяливания и сушки; небольшая скорость нагрева электро­дов (20-30 °С/ч вместо обычной 40-60 °С/ч), большая продолжи­тельность сушки (2,6-3,5 ч вместо обычной 0,75-1,5 ч).

Главным недостатком печи является необходимость выгрузки всех электродов для ремонта и профилактического обслуживания ее механической части.

На рис. 128, а показаны кривые, отражающие процесс сушки и прокалки электродов с рутилово-ильменитовым покрытием МР-ЗМ

Время, мин

Рис. 128. Кривые влажности электродов МР-ЗМ (а); УОНИ-13/55 (б)

диаметром 3 и 4 мм. Температура воздуха, подаваемого в зоны, со­ставляла 60, 90, 150 и 180 °С, общая продолжительность сушки и прокалки 3,5 ч. Видно, что быстрее всего сохнут электроды, распо­ложенные в нижней части стопы, медленнее — в средней части, верхние слои электродов по интенсивности сушки занимают про­межуточное положение — в конце зоны II влажность составляет 5,7; 6,2 и 5,3% для электродов диаметром соответственно 3,0 мм и 7,5; 9,0 и 6,7% — для электродов диаметром 4 мм. Однако на выходе из печи за счет достаточной продолжительности сушки влажность электродов выравнивается и становится равной 0,4-0,7%.

На рис. 128, б показаны кривые сушки электродов УОНИ - 13/55 с основным покрытием диаметром 3 и 4 мм. Характер рас­пределения влажности такой же, как и для рутилово-ильменито - вых электродов, но отклонение от среднего значения по высоте сто­пы существенно меньше (7,5-7,2=0,3% в середине печи по сравне­нию с 9,0-6,7=2,3%, см. рис. 128, а). Это объясняется разным уров­нем температур в сравниваемых случаях. При температуре в зонах 40-90 °С и продолжительности сушки 2 ч 50 мин конечная влаж­ность покрытия составляет 4,5-5,1%.

Более глубокая сушка электродов с основным покрытием (до 1,9%) достигается за счет увеличения температуры до 110 °С и про­должительности процесса до 4.5 ч.

В ряде случаев по технико-экономическим соображениям, в пер­вую очередь при изготовлении электродов специального назначения, термообработку производят по раздельной схеме с контролем каче­ства электродов между операциями сушки и прокалки. В качестве прокалочных при этом используют камерные или туннельные печи.

Печь 1ІГІТК 15 (jmc. 129) предназначена для прокалки элект­родов диаметром 3-5 мм длиной 280-450 мм с любыми видами по­крытий. По длине печи в теплоизолированном туннеле 1 прямо­угольного сечения размещены участок загрузки, пять тепловых зон (I V), зона охлаждения и участок выгрузки. Каждая тепловая зона снабжена отопительным агрегатом (AOj-AOg), который включает вентилятор 2, трехфазный электронагреватель сопротивления 3, от­сасывающий 4 и нагнетающий 6 короба, сбросный патрубок 5 с ши­бером, смонтированные на каркасе 8 и укрытые теплоизоляцией 7.

Для достижения равномерной тепловой обработки электродов тепловые зоны выполнены по различным аэродинамическим схе­мам с таким расчетом, чтобы входящий в туннель поток воздуха поочередно обтекал садку со всех сторон.

Загрузка

/ ’ / ' / 7 7 7 / /

Ч, *4, 'С •Сч"Сч"ч>я0^а0-'.0"£>- %. я4, 'V, 'Ч, 'ч,

4- / > 'Л' // ? » /. /

I—А

23 . /

24 / .

|ZS^E

'if

тж

ЗонаІ

Зона IV

Зона I

18

загрузки зона |

21 Д

оа5 |_А 28 Д 15 16 |_г

v-s-s-.

U* I Ж_JL 25 !

ПППЛПІП йгИп П П РІП

Зона V

‘u е> к, О Чт—о1 47 rJ Ц?—о* ‘u rrk; О Чт—гг ‘и «J4.* iXh?

Зона охлаждения Участок выгрузки

/ 1

Участок естественного охлаждения Участок активного охлаждения

А-А

Б-Б

В-В

Г-Г

t'4.'4,'4,tr л-:, r^v-c^'1' !i is j

х />/ / / / / ; / 'г?-/ / у ; / > т~ ,' /// / / у / ; s ; ; / ?у/ / / / /

Рис. 129. Схема печи ППТК 15: 1 — туннель; 2 — вентилятор; 3 — электронагреватель; 4 — отсасывающий короб; 5 — сбросный патру­бок; 6 — нагнетающий короб; 7 — теплоизоляция; 8 — каркас; 9 — нижний короб; 10 - потолочный короб; 11, 13, 14 — боковые короба; 12— отсасывающий короб; 15 и 16— вентиляторы; 17— конвейер загрузки; 18 — основной конвейер; 19 — конвейер выгрузки; 20 — при­вод; 21 — электроды; 22 — рамки; 23 — поддон; 24 — загрузочная те­лежка; 25 — стопа: 26 — рама выгрузки; 27 — разгрузочная тележка; 28 — дверь; I-V — тепловые зоны

В зонах I, III и V теплоноситель поступает в рабочее простран­ство через нижний короб 9 (сечение А-А), обтекает садку с элект­родами в направлении снизу вверх и собирается в потолочном ко­робе 10. В зону II воздух подают через боковой короб 11 (сечение

Б-Б), он обтекает садку горизонтальными струями и удаляется из рабочего пространства через боковой отсасывающий короб 12. В зону IV воздух также подают в рабочее пространство и удаляют из него через боковые короба 13 и 14 (сечение В-В) с горизонталь­ным движением через садку, однако направление обтекания садки противоположно имеющемуся в зоне II. Тепловые зоны работают по принципу многократной циркуляции воздуха с частичной его заменой — часть влажного воздуха удаляется через сбросный пат­рубок 5, а взамен через торцы печи поступает более сухой цеховой воздух. Температуру в зонах поддерживают автоматически.

Медленное охлаждение электродов происходит на участке есте­ственного охлаждения на воздухе, а окончательное — на участке активного охлаждения потоком воздуха, создаваемого вентилято­рами 15 и 16 и обтекающего электроды горизонтальными струями (сечение Г-Г).

Техническая характеристика печи ППТК-15

Установленная мощность, кВт........................................................ 368

Количество обогреваемых тепловых зон, шт.................................. 5

Температура, °С............................................................................. 80-380

Сменная производительность по электродам

диаметром 4 мм, т.......................................................................... До. 15

Единовременная загрузка по электродам

диаметром 4 мм, т......................................................................... 8,5 9,5

Диаметр электродов, мм................................................................. 3... 5

Продолжительность термообработки

(без охлаждения), мин................................................................ 135-240

Влажность покрытия, %: до печи................................................... 2-4

после печи..................................... 0,2-0,6

Длина, м: габаритная......................................................................... 23,5

тепловой камеры................................................................ 15

Ширина, м: габаритная..................................................................... 2,15

тепловой камеры.......................................................... 0,95

Высота, м: габаритная........................................................................ 4,0

теггловой камеры......................................................... 1,65

Печь имеет механизм перемещения садки, включающий конвей­еры загрузки 17, основной 18 и выгрузки 19, которые кинематиче­ски связаны между собой и приводятся в движение приводом 20. Электроды 21, предварительно просушенные в сушильной печи, укладывают на рамки 22 в несколько слоев. Количество слоев (2-6) зависит от начальной влажности покрытия, диаметра элект­родов и толщины покрытия. Рамки ставят на поддон 23 с колесами, расположенный на загрузочной тележке 24, формируя стопу 25. После набора полной стопы тележку подвозят к печи и пристыко­вывают к ней специальными захватами. Затем оператор включает механизмы, настроенные на единичный цикличный режим работы. При этом конвейер загрузки сдвигает стопу с тележки и устанавли­вает ее на основной конвейер. Одновременно с продвижением пер­вой стопы на один шаг перемещаются все стопы, находящиеся на основном конвейере, а последняя стопа передвигается конвейером разгрузки на раму выгрузки 26 и далее на разгрузочную тележку 27.

В процессе перемещения от загрузки к выгрузке электроды после­довательно проходят стадии нагрева, окончательной сушки, прокал­ки, охлаждения на воздухе и в потоке вентиляторного воздуха. Тем­пература электродов после зоны охлаждения составляет 40—50 °С.

Система загрузки и основной конвейер печи обеспечивают оди­наковый зазор между стопами, который возможно регулировать в пределах, достаточных для размещения между стопами подъемно­опускной двери 28, расположенной на выходе из зоны V. Однако и без двери в печи поддерживается необходимая температура.

К достоинствам печи можно отнести:

• высокую производительность (12-15 т за восьмичасовую смену);

• большую длительность нагрева и прокалки (2,25-4,0 ч), обеспе­чивающую использование режимов с малой скоростью нагрева электродов, повышающих прочность покрытия за счет сниже­ния в нем внутренних напряжений;

• наличие зоны медленного охлаждения, в которой электроды ох­лаждаются без резких градиентов температур, что также снижа­ет внутренние напряжения и повышает прочность покрытия;

• достаточно высокую равномерность термообработки за счет раз­нонаправленного теплового воздействия на стопу (имеющийся разброс влажности по высоте стопы нерегулярен).

Описанная печь [96] может также работать в режиме непрерыв­ной сушки-прокалки электродов с рутиловым и ильменитовым по­крытием.

При работе по раздельной схеме сушку электродов диаметром 3 мм и более можно производить в простом и надежном сушильном цепном конвейере (сушиле) МОСЗ рис. 130. Конвейер длиной 18,5 м имеет сушильную камеру сечением 15x1x0,85 м, обогревае­мую воздухом. В конвейере три зоны сушки с температурой соот-

*

2

—*

1-=

Й 5 S=J йЛ~й?: !Ь й::В КЖ

1000

-------------------- ( |------------------------------

15000

18500

°ис. 130. Схема сушильного конвейера МОСЗ: 1 — стопки рамок с ыектродами; 2 — транспортерные цепи

ветственно 20-50 °С, 50-90 °С, не выше 60 °С. Протяженность зон соответственно 2,5-3; 7-8 и 1,5-2 м. Регулировка температуры ав­томатическая, максимальная температура в печи составляет 100 °С. Установленная мощность сушила 65 кВт.

Электроды нагревают горячим воздухом из электрического кало­рифера, расположенного рядом с рабочей камерой. Вентилятор сред­него давления подает горячий воздух в рабочую зону через отвер­стия каналов, расположенных под цепью конвейера. Отверстия име­ют заслонки, регулирующие количество подаваемого воздуха. Забор воздуха происходит через отверстия каналов, расположенных над цепью. Нагревательные элементы калорифера выполнены в виде двух трехфазных секций из нихромовой проволоки диаметром 3 мм.

После опрессовки электроды вручную раскладывают на дере­вянные рамки. Раскладку необходимо производить тщательно, обеспечивая отсутствие соприкосновений электродов друг с дру­гом. Набранные в стопу (не более 20 рамок) электроды помещают на цепь конвейера. Включение конвейера периодическое, по мере загрузки печи. Скорость движения цепей 1,8 м/мин. Разгрузка эле­ктродов по мере выхода рамок из сушильной камеры.

Сушильный конвейер обеспечивает хорошее качество сушки (влажность не превышает 5%). Для этого время нахождения элект­родов в печи должно быть не меньше 30, 40 и 60 мин для электро­дов диаметром соответственно 3, 4 и 5 мм. Конвейер обеспечивает сменную производительность 8 т электродов.

Электроды с повышенным коэффициентом массы (для диамет­ра 4 мм — более 70%, для диаметра 5 мм — более 60%) перед суш­кой должны пройти предварительное подвяливание на воздухе в течение не менее 12 ч.

Такое сушило при соответствующем увеличении мощности на­гревателей может быть трансформировано в сушильно-ирокалоч - ную (для электродов с рутиловым и ильменитовым покрытиями) печь с рабочей температурой до 180 °С.

На многих предприятиях прокалку электродов после подвялива - ния производят в камерных электропечах различных конструкций. Характеристика некоторых из них приведена в табл. 70 [971. Наи­более удобны в работе и обеспечивают меньшие потери теплоты при загрузке — выгрузке электродов печи с подъемом дверей. Внеш­ний вид одной из них модели РкПК 450 показан на рис. 131, а схе­ма модели ОСЗ-1 — на рис. 132. Печь ОСЗ-1 в течение многих лет положительно зарекомендовала себя, так как рациональная органи­зация тепловых потоков в ней обеспечивает дос таточную равномер­ность прогрева каждого электрода при малом времени термообра­ботки — обычно около 60 мин. В печи размещают две тележки, на каждой из которых установлено по две стопы из восьми металличе-

Таблица 70. Техническая характеристика камерных печей

Параметр

ОСЗ-1

ПК

5,0/450

сно

12.18.12/4

ППЭ-600

РкПК-450

Вместимость камеры, м3

1,3

5

2,6

5,6

2,35

Размеры рабочей камеры, м

2,5x0,7 х0,75

-

1,2x1,8 х1,2

2,5x1,5 х1,5

1.4x1,05

х1,6

Габаритные размеры печи, м

-

4,1x2,4 хЗ,2

1,97x2,4

х2,25

3,0x2,2 х2,0 (3,4)

2,05x1,8

х4,5

Масса печи, кг

-

4700

1500

4000

1250

Максимальная масса загрузки, кг

600

1500

1500

4000 (оп­тимум 3 т)

800

У становленная мощность, кВт

65

124

45

120

50,5

Диапазон рабочих температур, °С

До 400

До 400

До 400

160-450

до 450

Максимальное время разогрева до номинальной температуры (без садки), мин

-

-

60

180 “С/ч

Вид дверей

С подъемом

Распаш­

ные

Распаш­ные или с подъемом

С

подъемом

ских рамок с электродами. Воз­можна укладка электродов на рамках в 3-5 слоев. Охлажде­ние электродов проводят на воздухе в течение 30-40 мин.

Рис. 131. Внешний вид прокалочпой печи РкПК 450

На базе модернизирован­ных печей типа ОСЗ-1, имею­щих две торцевые вертикально открывающиеся двери, воз­можно создание проходных прокалочных печей. В отличие от базового варианта, в кото­ром загрузку и выгрузку теле­жек с электродами производят вручную, в проходных прока­лочных печах эти операции механизированы. Электроды укладывают на рамки, рамки ставят на специальную кассе­ту, образуя две стопки рамок с электродами. С помощью кран-балки загруженную кас­сету устанавливают на загру-

Рис. 132. Камерная прокалочная электропечь т ипа ОСЗ 1:

1 — заслонка

(дверь);

2 — электро­калориферы;

3 — вентилятор; 4 — тележка с электродами

зонную часть конвейера печи. В печи одновременно находятся две кассеты, т. е. четыре стопы рамок с электродами. После прокалки электроды конвейером выгружают из печи и охлаждают на возду­хе. Отметим, что прокалка электродов с основным видом покрытия требует жесткого соблюдения определенных условий эксплуата­ции (влажность покрытия перед прокалкой, количество слоев элек­тродов, скорость нагрева и охлаждения). При влажности покрытия до печи 3,5-4,5% влажность после прокалки в течение 80-100 мин составляет для электродов диаметром 3-5 мм 0,3% — для основных и 0,6-0,8% — для рутиловых.

Современные камерные печи оснащают электронными прибора­ми индикации и контроля температуры со специальным программ­ным обеспечением, способными задавать ступенчатый режим суш­ки и прокалки электродов. Подключение приборов к компьютеру обеспечивает не только фиксацию данных в числовом и графичес­ком видах, но и создание базы данных.

Для прокалки электродов с рутиловым и целлюлозным покры­тиями возможно применение аэродинамических нагревательных установок. Для нагрева воздуха в таких печах используют эффект «аэродинамических потерь», создаваемый при вращении ротора специальной конструкции. Установка ПАП-ОЗЭИ тупикового ти­па с установленной мощностью электродвигателя до 55 кВт и еди­новременной загрузкой до 800 кг электродов обеспечивает за цикл 45-60 мин при максимальной температуре нагрева до 300 °С оста­точную влажность покрытия 0,1-0,2%.

В индукционных печах использован нагрев электродов токами вы­сокой частоты. Такие установки имеют несколько последовательных индукторов, через которые проходит главный транспортер. Транспор­тер представляет собой две параллельные бесконечные цепи. На удли­ненные оси каждого звена цепи насажены изоляционные втулки-дер­жатели электродов. Важное значение имеет выбор материала, из кото­рого изготовлены втулки для закрепления незачрпценного конца элек­трода. Используемый материал должен при достаточной механиче­ской прочности обеспечить удаление влаги с закрепленного конца.

Частота используемого в индукторах тока равна 8000 Гц, его си­лу регулируют в пределах от 50 до 400 А при напряжении до 800 В.

Опресованные электроды подают барабанным питателем на транспортер загрузки. Здесь они захватываются втулками-держа­телями сходящихся цепей главного транспортера и проходят по­следовательно все индукторы и зону охлаждения. Привод главного транспортера осуществляется от двигателя постоянного тока, что позволяет плавно регулировать время нахождения электродов в пе­чи. На выходе из печи цепи транспортера расходятся, и электроды поступают на сортировочный транспортер.

Последняя модель автоматической роторно-конвейерной линии термообработки электродов токами высокой частоты (ЛТЭ-1) поз­воляет производить термообработку электродов с рутиловым и ос­новным покрытиями. Габаритные размеры установки 13x1,5x3,1 м. На электродах с рутиловым покрытием диаметром 4-6 мм обеспе­чивались следующие характеристики: температура 250-300 °С, про­изводительность 500-700 шт./мин, продолжительность термообра­ботки 6-10 мин, удельный расход электроэнергии 110-115 кВт-ч/т.

Применение индукционных установок позволяет резко сокра­тить время термообработки, уменьшить в 4-5 раз производствен­ные площади для печи, уменьшить расход электроэнергии и увели­чить КПД печи. Однако даже на относительно мягких режимах на­грева установлено значительное вспухание покрытия, что снижает прочность и влагостойкость покрытия. Кроме того, установка сложна в конструктивном отношении, чувствительна к изменению загрузки электродами. Вероятно, по этим причинам в настоящее время их не эксплуатируют.

Существенными технологическими преимуществами обладают конвейерные печи с индивидуальной подвеской электродов на по­стоянных магнитах (рис. 133, 134), например, печь модели MS - сомс-200 фирмы «Mansa Soudage SA» (Швейцария). Печь может быть электрической, газовой или работать на мазуте. Она предназ-

Ofc

Рис. 133. Схема прохождения электродов через печь: 1 — механизм вы­грузки; 2 — натяжные механизмы; 3 — секция сушки; 4 — механизм загрузки; 5 — электроды на выходе из пресса; 6 — секция охлаждения

Рис. 134. Печь с магнитным конвейером: а - передача электродов на маг­нитным транспортер; б — крепление электродов к магнитный шинам

начена для сушки-прокалки электродов с целлюлозным или рути - ловым покрытием, имеющих стержни из ферромагнитной стали. Максимальная температура термообработки 200 °С. Электроды с основным покрытием проходят в печи только сушку.

После опрессовки и прохождения зачистной машины электро­ды специальным устройством располагают вертикально, подвеши­вая торцами к бесконечному замкнутому магнитопроводу. Благода­ря такой схеме крепления обеспечивается гарантированное отсут­ствие дефектов поверхности покрытия (трещин, вмятин), прису­щих обычным конвейерным печам. Электроды проходят через печь неоднократно в обоих направлениях, а затем через охлаждающую секцию. Общее время термообработки составляет 50-90 мин и ре­гулируется скоростью движения цепи.

После термообработки электроды переводятся в горизонталь­ное положение и отправляются на упаковочную установку.

Термообработка электродов в такой печи происходит только за счет радиационного излучения без дополнительной циркуляции нагретого воздуха. Выделяющаяся влага удаляется мягко и непре­рывно, что обеспечивает равномерность просушивания электродов и отсутствие дефектов покрытия.

Электрическая мощность печи 500 кВт, расход энергии при работе на мазуте или газе — около 410 000 ккал/ч.

В настоящее время на предприятиях постсоветского простран­ства в эксплуатации находится только одна печь описанного типа.

Газовые конвейерные печи для сушки и прокалки электродов, разработанные ВНИПИТеплопроект, позволяют термообрабаты - вать в потоке электроды диаметром 4 и 5 мм с основным видом по­крытия. Печи представляют собой однопроходное сушило, имею­щее четыре зоны: подвяливания, сушки, прокалки и охлаждения. Печь оборудована четырьмя газовыми топками с циркуляционны­ми вентиляторами. Две топки обогревают зону прокатки и по од­ной зоны подвяливания и сушки. Печь оборудована также дутье­выми и отсасывающими установками для выброса отработанных газов из сушила и дымовых газов при розжиге топок.

Техническая характеристика газовой конвейерной печи

Время термообработки, мин............................................................... 65

в т. ч.: зона 1.............................................................................................. 20

зона 2.............................................................................................. 15

зона 3.............................................................................................. 20

зона 4.............................................................................................. 10

Температура, °С:

зона 1........................................................................................ 60-80

зона 2...................................................................................... 80-120

зона 3.................................................................................. 250-400

Производительность, т/ч, для электродов диаметром 5 мм:

рутиловых (МР-3)...................................................................... До 2,3

основных (УОНИ-13/55)........................................................... До 1,8

Число кассет в печи, шт..................................................................... 859

Шаг навески кассет, мм..................................................................... 25,7

Расход газа, м3/ч................................................................................ 34-62

Габаритные размеры, м................................................... 33,9x3,0x4,1

Электроды автоматически поштучно укладываются на подвес­ные кассеты, в которых следуют через всю печь. На выходе из печи электроды также автоматически снимаются с кассет, которые воз­вращаются назад.

Важным узлом печи является загрузчик электродов, имеющий жесткую конструкцию. Благодаря подбору соотношения ячеек на загрузочном барабане и в кассете в первый и последний паз кассе­ты электроды не укладываются, что исключает падение и перекосы крайних электродов. Схема механизации узла съема электродов с кассет показана на рис. 135.

Газовые печи экономичны, что особенно проявляется при опе­режающем росте цен на электроэнергию, отсутствуют перевалки, при которых возможно повреждение покрытия. Их недостатки были описаны ранее.

Рис. 135. Схема механизации узла съема электродов с кассет: 1 — кассета с электродами; 2 — цепной конвейер; 3 — съемное устрой­ство; 4 — боковая рейка; 5 — натяжной ролик; 6 — лопатки приемно­го транспортера; 7 — желобчатый транспортер; 8 - направляющие

Вне зависимости от конструкции печи важнейшей характерис­тикой ее работы служит равномерность термообработки электро­дов в разных местах печи и в разных слоях электродов. Просто и оперативно о ней можно судить при термообработке электродов на стержнях из низкоуглеродистой стали по цветам побежалости:

Температура Цвет чистых от покрытия

прокалки, °С участков стержня

220................................................................................... Светло-желтый

260 ............................................................................. Красно-коричневый

280........................................................................................... Фиолетовый

300................................................................................. Васильково-синий

320......................................................................................... Светло-синий

330-350.............................................................................................. Серый

Если в электродах одной садки, выгруженных из печи, обнару­жено различие в цвете торцов, значит, качество термообработки не соответствует требуемому. Качественно прокаленные электроды при плоском соударении издают металлический звук, а непрока - ленные или только просушенные — глухой.

Оставить комментарий