По условиям укладки и перемещения нагреваемых предметов в рабочем пространстве печей различают камерные и методические печи.
Камерные печи бывают со стационарным или выдвижным подом, в которых металл в процессе нагрева находится в неподвижном состоянии. В методических печах металл во время нагрева перемещается в рабочем пространстве печи. В методических печах температура рабочей среды по ходу металла неодинакова, а в камерных - практически одинакова.
Камерная нагревательная печь
Источником теплоты служит горелка низкого давления с принудительной подачей воздуха. Сжигание газовоздушной смеси осуществляется в рабочем пространстве печи, что обеспечивает скоростной нагрев изделий до 1400 °С. Изделия нагреваются в основном за счет излучения факела, продуктов сгорания, кирпичной кладки и частично за счет конвекции.
Рис. 1. Камерная нагревательная печь
1 - газовый коллектор; 2 - продувочный газопровод; 3 - клапан блокировки газа и воздуха; 4 - запальник; 5, 6 - манометры для газа и воздуха; 7 - воздухопровод; 8 - воздушная регулировочная заслонка; 9 - горелка; 10 - смотровое и запальное отверстия; 11 - шибер; 12 - газопровод безопасности; 13 - дымоход; 14 - загрузочное окно; 15 - рабочая камера
Конструкция вытяжных каналов создает хорошие условия для циркуляции продуктов сгорания и равномерного омывания нагреваемых предметов. Преимущество камерных печей заключается в том, что в них можно нагревать разные по размерам и формам заготовки при различных температурных режимах. Камерные печи могут работать с периодической и непрерывной загрузками и выдачей изделий при постоянном температурном режиме в печи.
Термические печи
Термические печи служат для придания нагреваемым изделиям определенных свойств. При этом в низкотемпературных печах стальные изделия нагреваются ниже температур внутриструктурных превращений (до 250-700 °С), а в высокотемпературных - в интервале температур внутриструктурных превращений (700-1200 °С). Поэтому к термическим печам предъявляют более жесткие требования, чем к нагревательным, в отношении поддержания нужного температурного режима в рабочей камере.
Рис. 2 Малая термическая печь
1 - печь; 2 - тягомер; 3 - инжекционная горелка; 4 - термопара; 5 - регулятор температуры; 6 - исполнительный механизм; 7 - запорный кран; 8 - регулирующий кран; 9 - продувочный газопровод; 10 - манометр; 11 - сигнализатор падения давления газа; 12 - газопровод безопасности
На рисунке показана малая термическая печь с регулированием температуры. Поддержание требуемой температуры в печи обеспечивается автоматикой. Принцип работы автоматики заключается в следующем. При отклонениях температуры в рабочей камере изменяется ЭДС в термопаре. Изменение ЭДС преобразуется в регуляторе температуры и в исполнительном механизме в усилие, изменяющее степень открытия регулирующего крана. Соответственно меняется подача газа в горелку. В термических печах на температурный режим наряду с излучением оказывает большое влияние и конвекция, а в низкотемпературных печах конвективная теплопередача преобладает, поэтому хороший нагрев металла достигается только при равномерном распределении тепловых потоков в рабочем пространстве печи.
Сушильные печи
В машиностроении в литейных цехах применяют сушильные установки для сушки форм и стержней, а также для сушки изделий после окраски. Рабочая температура в сушильных установках ниже точки воспламенения газа, поэтому в таких установках газовое топливо сжигается в обособленной топочной камере. Продукты сгорания поступают из топки в рабочее пространство после разбавления их воздухом.
Перевод сушильных установок на газовое топливо осуществляется путем установки газовых горелок в топочном пространстве, расположенном ниже уровня пола. Продукты сгорания поступают в рабочую камеру через специальные отверстия распределительных дымоходов, расположенных вдоль боковых стенок сушильных установок. Для сушильных установок применяют инжекционные горелки низкого давления. Эти горелки устанавливают вдоль боковых стенок рабочей камеры сушилок. Газ, поступая в горелку, всасывает из окружающего пространства до 50% необходимого для полного сгорания воздуха и смешивается с ним. Для обеспечения равномерной подачи газа по всей длине горелки газовоздушная смесь поступает последовательно по двум концентричным распределительным трубам. На наружной распределительной трубе имеются колпачки с выходными отверстиями, где происходит горение газа. У отверстий за счет смешения с поступающим из-под горелки воздухом образуются растянутые по всей длине сушильной установки факелы. При этом достигается требуемый температурный режим 350-450 °С.
Для поверхностной сушки форм и стержней применяют установки с панельными горелками, а также горелки инфракрасного излучения. Использование радиационного нагрева при сушке литейных форм во многом зависит от их конфигурации. Если плоские поверхности нагреваются и сохнут быстро, то сушка глубоких и затененных выемок длится дольше.
Использование газового топлива позволяет организовать поверхностную сушку крупных форм на месте их изготовления с помощью переносных сушилок, что дает большой экономический эффект.
