1. Выбор нагревательного устройства.

1. Определение типа нагревательного устройства

Для термообработки поковок после горячей объемной штамповки используется электрическая шахтная печь, при этом используется в качестве источника теплоты электрический ток.

Нагреватели в шахт­ных печах устанавливаются обычно по боковым стенкам (донные нагре­ватели устанавливаются редко, больше в плоских прямоугольных печах). Иногда в круглых печах, предназначенных для нагрева пу­стотелой цилиндрической загрузки (бунты проволоки, рулоны жести), кроме того, по оси устраивается вертикальный центральный нагрева­тель. Специальные жароупорные направляющие защищают нагрева­тели от повреждения опускаемыми в печь или вынимаемыми изделия­ми или корзинами с изделиями. Шахтные печи выполняются иногда очень глубокими для термической обработки валов и труб (глубиной в 10 м и более) с несколькими теп­ловыми зонами для обеспечения равномерного нагрева по высоте. Партия труб собирается при этом вне печи, закрепляется в специаль­ной подвеске и краном опускается в печь.

Эти печи являются менее уни­версальными по сравнению с камер­ными, но в некоторых случаях они имеют существенные преимущества. Загрузка тяжелых изделий в печь и их выгрузка могут быть легко осуществлены обычным мостовым краном цеха, а если его нет, то тель­фером или блоком. Они занимают меньше места, так как обычно за­глубляются в землю для облегчения их обслуживания. Их легко гермети­зировать и тем самым уменьшить окисление изделий путем создания песочного, масляного или водяного затвора для крышки. Благодаря их большей компактности и лучшему уплотнению крышек по сравнению с дверцами, потери этих печей мень­ше, чем камерных, и составляют от 15 до 25% номинальной мощности.

В России выпускают ряд серий­ных шахтных печей, круглых, квад­ратных и прямоугольных мощно­стью от 25 до 229 кВт. Все эти печи выполняются с нихромовыми нагре­вателями и предназначены для ра­боты при 700–1000°С.

Кроме того, выполняется ряд индивидуальных шахтных печей, значительно более крупных и мощ­ных, предназначенных для нагрева длинных валов и труб из специальных сталей до температуры 1200°С.

При проведении отжига сталь­ных изделий их остывание после нагрева должно осуществляться медленно, иногда время остывания в 2–3 раза превосходит время на­грева. Такое медленное остывание изделий легко может быть получе­но, если его проводить в самой пе­чи, однако при этом кладка послед­ней, остывая, потеряет все аккуму­лированное в ней тепло. Значитель­но меньший расход энергии мог бы получиться, если бы садка остывала отдельно от печи, но скорость тако­го остывания была бы искусственно замедлена. Это можно осуществить, перемещая нагретую кладку из печи в теплоизолированные колодцы, однако удобнее вести процесс отжи­га в колпаковых и элеваторных пе­чах.

1.2. Выбор размеров рабочей камеры.

Рабочая камера НУ ограничена подом, сводом, боковыми стенками и загрузочным окном. Размеры рабочей камеры НУ выбираются исходя из заданной программы выпуска поковок. Полная площадь пода камерной печи на 40 – 50% больше полезной площади пода и рассчитывается по размерам нагреваемой заготовки и числу, одновременно нагреваемых заготовок в рабочей камере печи.

Отношение полезной площади пода к полной площади пода печи называется коэффициентом загрузки пода К_п .

Исходя из условий задания на РГР определяют массу заготовки:

, где плотность стали 7800

Часовая производительность печи ,

где N – число заготовок нагреваемых за час

Число заготовок, которое должно находиться одновременно в печи для обеспечения заданной производительности =3750∕75*0.45=22.5

где n - количество заготовок, находящихся одновременно в печи, шт;

.

Ширина пода П определяются исходя из диаметра d и количества n заготовок, одновременно нагреваемых в печи.

П = 2 n d +0,2=2*22*0.08+0.2=3.72м

L =1+0.2=1.2м

Н=0.08+0.5=0.58м

Площадь пода печи F_пода = П* L=3.72*1.2=4.92 м²

Удельная производительность (напряженность пода) Х = М/F_пода =3750/4.92=762кг/м² час