ПЕЧЬ ОБЖИГА

Предлагаемое техническое решение относится к области машиностроения и может быть использовано в устройствах для термообработки Материалов и изделий в защитной среде с использованием герметичных контейнеров, преимущественно для бухт проволоки и металлических лент из цветных и черных металлов.
Известны печи для обжига материала содержащие корпус с высокотемпературной кладкой и нагревательный элемент в виде электрических тенов спиральной формы металлическая кассета с установленными в ней рулонами материала, колпак, закрывающий кассету с материалом и магистраль подачи и удаления защитного газа внутрь колпака. Сверху печь закрывается крышкой после установки колпака и кассеты с материалом. (см. например авторское свидетельство СССР №791779 по кл. С 21 Д 9/673 за 1975 г.)
Недостатком этих печей является то, что при замене кассеты с материалом требуется много времени и печь приходится отключать из-за поэтапного удаления колпака и кассеты из печи и установка новой кассеты и колпака. Кроме того, в процессе термообработки внутри колпака постоянно циркулирует защитный газ, который нагревается под колпаком, а затем после удаления из него остывает, а после его следующей подачи внутрь колпака нагревается и этот процесс повторяется. В результате конструкция этих печей получается сложной, большая часть тепла расходуется на нагрев газа и колпака и снижает производительность печей.
Так же известна печь обжига, содержащая корпус, внутренняя полость которой армирована высокотемпературной кладкой и установлен
электрический нагревательный элемент спиральной формы, съемная крышка, корзина с рулонами, изолированная от нагревательного элемента металлическим стаканом, через сыпучий уплотнительный узел и магистраль подачи и удаления газовой среды внутрь стакана, металлический стакан и корзина с рулонами соединены непосредственно с крышкой печи, длина металлического стакана выполнена меньше длины полости корпуса печи, периферийная зона стакана снабжена каналами охлаждения, в его нижней части выполнены опорные выступы, уплотнительный затвор расположен в верхней части корпуса печи, крышка выполнена объемной, внутри которой расположен теплоизолятор, а на ее наружной стороне закреплены магистрали подачи газовой среды и удаления этой среды из полости стакана с запорной арматурой устройствами контроля давления внутри стакана.
(см. патент РФ №39331 по кл. С 21 D 9/673 за 2004 г.)
Недостатком этих печей является то, что при расположении рулонов в стакане перпендикулярно боковой поверхности ухудшает прогрев, увеличивает время нагрева и снижает качество термообработки рулонов и приводит к образованию местных дефектов на теле материала в рулонах.
Технической задачей предлагаемого решения является устранение указанных недостатков, повышение качества отжига и повышение производительности печей при термообработке рулонного металла, например, медной фольги или медной проволоки.
Указанная задача достигается тем, что в предлагаемой печи обжига, содержащей корпус с высокотемпературной кладкой и нагревательным элементом, съемную крышку соединенную с корзиной для рулонов, причем корзина изолирована от нагревательного элемента металлическим стаканом, внутренняя полость стакана снабжена магистралью подачи и удаления газовой среды расположенной с наружной стороны крышки, при этом рулоны в корзине установлены параллельно
боковой поверхности стакана с зазором по длине рулона, а отводящая магистраль дополнительно снабжена аварийным и обратным клапанами.
Еще одним отличием печи обжига является то, что аварийный и обратный клапаны выполнены в общем корпусе с попеременным включением при откачке и заполнении полости стакана газом.
На фиг.1 - показан продольный разрез предлагаемой печи.
На фиг.2 - сечение по А-А фиг 1
На фиг.3 - узел Б фиг.1 (увеличено).
На фиг.4 - узел В фиг.1 (увеличено)
Предлагаемая печь содержит корпус 1, преимущественно цилиндрической формы, внутренняя поверхность которого армирована высокотемпературной кладкой 2. На наружной поверхности 3 кладки 2 закреплено несколько отдельных нагревательных элементов 4 в виде электрического тена, установленного равномерно во внутренней полости 5. В верхней части корпуса 1 над торцем кладки 2 закреплена кольцевая опора 6 с уплотнительным затвором 7, например, песчаного типа. В полости 5 установлен металлический стакан 8 со сплошной боковой стенкой 9 и дном 10 под которым выполнены опорные выступы 11, например, в форме кольцевого бурта на уровне боковой стенки. Внутри стакана 8 установлена корзина 12 с рулонами обжигаемого материала 13 с кольцевым зазором 14 в верхней части стакана 8 выполнены каналы 15 под его охлаждение. На периферии стакана 8 закреплены откидные болты 16 и выступ 17 расположенный в уплотнительном затворе 7. На стакане 8 с помощью болтов 16 закреплена крышка 18, в средней части которой закреплен теплоизолятор 19. На внутренней стороне крышки 18 жестко закреплены выступы 20 в виде грузозахватных крюков, на которых закрепляются несущие тяги 21 корзины 12. На наружной стороне крышки 18 закреплены транспортные опоры 22, а так же подводящая магистраль 23 и отводящей магистраль 24 для поочередной подачи и удаления газовой среды из стакана 8.
Магистраль 23 снабжена манометром 25, а магистраль 24 снабжена клапаном 26. Рулоны 13 установлены на опоры 27, которые закреплены на корзине 12. Наружная поверхность 28, рулонов 13 расположена параллельно внутренней поверхности 29 стакана 8. Клапан 26 имеет поворотную ручку 30 с маховиком 31, корпус 32 с отверстием 33 и игольчатым запорным элементом 34 соединенным с подвижным в осевом направлении стаканом 35 контактирующим с маховиком 31 ручки 30.
Сборка, установка рулонов в печь и работа печи осуществляется следующим образом. Стакан 8 расположен вне печи и крышка 18 снята. Затем на корзину 12 укладываются грузозахватным приспособлением несколько рулонов 13 с опорами 27, таким образом, чтобы последние вошли в отверстия корзины 12. Затем на стакан 8 устанавливают крышку 18 таким образом чтобы петлеобразные отверстия тяг 21 вошли в крюки выступов 20, а нижние соединились с корзиной 12. После этого, за выступы 22 крышку 18 вместе с корзиной 12 и рулонами 13 устанавливают в стакан 8. После установки крышку 18 плотно закрепляют с помощью болтов 16, таким образом, чтобы соединение между стаканом 8 и крышкой 18 было герметичным. Затем поднимают ручку 30 вверх и вращая маховик 31 клапана 26 закрывают его. После из внутренней полости 14 стакана 8 через отводящую и магистраль 24 откачивают весь атмосферный воздух. После откачки воздуха ручку 30 клапана 26 возвращают в исходное положение и через подающую магистраль 23 подают внутрь стакана 8 защитный газ (например углекислый). С помощью манометра 24 устанавливают необходимое давление внутри стакана 8, на которое настроен клапан 26. На этом сборка стакана 8 заканчивается и он вместе с рулонами 13 устанавливают в полость 5 печи, включают нагревательные элементы 4 и производят термообработку. После установки крышки 19 каналы 15 подсоединяются к магистрали охлаждения и заполняются охлаждающей жидкостью, например, водой. При этом нагревательные элементы 4 печи
могут находиться как во включенном положении, так и в выключенном, т.к. они не влияют на процесс сборки стакана 8. Установку стакана 8 производят с помощью транспорных опор 22 грузозахватным приспособлением. Крышку 18 вместе со стаканом 8, корзиной 12 с рулонами 13 заводят в полость 5 корпуса 1 печи до тех пор пока стакан 8 не войдет в уплотнительной затвор 7 и расположится под собственным весом на кольцевой опоре 6. После подачи и заполнения каналов 15 водой производится нагрев рулонов 13 вместе со стаканом 8 и корзиной 12 до необходимой температуры. После нагрева рулонов 13 до необходимой температура крышку 18 вместе со стаканом 8 и корзиной 12 снимают с печи и устанавливают на подготовленную площадку, а в печь устанавливается другая аналогично собранная конструкция с рулонами и процесс повторяется.
Соединение стакана, крышки и садки металла в единый узел позволяет производить подготовительные операции вне печи и упростить процесс замены газовой среды внутри стакана с атмосферной на защитную Кроме того, нагрев и процесс охлаждения рулонов в защитной среде не влияют на работу печи и могут производиться вне печи, а сама печь участвует в процессе обработки рулонов металла только по своему прямому назначению для нагрева металла. И если нагревать не нужно, то печь включать нет необходимости. Расположение боковой поверхности бухт параллельно боковой поверхности стакана позволяет равномерно производить нагрев рулонов и уменьшить время на термообработку при нагреве. Выполнение клапана с поворотной ручкой позволяет расширить зону работы клапана и соединить функции обратного клапана и аварийного клапана в одном клапане, что позволяет упростить конструкцию клапана и отводящую магистраль перекрывать с помощью этого же клапана.
Использование предлагаемой обжиговой печи в процессе отжига и закалки бухт проволоки или металлических лент позволяет сократить затраты энергоносителя, полностью исключить потери тепла при отпуске и
охлаждении рулонов, расширить диапазон температур и полностью исключить окисления поверхности и разрушение уже имеющейся окисной пленки на металле в процессе термообработки по сравнению с известными аналогичными печами для термообработки бухт проволоки или лент из цветного металла, преимущественно из меди.