В пламенных печах плавка металла производится на поду печи; нагревание расплавляемого металла происходит здесь вследствие воздействия на него горячих газов, а также под влиянием тепла, отраженного от пламени, свода и
стенок печи.
Применяемые в литейном производстве пламенные печи могут быть стационарными и поворотными.
На фиг. 169 показана одна из конструкций стационарных пламенных печей.
Печи с внешней стороны облицовываются обычно чугунными плитами, а внутри выкладываются огнеупорным материалом; порог и часть свода иногда снабжают охлаждающими каналами.
На фиг. 170 представлена пламенная печь другой конструкции.
В этой печи более горячий металл соприкасается с более горячими газами, что благоприятно отражается на к. п. д. печи и обеспечивает лучший перегрев металла.
Количество материала, могущего быть расплавленным одновременно в пламенных печах, во много раз больше, чем при тигельной плавке.
Пламенные печи строятся для садок от 5 до 50 т.
К. п. д. Так как газы пламенных печей оставляют печь при температуре, близкой к 1000°, то к. п. д. пламенных печей невысок — он достигает в больших печах лишь 10%.
Угар металла в пламенных печах составляет от 5 до 20%; эта величина зависит от рода расплавляемого металла, от времени, в течение которого металл находится в печи, от качества топлива и от тщательности надзора за ходом процесса. Для чугуна угар считают равным 5—8%, для бронзы 6—12%; при плавке бронзы на стружке угар может достигнуть 20%.
Ведение плавки. Загрузка пламенных печей производится таким образом, чтобы расплавление и более крупных, и более мелких кусков металла происходило по возможности одновременно. С этой целью подлежащий плавке металл располагается на поду печи так, чтобы самые большие куски его подвергались наибольшему действию горячих газов. По окончании загрузки загрузочное окно наглухо закрывается и дается огонь. Расплавленный металл стекает к нижней части пода. Когда весь металл расплавится, начинается перегрев его; для ускорения процесса перегрева топку на некоторое время усиливают.
Когда металл готов, пробивают выпускное отверстие, и расплавленный металл выпускают для разливки в формы.
Продолжительность плавки в пламенных печах зависит от рода расплавляемого материала, размера загрузки и устройства печи. Так, продолжительность плавки бронзы 2—4 часа, продолжительность плавки чугуна колеблется при первой плавке от 4 до 12 час., а при последующих, когда печь будет уже прогрета, уменьшается,
Удобнее производить загрузку металла в холодную печь; она может быть выполнена более правильно как в отношении использования пода, так и в отношении размещения крупных и мелких кусков металла. Отрицательной
стороной такой загрузки является продолжительное действие печных газов на расплавляемый металл, следствием чего является большой угар металла.
Некоторый избыток воздуха, поступающего в печь, и воздух, просачивающийся через отверстия печи, а также водяные пары всегда обеспечивают наличие окислительной атмосферы в пламенных печах. При плавке чугуна наибольшему воздействию кислорода печных газов подвергаются марганец и кремний, а затем углерод и железо. Хотя железо имеет меньшее химическое сродство с кислородом, чем марганец и кремний, но, составляя главную массу расплавляемого материала, оно угорает в сравнительно большом количестве. Считают, что угар марганца составляет от 30 до 50%, кремния — от 20 до 40% и углерода — от 10 до 20%. Очевидно, угар углерода будет тем меньше, чем богаче чугун марганцем и кремнием. Содержание серы при наличии ее в топливе может повыситься; что касается фосфора, то количество его в чугуне при плавке в пламенных печах почти не изменяется.
При плавке цветных металлов в целях уменьшения окисления копильник в пламенных печах делают более глубоким, чем в обыкновенных, уменьшая таким образом поверхность жидкого металла. С той же целью дается небольшой приток воздуха, так как при меньшей интенсивности этого притока будет меньше свободного кислорода в печных газах и, следовательно понизится окисление расплавляемого металла. Избыток воздуха, необходимый для достижения высоких температур, здесь не нужен, так как температура плавления материала обычно невысока.
Для устранения возможности проникновения в металл серы из печных газов, содержащейся обычно в каменных углях, при плавке цветных металлов применяют дрова, древесный уголь или нефть.
Преимуществом пламенных печей по сравнению с тигельными является возможность единовременного получения больших масс металла и лучшее использование топлива. В отношении плавки чугуна по сравнению с плавкой последнего в вагранках преимущество пламенных печей заключается в том, что здесь металл может хорошо отстояться и выделить поглощенные им газы; таким образом достигается большая плотность отливаемых изделий.
Поворотные пламенные печи
Из числа поворотных пламенных печей рассмотрим нефтяную печь с отдельной камерой сгорания, известную под названием «Мечта».
Печь «Мечта» представлена на фиг. 171.
Печь состоит из железного кожуха и огнеупорной футеровки. Она разделена на две камеры: камеру сгорания 1 и рабочую — 2; загрузка печи, выпуск готового металла и выход продуктов
горения осуществляются через горловину 3. Печь отапливается нефтью; воздух подается вентилятором; давление воздуха составляет около 250 мм вод. ст. Емкость рабочей камеры обычно не превосходит 0,5 т.
В камере сгорания нефть и воздух хорошо перемешиваются, вследствие чего достигается полное сгорание и легкость регулировки температуры и степени окислительности пламени. Кроме того, при наличии особой камеры сгорания исключается возможность соприкосновения металла с топливом.
Плавка идет быстро; время плавки в зависимости от размера печи и рода расплавляемого материала составляет 1—2 часа; расход топлива при плавке бронзы составляет 12—15% от веса расплавляемого металла.
Угар металла составляет приблизительно 10%.
Печи типа «Мечта» применяют почти исключительно для плавки цветных металлов, но в них можно плавить чугун и сталь.
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com