Классификация и функциональность промышленных печей

В некоторых производственных процессах, на промышленных технологических конвейерах обязательным условием является методика термической обработки. С этой задачей призваны справляться современные модификации промышленных печей. И в зависимости от типа материала, сырья или изделия, объемов производства и сложности технологии применение находят разные модификации такого оборудования.

Описание особенностей печей и принцип их действия

Печи промышленного типа представляют собой многофункциональные сложные конструкции, имеющие несколько функциональных отделов. Они предназначаются для технологической обработки сырья различного происхождения. В большинстве случаев таковым являются металлы и их сплавы. Кроме того, это могут быть органические материалы.

Суть термообработки с погружением в такое оборудование заключается в воздействии на материал или сырьевые элементы потока горячих газов. При этом температура часто достигает или даже превышает в камере горения температуру плавления и показатели в 1000 градусов.

Разогретый воздух образует газы, и за счет их еще большего нагревания формируется конвекционный поток. Именно он воздействует на твердые предметы, погруженные в функциональную камеру. Под воздействием относительно небольшого давления, высоких температур, движения газового потока проходят процессы расплавления, штампования, формирования структуры, дефрагментации, обезвоживания.

Отрасли применения

Термической обработке в таких конструкциях также подвергаются заготовки и уже сформированные и смонтированные изделия. Функциональность промышленных моделей позволяет выполнять ряд технологических процессов с применением обширного диапазона высоких температур:

  • обжиг сырьевых компонентов;
  • термическая очистка от сторонних примесей и инородных элементов;
  • выпаривание молекул воды и жидких компонентов;
  • кристаллизация молекул твердых сырьевых соединений;
  • плавление металлов;
  • производство технологических сплавов;
  • нагревание заготовок для последующей механической обработки;
  • разделение на структурные фрагменты;
  • обезвоживание.

Кроме того, в таких печах может проводиться закаливание готовых изделий, материалов для их производства, сырья и заготовок. Также при высоких показателях температуры в таком оснащении производится штамповка готовых цельных изделий из металлов и их сплавов.

Суть термической обработки с технологией воздействия термической нагрузкой предполагает изменение форм, структуры, отдельных свойств материала без потери технологических характеристик. При этом изделие или сырье могут приобретать новые, усовершенствованные эксплуатационные параметры. Еще одной задачей применения таких печей в промышленной термической обработке является устранение или исправление производственных дефектов.

Конструктивные особенности

Чтобы достичь максимального соответствия технологических нормативов обрабатываемых деталей, конструкция печей промышленного типа должна отвечать принципам быстрого нагрева. Этому способствует рациональное сочетание размеров и плана расположения ее основных пяти конструктивных узлов:

  1. Камера загрузки, сгорания – здесь сжигается топливо.
  2. Узел загрузки – поскольку при сильном нагревании и выделении тепловой энергии прямая загрузка в камеру невозможно, для подачи материалов используются агрегаты конвейерного типа из огнестойких материалов, а также скиповое, кюбельное оснащение, лебедки и ковши.
  3. Выгрузной блок, где подверженные термообработке заготовки проходят этапы дозирования, герметизации, формировки и охлаждения.
  4. Дымоходная часть предназначена для отвода отработанных и остуженных газов, продуктов горения и испарений.
  5. Блок термического воздействия – сюда помещаются изделия для обрабатывания температурой.

Для придания большей функциональности и долговечности эксплуатационного ресурса, в таких устройствах проводится дополнительная обработка, включающая отделку асбестом внутренних и промежуточных стенок камер сгорания и термического воздействия. Также на крышки всех камер наносится керамика натурального происхождения с высокими жаростойкими показателями.

Для поддержания стабильного режима накала часть камеры имеет муфельное покрытие. В некоторых моделях применяется изоляционный слой из органических материалов, способных выдерживать высокую тепловую нагрузку и сохранять параметры теплоемкости оборудования.

Разновидности модификаций

Современная классификация печных конструкций промышленного назначения объединяет несколько функциональных категорий, типы оборудования по характеристикам применяемых топливных ресурсов, разновидности конструкций и принципы действия.

По принципу передачи тепловой энергии существует две разновидности:

  • тепловые генераторы – это печи, в которых термический накал образуется в структуре самого изделия, материала или заготовки. Как правило, источником нагрева в таких моделях выступает электроток либо компоненты изотермической реакции с химическими реагентами;
  • теплообменники – это модификации, в которых нагрев производится в среде с высокой температурной нагрузкой. Причем нагревание здесь производится методом конвекции или методом излучения тепловой энергии исходящими потоками тепла от сжигаемого топливного ресурса.

Наиболее обширная классификация отмечается в видах используемого топлива. Здесь существует две категории – плазменные и электрические модели.

  1. К модификациям первого типа относятся конструкции, функционирующие на твердом топливе – дровах, угле, паллетах, а также на жидких видах топлива или на газе.
  2. Вторую категорию формируют экземпляры оборудования, способные работать при подаче электрического напряжения. Сюда включаются дуговые, инфракрасные, индукционные, лучевые модели.

Конструктивные отличия могут касаться расположения камер выгрузки и горения – с вертикальной или горизонтальной ориентацией. Кроме того, к конструктивным отличиям относятся размеры отдельных элементов, общие габариты, материалы производства таких печей.

По типу функциональности принято различать оборудование для обжига, формовки, штамповки, нагрева и других операций технологического характера. Также различия касаются материалов, подвергаемых термообработке – это обычно бывает сталь, нержавеющие металлы, сплавы, керамика, другие виды сырьевых компонентов.

Преимущества эксплуатации

Использование таких печей промышленного процесса термообработки позволяет повысить, улучшить или придать новые эксплуатационные характеристики готовому изделию. Одновременно с тем данное оборудование открывает возможности повышения интенсивности производственных процессов, повышения их энергоэффективности и рентабельности.

Скорость обработки, функциональность современных моделей обеспечивают быстроту проведения процессов, увеличение промышленных объемов производства.

При этом увеличивается безопасность эксплуатации и корректность соблюдения технологий.