Протяжные печи
Протяжные печи предназначены для термической или термохимической обработки тонколистового металла. Рулоны стальной ленты разматываются и протягиваются через печь по опорным роликам. Процесс термообработки в таких печах непрерывен, что позволяет получать металл с такими свойствами, которые не достигаются при нагреве в колпаковых печах. При обработке одного слоя ленты можно обеспечить одинаковую температуру по ширине и длине ленты и одинаковое взаимодействие ленты с атмосферой печи. Все процессы в протяжных печах протекают с большой скоростью, и время нагрева в них составляет несколько минут по сравнению с десятками часов в колпаковых печах.
В протяжных печах выполняют термообработку различных видов: светлый рекристаллизационный отжиг; обезуглероживающий отжиг трансформаторных и динамических сталей; непрерывное цинкование малоуглеродистой стали и др.
Протяжные печи устанавливают в непрерывных линиях и по конструкции они делятся на горизонтальные и вертикальные (башенные). В горизонтальных печах ленту протягивают по роликам горизонтально, и ее толщина может быть до 6 мм, общая длина 150 – 200 м, а скорость до 2 м/с. В вертикальных многоходовых печах лента движется петлями, многократно огибая поворотные ролики. При этом ее общая длина в печи может достигать 1 км. Скорость движения ленты – до 10 м/с, а толщина не более 1 мм.
В зависимости от вида обработки протяжные печи разделяют на несколько камер: нагрева, выдержки, регулируемого охлаждения, окончательного охлаждения.
При светлом отжиге нагрев, выдержку и охлаждение ленты ведут в контролируемой атмосфере. В случае нагрева перед цинкованием предусмотрены камеры окислительного нагрева (в продуктах сгорания) и восстановительного нагрева (в контролируемой атмосфере).
Камеры нагрева и выдержки при окислительной обработке отапливают газовыми горелками, обычно инжекционными, а при обработке в защитной атмосфере – газовыми радиантными трубами или электрическими нагревателями. В камерах регулируемого охлаждения нужная скорость обеспечивается чередованием футерованных и водоохлаждаемых секций стен или чередованием электрических нагревателей и воздухоохлаждаемых труб. В камерах ускоренного охлаждения при светлом отжиге применяют обдувку холодным контролируемым газом через сопла, равномерно расположенные с обеих сторон ленты. На рис. 1 показан примерный температурный режим обработки ленты в протяжной печи.
Рис. 1. Температурный режим цикла обработки ленты в протяжной печи: сплошная линия – температура ленты; пунктир – температура печи;
Lп, Lн, Lвыд, Lрег.охл., Lохл., и hо.охл. – длина камер: печи, нагрева, выдержки, регулируемого охлаждения, охлаждения и окончательного охлаждения.
Индексы при t расшифровываются так же.
Общая задача управления протяжными печами сводится к получению заданного качества ленты при примерно постоянной производительности. Качество обработки ленты определяется значениями скорости нагрева и охлаждения, временем выдержки и т. д. Задача управления заключается в точном поддержании заданного температурного графика. Кроме того, необходимо поддержание равномерности нагрева по ширине и длине ленты, а также требуемого состава контролируемой атмосферы.
Основными возмущающими воздействиями являются изменение скорости ленты и ее параметров. ............
