Печи для плавления
На машиностроительных заводах среди разнообразного печного оборудования часто можно встретить небольшие газовые печи для плавления цветных металлов и их сплавов. Рассмотрим некоторые особенности работы на газе малых вспомогательных
плавильных печей, а также отметим специфику работы печей для алюминиевых сплавов.
Печи для плавления цветных металлов и сплавов работают при значительно более низких температурах, чем печи для черных металлов, а поэтому имеется большая свобода выбора тех или иных газогорелочных устройств.
Для небольших плавильных печей вполне приемлемы инжекционные короткофакельные горелки, работающие без подогрева воздуха. Иллюстрацией этого является медеплавильная печь (рис. Х-15). Крупные печи для плавления, например емкостью 30-40 т для алюминиевых сплавов, хорошо работают с дутьевыми горелками, дающими удлиненный факел. Подогрев воздуха для таких печей не является обязательным и может осуществляться лишь из-за желания использовать тепло газов, покидающих печь, например для получения пара или горячей воды. Отказ от индивидуальных рекуператоров для плавильных печей с умеренной температурой и замена их групповыми или центральными утилизационными установками во многих случаях значительно упрощают газовое оборудование печи и предоставляют большую свободу выбора горелок и способов сжигания газа.
Периодически действующие печи для плавления в разные периоды своей работы характеризуются различными температурными режимами. Во время разогрева в рабочем пространстве печи имеются большие холодные поверхности. В это время во избежание переохлаждения факела и появления недопустимого недожога желательно применение горелок с малой длиной и радиацией факела. После повышения температуры в процессе плавления и перегрева расплава более выгодно применение горелок с удлиненным сажистым факелом с высокой радиацией. Специфика работы таких печей делает достаточно перспективным применение для них горелок с регулируемой длиной и светимостью факела.
При выборе типа горелок, их числа и расположения в некоторых случаях (например, для алюминиевых сплавов) очень важно обеспечить изотермичность расплава, т. е. минимальную разность температур по всему его объему. Дело в том, что перегрев или недогрев ряда ответственных алюминиевых сплавов ухудшает их качество или даже приводит к полному браку.
Неравномерность распределения температур по поверхности расплава почти целиком зависит от числа, типа и расположения горелок, а также от организации движения газа в печи. Если для решения этих вопросов нет достаточных опытных данных, то аэродинамика печи, выбор числа и расположения горелок в первом приближении должны решаться в результате изучения гидравлической модели печи, построенной в соответствии с требованиями теории моделирования.
Неравномерность температуры по глубине ванны может достигать очень больших величин, особенно в начальный период плавки и при форсировке печи. При исследовании работы печей наблюдались периоды, когда температура на поверхности расплава достигала 800-850° С, а на дне ванны находились еще нерасплавившиеся слитки металла, т. е. температура была только 640-660° С. Неравномерность температур по глубине обычно не зависит от расположения и числа горелок и может быть снижена лишь за счет изменения конструкции печи (уменьшения глубины ванны, обогрева подины), искусственного перемешивания расплава или путем снижения форсировки печи.
