Принцип работы колпаковых и двухколпаковых печей.

В прошлый раз мы начали разговор о печах и сравнили чем голландки отличаются от русских. Я упомянул о русских печах с колпаком и сказал, что они получили развитие в ХХ веке. И сказал правду, но не всю. Ибо ещё раньше, в посте про тёплый пол упоминал о римских зданиях и христианских церквях, пол которых обогревался горячим дымом.

В современном мире, по крайней мере у нас в России, отопление дровами считается пережитком прошлого, от которого надо избавляться. Ибо прогресс, благоденствие и центральные сети. Но, скажу я вам, подобные настроения не долго проживут, и тому есть объективные причины.

Во-первых, ископаемые углеводороды конечны. Кто-то говорит, что их хватит лет на 50, кто-то — на 100. Пессимисты же вообще обещают нам к 2030-му году кузькину мать, и я с пессимистами согласен, но по другим причинам.

Во-вторых, в ядерную энергетику я тоже не верю: и если вы копнёте чуть глубже, чем обывательские знания о ней, вы присоединитесь ко мне в этом мнении. Обсуждать подробности не буду, просто скажу, что при том техническом регламенте строительства станций, который эксплуатировался до настоящего момента и эксплуатируется сейчас, мы ещё увидим и Чернобыль, и Фукусиму. Это просто вопрос времени.

В-третьих, тесловского генератора ещё не собрали, и свободная энергия ещё не пришла в каждый дом. То тут, то там проскакивают видяшки, чертежи, статьи о том, что НАКОНЕЦ-ТО! Но лично я своими руками ещё не трогал агрегат, который способен из ничего вырабатывать хоть что-то. Честно признаюсь, надежда есть. Но сомневаюсь что раньше 30-50-х годов нам кто-то что-то выдаст. Попомните мои слова, цифры не с потолка.

И, учитывая вышесказанное, остаётся надеятся только на Солнце, ветер и дрова. И в этом списке дрова остаются самым надёжным источником тепла. Тем более, что нам доступны материалы и технологии, не доступные нашим предкам. И неглупые люди ведут исследования в области печного отопления и продвинулись в этом вопросе.

Но и наши предки были не промах. И их наследие забывать глупо. Тем более, что есть на что посмотреть.

Колпаковые печи

Как я уже говорил, физика проста: тепло поднимается вверх. Предки это понимали чуть ли не лучше нас. И они поняли, что можно печь сделать снизу, и сделать большой колпак под полом следующего этажа. Так делали, как я уже говорил, в некоторых римских зданиях. Читал также упоминания что так делали в католических церквях Европы и даже в православных церквях на Руси после ХII века.

В Корее же до сих пор самой распространённой системой отопления «частных домов» является т.н. система «ондоль». Что это такое — подробное видео здесь . Популяризатор строительства из соломенных блоков Евгений Широков в вебинаре упоминает о корейском доме, который топился несколько дней, и после этого держал тепло около ста дней (!). Отопление в нём было сделано как раз по системе «ондоль». К сожалению, во время войны дом был разрушен, и подивиться на это чудо корейской мысли не получится…

Объединяет всё перечисленное то, что дымоходы сделаны по принципу колпака. Он имеет большую горизонтальную площадь, и засчёт этого достигается эффективная отдача тепла от дыма к находящемуся сверху полу. Понятное дело, дымоходы со временем забиваются пеплом и сажей. Для этого предусматривали специальные прочистные отверстия и даже целые лючки, в которые мог пролезть человек.

Корейцы же поступают просто: колпаки делали и делают большими по объёму. Засчёт этого они забиваются от 10 до 50 лет, и потом печь просто ломают и делают новую. Если посмотреть на видео с ондолью, то можно понять что не обязательно даже ломать всю печь. Можно просто разобрать одну стенку…

Кое-кто пошёл ещё дальше и ломает печь каждый год. Здесь можно прочитать статью такого чувака. Статья маленькая, но жутко полезная. Вместо того, чтобы читать сотни страниц форумов и по крупицам собирать информацию (не всегда проверенную), лучше прочитать вот такую статью практика, который всё проверил на себе. Очень рекомендую!

Кстати, для читателей из моего родного Благовещенска Амурской области. Из достоверного источника есть информация, что здание железнодорожного вокзала отапливалось сетью дымоходов по периметру стен. Мне было бы ужасно интересно изучить как там что работает, но, боюсь, система не используется уже давно. И человек, который мог бы что-то рассказать вряд ли имеется. А на просьбу показать чертежи, догадываюсь, меня пошлют в соответствующем направлении… Если у кого-то есть данные, сообщите. Думаю, всем будет интересно.

Двухколпаковые печи

Вот теперь перейдём к ХХ веку. В Советском Союзе было такое дикое количество сумасшедших проектов печей, что я диву даюсь. Правда, часто практическая проверка показывает их несостоятельность. Буквально лет пять назад на одном печном форуме выложили чертёж 30-40-х годов кирпичной печи циллиндрической формы. Ссылку привести не могу, почему-то не нашёл. Затерялась. Но дело там кончилось тем, что вся эта циллиндрическая печка забилась пеплом за 3 сезона…

Но кое-что из советского наследия оказалось весьма и весьма эффективным и получило массовое распространение. Если вы интересуетесь печным отоплением, вы наверняка слышали про печи Кузнецова. Мастер этот, кстати, жив и здравствует. Более того, у него можно заказать печь на его сайте. Кто-то его считает человеком-легендой.

Он предложил и обосновал преимущество концепции свободного течения газов (в голландках используется принцип принудительного движения газов, я упоминал об этом минусе). И придумал двухколпаковые печи. Принцип их работы простой.

Если открыта задвижка (5), то дым идёт напрямую в трубу. Это если нам нужно создать тягу при растопке. Потом задвижка (5) закрывается и дым начинает своё путешествие.

Сначала он попадает в первый колпак (2). Горячие газы поднимаются наверх и остаются там пока не отдадут своё тепло, либо их не заменят ещё более горячие газы. Более того, по информации чувака-разбирателя-печей, указанной в той самой статье, в первом колпаке газы продолжают гореть!

Но рано или поздно газы остывают, и гонимые тягой идут во второй колпак (3). Там происходит то же самое, что и в первом, за исключением горения. Хотя, кто знает.

После отдачи тепла, газы уходят в трубу (4).

Принцип свободного течения в том, что газы при необходимости могут уйти дальше по дымоходам не дожидаясь остывания, а сразу. Т.е. на трубе не лежит задача просасывать все газы по трубам (как в голландках), она просто помагает им, указывает направление. А двигаются они вполне свободно, сами по себе.

У такой системы много плюсов. Как шутят печники, в таких печах используется принцип защиты от дурака.

Во-первых, такая печь гораздо меньше дымит (если дымит вообще).

Во-вторых, если прошляпить момент прогорания дров, то холодный воздух будет идти по нижней части колпаков, не задевая стоящие сверху горячие газы. Т.е. колпаки — это своего рода карманы для сохранения тепла.

В-третьих, в таких печах низ прогревается сильнее чем верх. На схеме я изобразил как газы, двигаясь по колпакам постепенно остывают. Соответственно, самым горячим будет первый колпак, второй будет холоднее. Надеюсь, не нужно объяснять почему это хорошо.

В-четвёртых, как показала практика, колпаковые печи можно чистить гораздо реже чем их голландских коллег.

Кстати, можно делать не два, а сколько угодно колпаков. Как по вертикали, так и по горизонтали. Таким образом можно регулировать нагрев тех или иных стен (или помещений), ведь первый колпак будет самый горячий, второй холоднее и т.д.

Вывод

Напомню, чем равномернее прогревается помещение, тем эффективней отопление. И это не просто комфортность, но и экономия топлива. И долговечность конструкций (отсутствие плесени и грибка по углам и плинтусам).

Так что чем ниже находится источник тепла — тем лучше. И лучше всего этому принципу отвечают колпаковые и двухколпаковые печи.

На сегодня всё. Надеюсь, как в прошлый раз жаловаться не будете 🙂 В следующий раз расскажу про то, как сделать и колпаковую, и двухколпаковую печь ещё более эффективной.

Оригинал статьи

Колпаковые печи. Двухколпаковые печи и их особенности

Принцип работы и особенности колпаковой печи.

«Печи с системой «свободного движения газов»
– это новый этап, новый уровень в развитии печного отопления»
Кузнецов И.В.

Рекомендуем к прочтению статью “Сухой шов в колпаковой печи”

Идея создания колпаковых печей возникла в конце XIX века, когда стало понятно, что существующие конструкции оборотистых и прочих видов печей исчерпали свой потенциал повышения эффективности работы. Конструкции печей, несущие элементы «колпака» создавались и ранее, но основные принципы создания и работы колпаковых печей в начале ХХ века собрал и сформулировал русский учёный-металург, профессор, член Академии наук СССР В.Е. Грум-Гржимайло. Продолжил изучение и строительство колпаковых печей его ученик Подгородников И.С.

В 60-х годах ХХ века идея конструирования печей по теории свободного движения газов (СДГ) вдохновила ещё одного инженера-изобретателя – нашего современника – Игоря Викторовича Кузнецова.

Имея солидный «печной» стаж, И.В. Кузнецов обобщил богатый теоретический опыт в области СДГ и продолжил работы по усовершенствованию конструкции двухколпаковых печей. Несмотря на солидный возраст он не оставляет конструкторскую деятельность и сейчас. Им спроектировано не менее 300 печей различного вида и назначения. Игорь Викторович ведёт большую просветительскую деятельность – посвящает много времени воспитанию нового поколения высокообразованных печников.

Схематично двухколпаковые печи представляют из себя два стакана, расположенные друг над другом. Топливо сгорает в нижнем, горячие газы отдают ему тепло, переходят в верхний, отдают остатки и выходят в трубу.

В этих печах нет каналов, по которым происходит движение газов за счёт тяги трубы. Горячие газы скапливаются в верхней части первого колпака, остывшие опускаются вниз и через подвёртку уходят во второй колпак. Там процесс повторяется и они покидают печь. Одной из обязательных конструктивных особенностей современных колпаковых печей конструкции Кузнецова является наличие сухого шва в топливнике, системы подачи «вторичного» воздуха и, так называемого, «катализатора» над ним.

Дрова в печи горят при температуре 450-550 градусов С. В печах, имеющих систему оборотов, газы с этой температурой движутся внутри печи и обогревают её. Не сгоревшие в процессе пиролиза вещества оседают внутри печи в виде сажи и смолянистых отложений, впитывающихся частично в кирпич. В «холодные» времена при интенсивной протопке печи они могут вспыхнуть и гореть при высокой температуре. Такое неконтролируемое горение может привести к пожару.

В колпаковых печах газы, имеющие температуру горения дров, считаются условно «холодными» и через сухой шов уходят низом колпака прямиком в трубу. Остальные газы поднимаются вверх, через внутреннюю систему каналов получают воздух (читай – кислород) не участвовавший в горении дров и натыкаются на раскалённый катализатор. Катализатор даёт температурный толчок и смесь горячих газов со свежим кислородом вспыхивает и горит при температуре 950 – 1050 гр С. Газы этой температуры и обогревают колпаковую печь. Именно поэтому КПД колпаковых печей приближается к 90%, в то время, как КПД лучших конструкций «оборотистых» печей стремится к 60%.

Внутри печей, построенных по системе свободного движения газов (СДГ), из-за высокой температуры дожига продуктов пиролиза практически не бывает сажи, чистить такие печи, даже при интенсивном использовании, необходимо гораздо реже, чем печи с «оборотами».

Двухколпаковые печи системы И.В. Кузнецова ещё называют печами с преимущественно нижним обогревом. Горячие газы, прежде чем подняться в во второй колпак, опускаются до самого первого ряда и нагревают его. Конвекция в помещении, где стоит печь, имеет максимальную амплитуду – от пола до потолка. К примеру: в доме с традиционной русской печью конвекция происходит от уровня груди до потолка. А люди вынуждены ходить хоть и без шапок, но в валенках. В доме же с колпаковой печью по полу может ползать голоштанная детвора и никогда не заболеть простудой.

Температура в первом колпаке достигает 650-680 гр С, во втором – 320-350 гр С. Это ещё один огромный плюс, особенно в домах с деревянным потолком – чем ближе к потолку, тем температура печи ниже, тем ниже вероятность пожара.

Преимуществ у печей со свободным движением газов много. Основные из них:

• высокий КПД – 90% и более
• высокая температура горения
• можно использовать любое топливо
• простое обращение ( т.к. всё сгорает дотла, чистить печь можно реже)
• большая теплоёмкость ( в хорошо утеплённом доме, зачастую, хватает одной топки в сутки для поддержания комфортной температуры в доме)
• высокий уровень экономичности
• преимущественно нижний прогрев
• возможность установки котла (регистра) без ухудшения качества печи для регулируемого обогрева воды и/или водяного отопления для удалённых помещений (второй этаж, детская, туалет, ванная, кладовая)
• хорошая тяга при невысокой трубе
• бесконечное множество конструктивных вариаций. Колпаки могут быть любого размера, можно обогревать двух-трёх этажные дома, отопительные, варочно-отопительные, хлебные, печи с низкой лежанкой, со встроенным камином, банные…
• высокий уровень пожарной безопасности
• возможность изменения внешнего вида и внесения элементов декора по желанию заказчика…

Это далеко неполный перечень преимущества двухколпаковых печей Кузнецова перед другими печными конструкциями. Но если Вы хотите иметь в доме «правильную» экономную теплоёмкую безопасную функциональную и к тому же красивую печь – лучше всего обратиться к профессионалу. Он не только поставит Вам Печь, но и будет следить за её судьбой, чистить, при необходимости ремонтировать, а не пропадёт, как поступает куча «одноразовых» печников, обещающих золотые горы за 3 копейки. Печь – это сердце Дома. Здесь, как нельзя кстати английская пословица:

«Мы не настолько богатые люди, чтобы покупать дешёвые вещи».

Автор статьи: Печник Войдаков Евгений.

А ведь именно печь Подгородникова стала прообразом двухколпаковой печи | Заметки из блокнота строителя

Не верь глазам своим! Да, так бывает, когда ищешь информацию в интернете. Вот что пишет в комментариях к материалу о колпаковых печах, где авторство было приписано Кузнецову ЭДУАРД ВАЛЕЕВ

– Глубоко заблуждаетесь! Двухколпаковые печи сконструировал И.С. Подгородников.

Во времена Подгородникова интернета не было, не знаю, когда было 1-е и 2-е издание его книг, но вот 3-е датировано 1960 г., а 4-е 1982г. У Кузнецова тоже много не плохих идей по конструктивам, как то дожиг пиролизного газа и катализаторная решетка. Сам лично опробовал, работает, Да, кстати, и у финнов это давно применяется, так пишет в своей книге Юхани Кеппо.

Эта информация, признаюсь, не только зацепила меня, но и сильно заинтересовала. Во-первых, на самом деле при поиске в интернете информации о печах такой конструкции видны только ссылки на печи Кузнецова.

А во-вторых, хотелось убедиться в правоте автора.

И вот, при более детальном и тщательном поиске, появляется небольшая информация, о том, что: «В 1929-30 г. была создана русская печь, прогревающаяся дом от пола до потолка, названная «Крестьянская Теплушка», и завоевавшая огромное признание в народе».

А дальше можно прочитать также, что: « Инженер Подгородников, при усовершенствовании старой русской печи, направил горячие га­зы из варочной камеры в нижнюю часть печи, которая раньше не прогревалась, что значительно улучшило характеристики печи».

Оказывается, что этим советским инженером было разработано несколько типов «Теплушек», и все они предусматривают возможность разогрева всей печи или ее частей в зависимости от времени года или желания хозяйки, а также выбор режима работы. Почти у всех «теплушек» имеется водогрейная коробка. А для частных домов – это просто находка.

Этот проект мне понравился тем, что у него есть “нижний колпак”, т.е. пространство под подом, которое прогревается с самого первого ряда кирпичей. Посмотрите внимательно на рисунок, стрелочки указывают направление хода тёплых газов, когда топишь подтопок. Горячий газ поднимается в горнило, затем опускается в нижний колпак и через него уже отходит в прямоточный дымоход. При этом, что немало важно, в дымоход попадает газ уже изрядно остывший, так тепло остаётся в печи, а не улетает топить улицу. Это зимний вариант, а вот летом дым по прямой улетает на улицу.

В следующей статье продолжим тему о дачах и соседях:

Грустно, что современные соседи по даче не общаются со старожилами, и за землёй не смотрят. Они просто живут

Поэтому ставьте лайк, подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новые статьи!

Вот несколько статей, которые могут Вам понравятся:

Навигатор по каналу: ссылки на все материалы рубрик «Голь на выдумки хитра», «Будни отделочника», а также о штукатурке и стяжке

Кетовской печи в бане больше 30 лет

Отопительные печи колпаковые печи: Колпаковая печь для отопления дома: двухколпаковые и трехколпаковые типы — Медицинский блог: Все о заболеваниях

Колпаковая печь для отопления дома: двухколпаковые и трехколпаковые типы

Среди всех видов отопления печное все ещё играет большую роль. Не везде есть возможность поставить котел. Поэтому печи используются в некоторых частных домах, а также на дачных участках и банях. Несмотря на то, что это наиболее древний вид отопления, прогресс коснулся и его. Ярким примером этого является колпаковая печь.

Содержание статьи:

Что такое колпаковая печь

Это один из вариантов доработанной конструкции обычной печи. Сначала такой принцип действия использовался для работы промышленных агрегатов. С середины прошлого века колпаковый тип отопления начал распространяться и в частных домах.

Сейчас колпаковые печи считаются наиболее пригодным вариантом для эксплуатации. При постройке они не требуют сложного расчета высоты дымохода для создания искусственной тяги. Процесс растопки и нагревания проводится значительно быстрее, чем, например, у канальной печи.

Основное отличие от последней заключается в способе отведения дыма: канальная печь вытягивает отработавшие газы за счёт дымохода наружу, а колпаковая, наоборот, выталкивает дым. Благодаря этому снижается скорость его движения в дымоходе и соответственно увеличивается КПД (примерно до 93%). Также снижается риск задувания пламени и отравления угарным газом.

Русские строители всегда славились мастерством кладки печей. Лучшим существующим вариантом выполнения такой печи является конструкция, предложенная Кузнецовым. Секрет заключается в использовании гладких кирпичей, раствора из глины и особой схеме расположения, при которой кирпичи делят пространство на несколько полостей, являющимися колпаками.

Преимущества и недостатки

Купольная печь обладает большим количеством положительных сторон:

• Экономия при возведении. При строительстве не потребуется большое количество материалов. К тому же практически все они имеются под рукой.
• Простота. Процесс монтажа с лёгкостью выполняется при наличии чертежа или схемы кладки. В конструкции нет каких-либо сложных механизмов.
• Удобство и простота в эксплуатации. Она неприхотлива к топливу и не требует особого ухода.
• Быстрый и эффективный нагрев. Конструкционные особенности существенно уменьшают время, затраченное на то, чтобы обогреть саму печь.
• Множество вариантов исполнения и оформления. Например, одной из вариаций конструкции является двухколпаковая отопительная печь с водяным контуром.

Помимо положительных имеются и негативные стороны применения данного вида печей:

• Несмотря на эффективность обогрева, не все части печи прогреваются равномерно.
• Конструкция ограничивает возможность введения дополнительного объема воздуха для продува при плохой тяге и малом нагреве.
• Больший, по сравнению с другими видами, расход топлива. Это является самым крупным недостатком, но при правильно рассчитанной схеме отопления это компенсируется.

Принцип действия

До того, как начала применяться колпаковая система для отопления дома, были наиболее востребованы канальные сооружения. Нагретый воздух вместе с отработавшими газами поднимались по каналу вверх, осуществляя нагрев его стенок. Далее дым поступал в дымоход и выводился наружу из-за действия искусственной тяги.

Обратите внимание! Система нагревалась неравномерно и быстро остывала, из-за чего спустя некоторое время нарушалась целостность кладки. Ещё одним недостатком этого способа было большое количество образовывающейся сажи.

При работе колпаковой печки движение горячего воздуха происходит само по себе: его выталкивает новая порция газа. По сути, любая такая система — двухколпаковая печь, так как в ней всегда присутствует два колпака, которые находятся либо рядом, либо друг над другом. В них задерживаются горячие газы. Обе полости соединяются перемычкой, по которой происходит циркуляция горячего воздуха.

Первый колпак отходит непосредственно от топки. Поступающий в него воздух задерживается и не может двигаться вверх. После этого в зависимости от степени нагревания стенок колпака газ либо отдает тепло и охлажденный попадает снова в топку, где повторно нагревается, либо поступает во второй колпак. Вторая полость служит для создания тяги и более равномерного нагрева.

Данная система таким образом сама регулирует температуру и режим горения, увеличивая или уменьшая пламя в зависимости от того, будет направлено движение газа во второй колпак или в топку.

Обратите внимание! Благодаря постоянно находящемуся в контуре горячему воздуху, который не покидает его, пока максимально не отдаст тепло, КПД печки возрастает до 93%.

Основные виды колпаковой печи

Колпаковые печи бывают нескольких видов:

• Двухколпаковые. Один колпак служит для создания тяги, а второй непосредственно для контакта горячих газов с нагреваемой поверхностью.
• Трехколпаковая. Третий колпак уменьшает скорость ход дыма и увеличивает отдаваемое им тепло. Расположение колпаков горизонтальное или вертикальное.

Разновидности

Существует множество вариантов и модификаций колпаковых печей:

• ОИК — отопительная печь с камином.
• ОВИК — отопительно-варочная печь с камином.
• ОВИК БК — отопительно-варочная печь с камином и боковой полочкой.
• ОВИК ЗК — отопительно-варочная печь с камином сзади
• ОВИК Л — камин слева.
• БИК — банная печь.
• РТИК — русская теплушка.

Монтаж своими руками

Монтаж печи проводится в три основных этапа:

• Подготовительный;
• Кладка первого уровня;
• Кладка второго уровня.

Подготовительный этап

Сначала нужно собрать все необходимые инструменты и материалы для возведения печной системы. Для этого понадобится:

• Лопаты (совковая и штыковая).
• Армирующий прут из металла.
• Опалубка.
• Пленка из полиэтилена.
• Цементный раствор (состоит из смеси песка цемента в соотношении соответственно 3:1, вода по требованию).
• Песок.

Далее все действия выполняются поэтапно:

1. Сперва штыковой лопатой копается яма размерами 1,5×1 м, глубина примерно 0,8 м. Нужно стараться сделать края максимально ровными.
2. Низ ямы покрывается слоем песка толщиной 15 см. Так яму нужно оставить на срок до 2 дней. Это нужно для оседания песочного слоя. Такой метод помогает придать дополнительную устойчивость печи.
3. Опалубку можно сделать из старых ненужных досок, идеально — из фанеры.
4. Армирование выполняется стальным прутом средней или чуть меньше средней толщины (это некритично, так как нагрузки невелики).
5. Далее медленно и равномерно заливается раствор. Важным моментом является «помешивание» уже залитого раствора для предотвращения образования в нем пузырьков воздуха. Данное мероприятие позволит максимально увеличить надежность и долговечность фундамента.

Важно: нужно дождаться полного застывания фундамента. Это займет около недели, хотя бывают случаи, когда этот процесс длится до 25 дней.

Кладка первого уровня

На данном этапе понадобится:

• Раствор (глина, вода).
• Стальная пластина.
• Два вида кирпичей: полнотелый и огнеупорный (они могут иметь классическую форму, либо быть декоративными квадратными).
• Болгарка с насадкой для камня.
• Перфоратор.
• Колосник.

Кладка выполняется следующим образом:

1. Перед непосредственно кладкой вниз укладывается фольга. Она будет отражать тепло, направленное вниз. Желательно брать листы фольги шире фундамента.
2. Далее равномерно укладывается кирпич первого ряда. Стенки кладутся ложковым методом в направлении справа налево.
3. На втором ряду нужно поместить поддувало и окно очистки.
4. На четвертом ряду необходимо начать класть перегородку из нижнего отсека в верхний.
5. На пятом ряду применяется огнеупорные кирпичи и устанавливается колосник.
6. Выкладывается топка-камин нашестом ряду.
7. На седьмом начинается кирпичная кладка дымохода.
8. Отсек топки обкладывается огнеупорным кирпичом на девятом ряду вполкирпича.
9. На одиннадцатом кладка топки возрастает до целого кирпича.
10. Далее на двенадцатом ряду производится кладка решетки.
11. Огнеупорным кирпичом производится перекрытие доступа в дымоходы.
12. Пластиной закрываются все ходы в трубы, остается только отверстие, начатое на4 ряду.

Кладка второго уровня

Выполняется так:

1. Следующий ряд сохраняет положение пластины.
2. Далее укладывается начало крыши печи.
3. Снова перерывается выход в дымоход.
4. Устанавливается паросборник.
5. Из полости паросборника создается вытяжка.
6. На трубу ложится пластина-заборник.
7. Перекрывается кирпичом.
8. Выкладывается дымоход, внутренний диаметр которого будет один кирпич.

Отзывы пользователей о колпаковых печах

Александр, Москва: «Уже который год на дачном участке источником тепла и пищи служит двухколпаковая отопительно-варочная печь. Проста в обслуживании и очень эффективна. Небольшим недостатком является неравномерный прогрев».

Татьяна, Вологда: «Заказала возведение печи в частном доме у местного мастера. Всем довольна. Правильный расчет и строительство четко по чертежам привели к тому, что печь идеально равномерно прогревается сама и согревает дом».

Колпаковый тип отопления — универсальное решение, которое способно заменить отопление в тех местах, где это невозможно. Также она может выполнять функции плиты и осуществление горячего водоснабжения.

Колпаковые печи. Двухколпаковые печи и их особенности

Принцип работы и особенности колпаковой печи.

«Печи с системой «свободного движения газов»

— это новый этап, новый уровень в развитии печного отопления»

Кузнецов И.В.

Рекомендуем к прочтению статью «Сухой шов в колпаковой печи»

Идея создания колпаковых печей возникла в конце XIX века, когда стало понятно, что существующие конструкции оборотистых и прочих видов печей исчерпали свой потенциал повышения эффективности работы. Конструкции печей, несущие элементы «колпака» создавались и ранее, но основные принципы создания и работы колпаковых печей в начале ХХ века собрал и сформулировал русский учёный-металург, профессор, член Академии наук СССР В.Е. Грум-Гржимайло. Продолжил изучение и строительство колпаковых печей его ученик Подгородников И.С.

В 60-х годах ХХ века идея конструирования печей по теории свободного движения газов (СДГ) вдохновила ещё одного инженера-изобретателя – нашего современника – Игоря Викторовича Кузнецова.

Имея солидный «печной» стаж, И.В. Кузнецов обобщил богатый теоретический опыт в области СДГ и продолжил работы по усовершенствованию конструкции двухколпаковых печей. Несмотря на солидный возраст он не оставляет конструкторскую деятельность и сейчас. Им спроектировано не менее 300 печей различного вида и назначения. Игорь Викторович ведёт большую просветительскую деятельность — посвящает много времени воспитанию нового поколения высокообразованных печников.

Схематично двухколпаковые печи представляют из себя два стакана, расположенные друг над другом. Топливо сгорает в нижнем, горячие газы отдают ему тепло, переходят в верхний, отдают остатки и выходят в трубу.

В этих печах нет каналов, по которым происходит движение газов за счёт тяги трубы. Горячие газы скапливаются в верхней части первого колпака, остывшие опускаются вниз и через подвёртку уходят во второй колпак. Там процесс повторяется и они покидают печь. Одной из обязательных конструктивных особенностей современных колпаковых печей конструкции Кузнецова является наличие сухого шва в топливнике, системы подачи «вторичного» воздуха и, так называемого, «катализатора» над ним.

Дрова в печи горят при температуре 450-550 градусов С. В печах, имеющих систему оборотов, газы с этой температурой движутся внутри печи и обогревают её. Не сгоревшие в процессе пиролиза вещества оседают внутри печи в виде сажи и смолянистых отложений, впитывающихся частично в кирпич. В «холодные» времена при интенсивной протопке печи они могут вспыхнуть и гореть при высокой температуре. Такое неконтролируемое горение может привести к пожару.

В колпаковых печах газы, имеющие температуру горения дров, считаются условно «холодными» и через сухой шов уходят низом колпака прямиком в трубу. Остальные газы поднимаются вверх, через внутреннюю систему каналов получают воздух (читай – кислород) не участвовавший в горении дров и натыкаются на раскалённый катализатор. Катализатор даёт температурный толчок и смесь горячих газов со свежим кислородом вспыхивает и горит при температуре 950 – 1050 гр С. Газы этой температуры и обогревают колпаковую печь. Именно поэтому КПД колпаковых печей приближается к 90%, в то время, как КПД лучших конструкций «оборотистых» печей стремится к 60%.

Внутри печей, построенных по системе свободного движения газов (СДГ), из-за высокой температуры дожига продуктов пиролиза практически не бывает сажи, чистить такие печи, даже при интенсивном использовании, необходимо гораздо реже, чем печи с «оборотами».

Двухколпаковые печи системы И.В. Кузнецова ещё называют печами с преимущественно нижним обогревом. Горячие газы, прежде чем подняться в во второй колпак, опускаются до самого первого ряда и нагревают его. Конвекция в помещении, где стоит печь, имеет максимальную амплитуду — от пола до потолка. К примеру: в доме с традиционной русской печью конвекция происходит от уровня груди до потолка. А люди вынуждены ходить хоть и без шапок, но в валенках. В доме же с колпаковой печью по полу может ползать голоштанная детвора и никогда не заболеть простудой.

Температура в первом колпаке достигает 650-680 гр С, во втором – 320-350 гр С. Это ещё один огромный плюс, особенно в домах с деревянным потолком – чем ближе к потолку, тем температура печи ниже, тем ниже вероятность пожара.

Преимуществ у печей со свободным движением газов много. Основные из них:

• высокий КПД – 90% и более
• высокая температура горения
• можно использовать любое топливо
• простое обращение ( т.к. всё сгорает дотла, чистить печь можно реже)
• большая теплоёмкость ( в хорошо утеплённом доме, зачастую, хватает одной топки в сутки для поддержания комфортной температуры в доме)
• высокий уровень экономичности
• преимущественно нижний прогрев
• возможность установки котла (регистра) без ухудшения качества печи для регулируемого обогрева воды и/или водяного отопления для удалённых помещений (второй этаж, детская, туалет, ванная, кладовая)
• хорошая тяга при невысокой трубе
• бесконечное множество конструктивных вариаций. Колпаки могут быть любого размера, можно обогревать двух-трёх этажные дома, отопительные, варочно-отопительные, хлебные, печи с низкой лежанкой, со встроенным камином, банные…
• высокий уровень пожарной безопасности
• возможность изменения внешнего вида и внесения элементов декора по желанию заказчика…

Это далеко неполный перечень преимущества двухколпаковых печей Кузнецова перед другими печными конструкциями. Но если Вы хотите иметь в доме «правильную» экономную теплоёмкую безопасную функциональную и к тому же красивую печь – лучше всего обратиться к профессионалу. Он не только поставит Вам Печь, но и будет следить за её судьбой, чистить, при необходимости ремонтировать, а не пропадёт, как поступает куча «одноразовых» печников, обещающих золотые горы за 3 копейки. Печь – это сердце Дома. Здесь, как нельзя кстати английская пословица:

«Мы не настолько богатые люди, чтобы покупать дешёвые вещи».

Автор статьи: Печник Войдаков Евгений.

Печь с хлебной камерой

Когда мы планируем отопление в своём загородном доме, возникает резонный вопрос: какую печь выбрать. Вариантов несколько — об этом чуть ниже. Я вкратце опишу основные, но в сегодняшней статье хочу поговорить более детально только про одну из возможных печей: печь с хлебной камерой.  И мы будем сравнивать её с самым обычным и наиболее распространённым типом: печью с варочной плитой. 

Печи, которые ставятся в жилом помещении подразделяются на:

1. отопительные
2. отопительно-варочные
3. котлы

Отопительные печи

Такая печь, исходя из названия, подразумевает, что она используется только для отопления помещения. У неё есть топка с топочной дверцей и зольник (как правило, хотя бывают ещё печи подовые, без зольника) с поддувальной дверцей. Внешне её можно оформить по-разному, но принципиально в ней то, что на ней нельзя готовить.

Отопительные печи нередко ставят в помещениях, отделённых от кухни или столовой: в спальней комнате, в гостиной, прихожей — в зависимости от назначения. 

Они могут обогревать только один этаж (комнату) или быть двухэтажными (как на рисунке) и греть ещё и помещение второго этажа/мансарды. Последний вариант достаточно редкий — чаще всего для этого просто используют кирпичную трубу, проходящую по второму этажу.

Отопительно-варочные печи

В отличие от отопительной такая печь снабжена дополнительными устройствами для приготовления пищи. Чаще всего это варочная плита, которая располагается над топкой. И нередко у такой печи есть ещё металлическая духовка, встраиваемая сбоку от топки. Ещё могут быть устроены водогрейные коробки, вмазанные в тело печи или стоящие рядом, нагреваемые через специальное колено, идущее внутрь печи.

И есть печи с дополнительной камерой, которая обычно расположена над топкой и служит ряду функций: дожигу топочных газов и приготовлению пищи. Это печи с так называемой хлебной камерой (ХК), хотя, понятно, что там можно не только хлеб печь. Простейший вариант и прототип колпаковых печей — всем известная русская печь, в которой топка и хлебная камера (ХК) представляют собой одно и то же пространство.

Котлы

Это по-сути отопительные печи с встроенным регистром и дополнительным внешним контуром, который служит для отопления тех помещений, куда не достаёт тепло от самой печи. На этом контуре обычно вешают один или несколько радиаторов, по которым теплоноситель выносит из печи тепло.

На рисунке слева от топки изображён выход встроенного регистра, к которому и подсоединяется внешний контур. Нередко его соединяют с тепловым аккумулятором (ТА), заполненным водой или незамерзающим теплоносителем (наподобие автомобильного антифриза). А в сам котёл встраивают электрический ТЭН. Таким образом получается смешанный тип отопления: от электричества и/или от печи.

Разумеется существуют смешанные варианты, совмещающие в себе все три функции: отопление от печи, приготовление пищи, отопление удалённого пространства.

Печь с хлебной камерой (ХК)

Ну и сегодня я хочу обсудить устройства печей с ХК, поскольку они в последнее время всё чаще привлекают внимание заказчиков и пользуются заслуженным доверием.

Чем же они принципиально отличаются от старых добрых печей с варочной плитой? Прежде всего тем, что в таких печах топочный процесс организован более оптимально. Дело в том, что от размеров топки и грамотного её устройства зависит и эффективность работы печи: её экономичность, её комфортность эксплуатации, ладность внешнего устройства и вида.

Для правильного устройства топочного процесса надо, чтобы высота топки позволяла дровам (как впрочем и любому топливу) сгорать наилучшим образом, то есть с выделением максимального количества тепла и наиболее полноценным превращением твёрдого вещества в топочные газы (в идеале вся твёрдая часть должна превратиться в пары воды и двуокись углерода). Напомню, что горят у нас не дрова, а продукты возгонки древесины (органики), переходящей при достаточном нагреве в газообразное состояние. Нагляднее всего это видно на обычной свече: если фитиль не разогреется и не начнёт испарять (воск, парафин), свеча гореть не будет — без фитиля (впитывающего растопленный воск, парафин и потом испаряющая его) свеча не работает. Сколько воск не грей, не загорится. Нужно устройство (фитиль), помогающее запустить процесс.

А как мы знаем самая горячая часть пламени всегда вверху. Поэтому топка должна быть достаточно высокая, чтобы у огня было много пространства, а значит и воздуха (подающего кислород). Для средней топки высота оптимального горения что-то около 80-90 см. Но если мы в печи расположим варочную плиту на такой высоте, она окажется неудобной для работы с нею (потому как у нас есть ещё зольник и вспомогательные ряды до него). Чаще всего плиту ставят на 11-12 ряду, то есть через 2-3 ряда после перекрытия топочной дверцы. Этой высоты достаточно, чтобы дверца надёжно встала, и плита была на удобной высоте.

При этом плита как бы подрезает верх пламени, принимая на себя самую жаркую его часть. Оттого и раскаляется она подчас докрасна, если дрова сухие и жаркие, уже на первой же закладке. Что не очень для неё полезно (чаще трескается), да и не так удобно возиться возле такого пылающего горна.

Есть, правда, одно неплохое решение — это ПДА (печь древних ариев). Где нет зольника (выгадываем по высоте), горение подовое, то есть топка расположена низко, и над топкой устроена камера дожига, позволяющая оптимизировать горение и уменьшать перегрев плиты, которая хоть и располагается на примерно такой же высоте, что и в обычной варочной печи, но оказывается в более подходящих условиях. Подробно я эту печь описал в другой статье. Эта печь хороша тем, что имеет оба варианта: и камеру дожига (нашу ХК) с дверцей, и варочную плиту, которая монтируется при этом ещё и вглубь (а не традиционно поперёк), что также дает возможность удерживать на ней тепло дольше. Но к недостаткам её можно отнести, разве что, низкую топку (не так удобно общаться с нею, сгибаясь в три погибели) и более медленный (подовый) процесс горения, поскольку нет зольника и воздух медленнее взаимодействует с дровами. Правда, иной раз это и преимущество, потому что при подовом горении горят прежде всего верхние части топлива и его сжигание происходит более эффективно (меньше сажи вылетает) и равномерно. Хотя при умелом подходе и в печи с зольником можно также создать вариант подового горения (заглушив поддувальной дверцей приток воздуха снизу, через колосник, и приоткрыв щель в топочной дверце, которые почти всегда имеют такую возможность).

Так вот, печь с ХК — это как раз вариант устройства печи с оптимально налаженным топочным процессом и ещё с возможностью готовить пишу не на перекаленной плите, а внутри камеры дожига — в духовке, расположенной над топкой. Опишу вкратце её устройство.

На этом разрезе (щёлкните по рисунку, чтобы увеличить его) можно рассмотреть подробности её внутреннего устройства. Топочные газы из топки попадают вначале в верхнюю камеру, которая по сути одно целое с топкой, устроена также из огнеупорного кирпича (дающего более быстрый прогрев, по сравнению с красным печным кирпичом) и кроме того помогающего горению тем, что он оказывается (при достаточно сильном нагреве) своего рода катализатором, позволяющем более полноценно выгорать всему, что должно выгореть в сложной смеси газов, возогнанных из твёрдого топлива.

И только после камеры дожига газы попадают в хайло (которое, как правило) расположено симметрично по бокам камеры, а из него уже в первый колпак печи. Тем самым и кирпичи на выходе меньше накаляются и дольше служат (поскольку большая часть тепла забирается шамотным (огнеупорным) ядром (топка+ХК), и появляется возможность камеру дожига использовать как камеру приготовления пищи (или для каких-то иных целей, где требуется высокая температура).

При этом стоит помнить, что ХК держит тепло дольше, чем варочная плита. Что даёт дополнительные возможности. Можно, например, готовить после протопки печи. И времени для этого у вас оказывается больше. Например, протопили печь, закрыли, а после этого взялись за кулинарию. И когда ставим еду в печь, тепла ещё очень много. Можно оставлять горшочек или кастрюлю на всю ночь. Это по сути мини-вариант русской печи, также позволяющей часами томить блюдо в своей утробе. Но печь с ХК (в отличие от русской) может быть весьма компактной.

Правда, стоит учитывать, что чем больше печь, тем дольше она тепло держит (и отдаёт, выравнивая температуру в помещении и уменьшая её перепады между топками). Поэтому совсем маленькая печка с ХК не самый оптимальный вариант отопления. Но где-то подойдёт и она — варианты устройства жилья такие разные!

Словом, обдумывая свою будущую печь, присмотритесь к печи с ХК.

Ну, а обдумав, обращайтесь — сделаем добротную современную печь: и Проект, и саму Печь-красавицу, которая будет долго и исправно служить уюту вашего дома.

Колпаковые печи – особенные печи для дома

Колпаковые печи — термические печи с периодическим функционированием. Применение колпаковых печей было актуально во все времена. Безусловно, эти устройства имеют свои неоспоримые преимущества. Однако некоторые недостаткиколпаковых печей также имеются. Например, их существенный недостаток – большие затраты на топливо для нагрева. Однако, имеются некоторые рекомендации, как можно избежать существенных материальных затрат, касающихся тепловой энергии.

Преимущества колпаковых печей заключаются в максимально равномерном и быстром нагреве. Однако толстостенные печи требуют более продолжительного времени. Толстые стены будут нагреваться несколько дольше, прежде чем повысится температура окружающего воздуха. (См. также: Кирпичная печь своими руками)

Колпаковая печь будет дольше держать тепло, нежели содержащая дымообороты крутая печь. Это происходит из-за особого движения газов внутри колпаковых печей. Чтобы понять принцип этого движения, можно провести небольшой эксперимент и убедиться наглядно. Можно взять граненый стакан из стекла (он будет представлять собой колпак), поднести ко дну стакана зажженную сигарету. Теперь, посмотрите, что дым, исходящий от сигареты, идет струей вверх по стакану, достигает его дна и начинает рассеиваться уже по всему стакану, касаясь его стен, при этом доходя до низа. Таким, образом, происходит полный и быстрый нагрев стакана, то есть колпака.

Аналогичным образом происходит движение паров газа в колпаковых печах. Именно поэтому, отвод дыма в таких устройствах принято устраивать внизу, именно там собираются уже остывшие газы.

После того как топка завершена, теплый воздух будет еще долго сохраняться, даже в том случае, если задвижка не закрыта плотно. Это объясняется тем, что холодный воздух, являющийся по сути тяжелее газов, входит в печь через топливник, и его подъема не происходит. (См. также: Печь во дворе своими руками)

Тяжелый холодный воздух сразу же уходит в каналы отвода, то есть мимо колпаков. Таким, образом, он не уносит нагретый воздух.

Возможность охлаждения исключена за счет, так называемой газовой пробки, находящейся в печи. Поэтому колпак не будет охлаждаться, даже когда в него попадет холодный воздух.

Почему следует обратить свое внимание именно на устройства колпаковых типов?

Чтобы ответить на этот вопрос, достаточно перечислить лишь некоторые, самые основные положения:

1. Более долговременное держание тепла, нежели у прочих устройств отопления;
2. Колпаковая печь не трескается. Следы трещин на них в процессе надлежащей эксплуатации вообще не возникают. Очень важно, чтобы горячая гладка не была связана с холодной;

(См. также: Как сложить печь из кирпича)

3. При правильном сжигании в колпаковых системах, забивка сажей, а так же золой происходить не станет. Здесь важно не допустить процесс догорания во время того, как температура будет уже низкой;
4. Минимальное сопротивление движению легких, то есть, теплых газов;
5. Достаточно легкая конструкция.

Колпаковые печи для металлообработки

Главная функция таких устройств – контролируемая тепловая обработка мелкосортного и листового проката определенного состава, осуществляемая в условиях газовой среды. Особенностью этих печей является то, что изделия в ней нагреваются посредством переносного колпака нагревания. Колпаковые системы обработки металла отличаются по типу обрабатываемого материала. Существуют конструкции, обрабатываемые изделия в виде прутков, листов, а также обрабатываемые рулонные изделия и т.д. Печи могут быть одностопными и многостопными.

После того, как изделия нагреются, происходит перенос колпака с одного стенда на другой. Перенос происходит при помощи крана. На освободившемся стенде происходит охлаждение изделия, совершаемое муфелем. Под муфелем происходит своеобразный теплообмен, который принудительно интенсифицирует газовуя циркуляцию обрабатываемого состава. (См. также: Как сложить печь)

Теория Гидравлики

Колпаковые тепловые установки были изобретены по типу построек гидравлики. Постройка печей была выведена на новую ступень благодаря изобретателю Подгорникову, который полностью сменил концепцию печного строения. Он рассмотрел по-новому движения пламени.

Простая и доступная гидравлическая теория сделала возможным создание колпаковой отопительной системы с её неповторимыми свойствами. Принцип перемещения теплого воздуха за счет его легкости стал основным принципом, по которому сегодня функционируют современные бытовые печи, а также печи — теплушки Подгорникова. Эта тенденция весьма популярна. Пожалуй, лишь установки с так называемыми «оборотами» не функционируют подобным образом.

Горячие газы способны образовывать своеобразный «мешок горячих газов». Образуется такой мешок за счет скопления в печной объем из топливника паров легких газов. Что же касается «холодного мешка газов», то он образуется путем направления тяжелых газов вниз. Холодные газы являются тяжелыми, а горячие легкими. За счет этого и происходит движение и максимально эффективный обогрев с сохранением тепла. (См. также: Простая кирпичная печь своими руками)

Принцип работы колпаковых печей в зависимости от их типа может быть разным. Например, многостопные варианты работают по принципу установки на стенд прямоугольной формы до 8 стоп. Высота стопы достигает 5 метров. Каждая стопа имеет защиту в виде муфеля, который оберегает устройство от вредных продуктов сгорания и перегрева. Каждая стопа может содержать до 5 рулонов, чья масса в совокупности может достигать 180 т. Обогрев колпака происходит посредством газа или электрического нагревателя сопротивления.

Особенности двухколпаковой отопительной системы

Колпак и насадка обеспечивают гарантированный нагрев, нежели «обороты». Это уже успели понять те люди, в чьих домах были установлены оба типа обогревающих печных установок. Таким образом, они смогли почувствовать значительную разницу в их функционировании. У печей с оборотами сопротивление газов более низкое, это не очень хорошо для печей с невысокими трубами.

В данном случае преимущественнее использовать печи двухколпакового типа. Однако, для таких устройств необходима правильная организация системы по сжиганию топлива. Известно, что пламя представляет собой совокупность паров горения и самого горючего вещества. Если же газовые струи будут смешены рационально, будет прекращаться пламенная реакция. Очень важно учесть, что в месте, где завершается процесс горения, обязательно нужно поддерживать максимальную температуру.

Выпущенное пламя в низкотемпературный объем с незавершившейся реакцией горения приведет к скорому охлаждению газов, при этом реакция останавливаться не будет. А это колоссальный вред для печного устройства. Газы, полученные в результате незавершенной реакции, преобразуются в скопления смоляных и сажевых отходов. Эти продукты засоряют печные проходы, таким образом, теплопроводные свойства печи становятся значительно хуже.

Каким образом определяется показатель качества печи колпакового типа?

Если печь греет и вроде бы нормально работает, то это еще не говорит, о том, что она на 100% исправна и качество её гарантированно. Малейшая ошибка мастера при установке может привести к серьезнейшим последствиям в дальнейшем процессе эксплуатации.

Чтобы установить колпаковые печи своими руками, следует иметь опыт в этом деле, иначе быть беде. Непрофессионал не сможет правильным путем определить качество колпаковой печи, а уж устанавливать или ремонтировать её дилетанту и вовсе не стоит.

Определить, исправна ли печь, безопасно ли она работает, можно лишь посредством осмотра устройства специалистом. Но все же ориентироваться в этом вопросе должен уметь каждый владелец колпакового обогревательного устройства.

Очень важный момент, который следует запомнить – после установки колпаковой печи, её ни в коем случае нельзя топить, поэтому качество установки будет затруднительно определить. Однако пользуясь некоторыми советами, можно контролировать этот процесс.

• Нужно, чтобы печь имела так называемые «колодцы», в профессиональной терминологии их называют чистками;
• В случае, когда труба пересекается с потолком в многоэтажном доме, обязательно должна быть проведена разделка в целях пожарной безопасности, своеобразная распушка;
• В качестве строительного материала при кладке следует использовать кирпич шамотного типа. Именно он обладает всеми нужными для функционирования печи качествами;
• Необходимо следить за промежутками кладки. Не нужно делать слишком большое расстояние. Оптимальный промежуток не должен превышать 7 мм.

Очень важно также запомнить, что колодцы не присоединяются к главной кладке. На это стоит обратить внимание во время процесса установки колпаковой печи специалистами. Пусть колодцы будут с отверстиями или же целиком закрыты шамотным кирпичом. В колпаковой печи должно быть установлено не менее двух очистительных отверстий. Сырые печи нуждаются в поддымливании, поэтому этот пункт также необходимо контролировать. Качество на предмет нагрева контролируется ощупыванием печных стен. В том случае, когда печь давно топится, но на её стенах есть холодные участки, это означает, что печь работает ненадлежащим образом. В хорошо установленной печи нагревание стенок происходит равномерно. Однако, нижний пояс всегда нагревается лучше верхнего.

Затраты на топливо

Как упоминалось выше, несмотря на явные преимущества печей колпакового типа, она имеет существенный недостаток – затраты на топливо. Однако их можно существенно сократить, если отапливать печь правильно, то есть не допускать образования сажи и золы в проходах. Такая печь требует бережного к ней отношения.

Неплохой альтернативой колпаковой печи могут служить электрокамины, например, электрокамин Juneau, он не потребует долгого процесса монтажа. Процесс нагрева легко контролируется. Не всегда дешевое топливо в данном случае заменяет обычная электроэнергия. Такой камин заменит функцию печи в квартире многоэтажного дома.

Дровяная отопительная печь с камином, варочной поверхностью своими руками

Несмотря на появление новейших систем обогрева, работающих от электричества или даже солнечной энергии, отопительные печи остаются очень востребованными. Дизайн меняется, конструкция совершенствуется, печи обрастают современными датчиками и системами контроля, но остаются в строю. Причина – дешевизна, автономность и консервативные привычки домовладельцев, любящих как топить печь, так и само ощущение раскаленной печи в холодный зимний вечер. Для обогрева помещения отопительной печью не обязательно наличие электричества и вовсе не нужен газ. Это крайне важно при проектировании отопительной системы в отдаленных районах или в домах, которые непросто подключить к коммуникациям. У отдельных видов печей имеется варочная поверхность, позволяющая готовить на них еду, а не только греть помещение. Современная отопительная печь на дровах или угле не только компактна и эстетична, а может служить настоящим украшением интерьера. Иногда дровяная или угольная печь применяется совместно с водяным отоплением.

Отопительная печь: виды и конструкция

Конструктивно отопительные печи могут сильно различаться, но их основные элементы неизменны:

Отличие канальных отопительных печей – наличие дымовых каналов. В бесканальных их функцию выполняют отдельные камеры.

Основание отопительной печи

Фундамент (основание) отопительной печи предназначено для предохранения конструкции от подвижек грунта и проникновения грунтовых вод. Тяжелые крупногабаритные печи требуют мощного фундамента, что сильно удорожает и усложняет процесс монтажа.

Состав конструкции корпуса дровяной печи также стандартен:

• топливник;
• поддувальная камера;
• перекрыша;
• дверки;
• задвижки.

Через дымоход отопительной печи отводятся продукты горения. Также он создает дополнительную тягу, усиливающую поступление кислорода в камеру горения.

Отопительные печи бывают:

• противоточные;
• прямоточные;

Прямоточные отопительные печиКолпаковая печь

Каждая модель имеет свои особенности эксплуатации, недостатки и достоинства.

Прямоточная отопительная печь

Это наиболее простая в обслуживании и дешевая в монтаже отопительная печь на дровах или другом твердом топливе. Дым из такой печи поднимается по дымоходу вертикально вверх, потому ее и называют прямоточной. Именно такое устройство имеет известная дровяная «русская печь». Такая простая конструкции имеет не только достоинства. Значительная часть тепла сразу же выходит через дымоход вместе с горячими продуктами горения, что снижает эффективность таких печей.

Прямоточные печи

Соответственно, на прогрев помещения прямоточной печью требуется много времени. Прогрев проходит поэтапно: сначала разогреваются стенки печи, потом – воздух в помещении. В такую печь может быть вмонтирована варочная поверхность что дает возможность готовить на них пищу.

Противоточная отопительная печь

В такие печи воздух поступает снизу. После нагрева в камере горения он поднимается по подъемному каналу, где охлаждается и спускается по паре опускных каналов. Эта конвективная система способна обеспечить высокий КПД за счет качественного отбора тепла в помещение. Корпус такой отопительной печи прогревается быстро и равномерно. Извне дровяная печь отделывается лицевым кирпичом либо камнем, что придает эстетичный вид конструкции, позволяет сохранять тепло.

Противоточная печь

Финская противоточная дровяная отопительная печь отводит дым через коренную трубу, при этом имеются дополнительные каналы. Благодаря этому на печь устанавливается варочная поверхность. Недостаток противоточных печей один – сложная конструкция. Сооружение такой печи по силам только опытному мастеру.

Канальная отопительная печь

В вертикальных и горизонтальных каналах, которые имеют данные отопительные печи, эффективно используется тепло, которое прямоточные печи выпускают через дымоход на улицу. Канальная печка имеет «колена», где нагретый воздух меняет направление своего движения. Это замедляет его подъем и выход через дымоход, поэтому нагрев помещения происходит максимально эффективно и быстро.

Канальная печь

Данные отопительные печи имеют недостаток: воздух в каналах может застаиваться, что способствует задымлению. Это особенно вероятно в теплый период. Поэтому канальные печи обычно имеют дополнительные контуры, позволяющие перевести печь в режим прямоточной топки («летний» режим). Переключение режимов происходит задвижками, перекрывающими ход воздуха в каналах.

Не все знают как топить печь с вертикальными каналами. При растопке лучше перевести печь на «летний» режим, что усилит тягу. После разгорания огня можно передвинуть задвижки и перевести печь в «зимний» режим.

Более проста для растопки конструкция печи с горизонтальными каналами. Воздух в них не застаивается и вопрос «как топить дровяную печь?» не вызывает затруднений. Их можно разжигать без переключения режимов и не бояться задымления помещения. Поэтому такие печи отопления более популярны среди домовладельцев.

Совет: «Как лучше топить дровяную печь, если пропала тяга? Попробуйте положить на заслонку немного щепок и сжечь их. Горение образует тягу, что обеспечит доступ кислорода в основную камеру горения печи».

Канальные отопительные печи оборудуются дополнительными щитами в дымоходах, что делает путь прохождения воздуха более извилистым. Это сильно повышает теплоотдачу.

Канальные отопительные печи, которые топят углем или другим твердым топливом, более предпочтительны, чем прямоточные и быстрее прогревают дом. Их недостаток в виде сложности обслуживания и трудоемкости монтажа компенсируется высоким КПД и пониженным потреблением угля или дров.

Колпаковые отопительные печи

В этих печах нагретый воздух поднимается вверх, к колпаку из кирпича. В нем он постепенно остывает и вытесняется в дымоход новыми горячими потоками, поднимающимися из камеры горения. Такая конвекционная конструкция обеспечивает максимальный КПД. Колпаковая печь способна быстро и равномерно прогреть воздух в помещении. Наиболее эффективны конструкции, имеющие двухъярусный колпак.

Колпаковая печь

Потенциально, колпаковые печи взрывоопасны. Это связано с возможностью накопления в колпаке несгоревших газов, которые вполне могут резко воспламениться и устроить довольно точное подобие взрыва. На практике это случается крайне редко. Взрыва можно наверняка избежать, если знать как топить колпаковую печь, не сокращать поступление воздуха до количества, при котором невозможен нормальный процесс горения в топочной камере. Особенно мала вероятность взрыва, если колпаковая печь топится коксом или качественным углем. Несколько взрывоопасна (из-за особенностей горения дерева) только печь, работающая на дровах.

Двухколпаковая печь

Формы и габариты отопительных печей

Различаются толстостенные и тонкостенные отопительные печи. Толщина стенок у печей первого типа до 7 см, у второго – более 12 см. Первые существенно быстрее прогреваются и намного лучше отдают накопленное тепло. Достоинства вторых – большая теплоемкость и инерционность, не допускающая резких перепадов температуры в комнате.

Чтобы полностью прогреть массивную толстостенную печь необходимо более 3 часов. Легкие тонкостенные конструкции прогреваются не более 2 часов. Их высокая теплоотдача повышает КПД, но они практически неспособны аккумулировать тепло. Поэтому стоит огню погаснуть – помещение начинает стремительно остывать.

Примечание: При работе разогретой печи температура газов, выходящих в дымоход повышается, тем самым снижая КПД.

Размеры и форму конструкции отопительной печи стоит выбирать по таким показателям:

• финансовые возможности;
• расположение печи в помещении;
• требуемая теплоемкость сооружения;
• допустимые значения КПД и теплопотерь.

Самыми простыми являются прямоугольные отопительные печи. Можно использовать и другие конструкции: угловую, круглую, многоугольную или Т-образную. Именно последняя, оборудованная кирпичным отопительным щитком, лучше всего подходит для отопления большого помещения.

Т-образная отопительная печь

Также отопительные печи различаются по этажности – одно- и двухэтажные сооружения. Последние – лучший выбор для отопления двухэтажных частных домов. Такие печи многофункциональны и успешно используются для одновременного обогрева дома и приготовления пищи. Причем их схема лишь немного сложнее одноэтажных печей. Единственное существенное различие – количество кирпича и других материалов, необходимых для сооружения такой печи.

Об особенностях кладки отопительно-варочной печи

Отопительная печь-камин

Особняком стоят гибридные конструкции, включающие в себя камин и отопительную печь. Они предназначены для отопления дома, приготовления пищи на варочной поверхности и создания уютной комфортной обстановки в доме. Камин отличается видом открытого огня, что позволяет расслабиться и успокоиться. Многие считают что камин способен на большее – позволяет достичь состояния гармонии и умиротворения во время созерцания огня в холодный осенний или зимний вечер. Живое тепло, которое дарит пламя, издревле способствует улучшению физического и психического самочувствия. Именно поэтому так ценится камин в частном доме.

Печь-камин с отделкой

Многофункциональная дровяная печь-камин имеет две топки и пару дымоходов. Благодаря этому можно использовать камин и печь независимо друг от друга. Конструкция такого сооружения очень громоздкая и тяжелая, если сравнивать с обычными печками. Поэтому сооружение печи-камина с плитой требуется мощный фундамент и большая свободная площадь внутри дома. Поэтому ее проект необходимо включать в проект строительства дома. Иначе можно столкнуться с серьезными неудобствами, сопровождающими коренную переделку помещения под печь-камин.

Примечание: Важно: тяга во внутренних дымоходах выше, поэтому для камина лучше предусмотреть именно внутренний дымоход.

Рекомендации по монтажу дымохода

Материалы для печей

Наиболее распространены кирпичные отопительные печи, имеющие декоративную облицовку. Также применяются изразцовые, бетонные и металлические печи с плитой. Для последних применяется сталь или чугун. Изразцовые печи – самые красивые, не требующие внешней отделки, но для их сооружения необходимо привлечение специалистов высокого уровня. Их непросто сложить своими руками. Такие печи отличаются большой теплоемкостью. Приобретаются они готовыми комплектами, требующими сборки.

Изразцовая печь

Печи из металла быстро отдают тепло, но и быстро остывают после прогорания дров. Это приводит к перепаду температуры, некомфортному для жилых помещений. Поэтому их применяют на промышленных объектах и складах. Также они подойдут для обогрева хозпостроек, бань и гаражей в частном домовладении.

Металлическая печь

Часто отопительная печь имеет декоративную отделку. Повышающую эстетическую привлекательность. Это может быть плитка, изразцы, штукатурка или футляры из стали.

Для самостоятельного сооружения печи необходимы:

• цемент;
• песок;
• глина;
• известь.

Также нужны вспомогательные материалы:

• стальная полоса;
• уголок;
• проволока;
• войлок;
• листы и крошка асбеста.

Камин, голландка или традиционная русская печь? Как и чем топить печь? Будет ли печь работать только на дровах, или возможно использование другого топлива? На сколько важна эффективность отопления? На эти вопросы следует ответить еще на стадии выбора типа и размера печи. Это позволит подобрать печь, оптимально подходящую для вашего дома. Если у вас недостаточно знаний и опыта в печном ремесле, лучше обратиться к специалистам, которые разработают проект согласно ваших пожеланий, возведут и запустят печь. Отопительная печь с плитой – важный элемент дома с точки зрения комфорта проживания и безопасности. Поэтому лучше не экономить на ее проектировании и сооружении.

Круглая металлическая печь белого цвета

Описание работы металлической печи «Ферингер»

колокольных печей | Nutec Bickley

Колпаковые печи

идеальны для низкотемпературных процессов сушки или спекания в различных конфигурациях.

Доступны различные методы подъема колокола в зависимости от требований и планировки каждого клиента.

Колпаковые печи обычно используются для периодических или периодических процессов.В основном они используются для термообработки, хотя их также можно использовать для процессов спекания при низких температурах или для сушки.

Груз / продукт нагревается внутри подвижной крышки или купола, который можно снять с помощью ходового подъемника. В качестве альтернативы мы можем спроектировать автоматический подъемный механизм в соответствии с требованиями заказчика.

Мы поставляем колпаковые печи для температур от 900ºF (480 ° C) до 2200ºF (1200 ° C)

Преимущества колокольных печей

• Обычно колпаковая печь может менять положение или основание с целью повышения производительности, поскольку при наличии двух оснований она дольше остается в рабочем состоянии.Пока одна загрузка обрабатывается, другая будет охлаждать или загружать / выгружать, оптимизируя использование печи.
• Низкие эксплуатационные расходы благодаря отсутствию механизмов или движущихся частей в печи. Техническое обслуживание ограничивается оборудованием для горения и управления.

Отрасли или процессы, в которых используются колпаковые печи

колокольных печей | Аптон Индастриз

С электрическим или газовым обогревом

Upton производит колпаковые печи для электрических или газовых нагревательных систем.Конструкция систем обогрева обеспечивает защиту нагрузок от вредного воздействия прямого лучистого тепла или столкновения пламени при одновременном обеспечении эффективного равномерного нагрева нагрузок.

Системы электрического отопления

В электрических печах

используются электрические нагреватели резистивного типа различных типов для поддержания целостности атмосферы печи и теплового КПД. Нагреватели могут поставляться либо со стандартным проводом с открытым сопротивлением, либо с байонетным / излучающим контуром в зависимости от конкретного применения печи, предполагаемой атмосферы и / или предпочтений заказчика.Контроллеры мощности SCR с диагностическими дисплеями, установленными на дверце панели управления, являются стандартными для печей Upton, с возможностью интеграции систем ПЛК и ПК. Системы отопления предварительно смонтированы на заводе в соответствии со стандартами NEC и NFPA, и все оборудование перед отправкой проходит заводские испытания.

Системы газового сжигания

В газовых печах

используются газовые горелки с прямым газовым обогревом или с радиантными трубками для поддержания целостности атмосферы печи. Герметичные системы горелок могут поставляться либо со стандартной трубкой, либо с односторонним рекуперативным сжиганием, в зависимости от предпочтений заказчика.Твердотельные системы контроля пламени с диагностическими дисплеями, установленными на дверце панели, являются стандартными для печей Upton, с возможностью интеграции систем ПЛК и ПК. Системы сжигания готовятся на заводе-изготовителе в соответствии со стандартами FM, IRI и NFPA, где это применимо, и все оборудование перед отправкой проходит заводские испытания.

Системы рециркуляции тепла

В печах

Upton используются вентиляторы картриджного типа из легированной конструкции для рециркуляции атмосферы печи, что обеспечивает однородность температуры с жесткими допусками.Рециркуляционные вентиляторы расположены внутри камеры статического давления из нержавеющей стали, расположенной в верхней части камеры нагрева печи, интегрированной с системой газового или электрического нагрева, чтобы исключить возможность прямого нагрева рабочих нагрузок. Боковые боковые воздуховоды используются для ввода топочной атмосферы в рабочую зону под рабочей нагрузкой с рециркуляцией и перераспределением через входное отверстие камеры вентилятора.

Электро / механическая подъемная система

В печах

с подъемным механизмом Upton используется жесткая конструкция надстройки с загрузкой пола с положительными направляющими для плавной работы.Подъемный механизм разработан с системой электромеханического типа, в которой используются приводы с шарико-винтовой передачей.

Разработано и спроектировано по индивидуальному заказу

Наши собственные разработки и производство позволяют Upton проектировать печи и системы по индивидуальному заказу в соответствии с технологическими процессами и требованиями заказчика, вместо того, чтобы пытаться предоставить вам стандартное предварительное проектирование оборудования, как это попытаются сделать некоторые из наших конкурентов. Последующее техническое обслуживание доступно для всех систем термического процесса Аптон.

Наши Engineered Thermal Solutions обеспечат гибкость в производительности вашего производства.

Электрическая колпаковая печь для термообработки с локальным послепродажным обслуживанием высокой мощности

Откройте для себя широкий спектр высококачественных, эффективных и надежных. Электрическая колпаковая печь на Alibaba.com для различных коммерческих и промышленных требований к плавке. Эти эффективные продукты на месте не только эффективны, но и чрезвычайно надежны и достаточно прочные, чтобы прослужить долгое время.Файл. Электрическая колпаковая печь отличается термостойкостью, импровизированными модернизированными процессами плавки для выполнения точных качественных работ и также широко популярна среди торговцев золотом. Эти. Электропечи с колпаком предлагаются на сайте ведущими поставщиками и оптовиками по конкурентоспособным ценам и сделкам.

Профессиональное и оптимальное качество. Электрическая колпаковая печь на месте изготовлена ​​из высококачественных материалов, таких как металлы, с длительным сроком службы и устойчивой к любым видам использования.Эти продукты доступны с различными типами печей и оснащены точным контролем температуры. Файл. Электрическая колпаковая печь на этом участке оснащена прочным корпусом, имеет водяное охлаждение, функции распылительного охлаждения и автоматическую систему управления ПЛК. Купите это. электрическая колпаковая печь здесь, чтобы максимизировать вашу производительность и это тоже с точки зрения энергоэффективности.

Alibaba.com предлагает несколько вариантов. электрическая колпаковая печь различных размеров, форм, цветов, характеристик и типов печей, таких как дуговая печь, сушильная печь, печь отжига и многие другие.Эти прибыльные и продуктивные. Электрическая колпаковая печь благодаря своей эффективности и экологичности идеально подходит для сталелитейных заводов и отдельных производственных компаний. Эти продукты просты в установке и недороги в обслуживании. Эти. Электропечи с колпаком оснащены мощными термостойкими двигателями, которые помогают добиться оптимальной производительности и снизить затраты на рабочую силу.

Просмотрите отдельные категории. электрическая колпаковая печь доступна на Alibaba.com и покупайте эти продукты в рамках своего бюджета и требований. Эти продукты имеют сертификаты ISO, CE и доступны как OEM-заказы при оптовых закупках. При покупке этих продуктов предлагается квалифицированное послепродажное обслуживание.

Окончательная приемка 6 колпаковых печей для отжига, выпущенных Атакашем ‹Danieli

Турецкий производитель стали Атакаш выпустил окончательную приемку для шести колпаковых печей для отжига, эксплуатируемых в Искендеруне.

Поставка включала добавление шести новых оснований (три колпака печи и три колпака охлаждения) к существующей восьмипозиционной линии BAF, установленной и запущенной компанией Danieli в 2018 году, а также всего комплекса холодной прокатки полосы.

Модернизированный завод теперь способен обрабатывать отожженный листовой прокат из холоднокатаной углеродистой стали высшего качества для общего и автомобильного рынка — качества CQ, DQ, DDQ и EDDQ в соответствии с соответствующими международными стандартами.

Максимальный диаметр рулонов — 2000 мм, при толщине полосы от 0,3 до 2,0 мм.

До пяти змеевиков (100 тонн) загружается на обрабатывающую базу, которая закрыта внутренней крышкой из нержавеющей стали, которая поддерживает идеально герметичную рабочую атмосферу.

Рабочая атмосфера продувается азотом, затем заполняется водородом, который используется для ускорения нагрева и охлаждения, защиты поверхности змеевика от окисления и обеспечения яркости.

Нагревательный колпак расположен на основании для запуска фазы нагрева и выдержки цикла с достижением температуры металлургического превращения (до 750 ° C) с равномерностью +/- 10 ° C.

Нагревательный колпак снимается вместе с краном, а затем над внутренней крышкой помещается специальный охлаждающий колпак, чтобы сократить время охлаждения до минимума и увеличить производительность.

В конце цикла (обычно в общей сложности 35/40 часов) обработанный змеевик имеет отличные механические / металлургические свойства, однородность между поверхностью и центром рулона.

Все параметры процесса, а также функции безопасности управляются системой управления Danieli Automation.

Контрактные показатели, включая потребление и выбросы, были выполнены.

Этапы монтажа и ввода в эксплуатацию были оптимизированы, поэтому остановка завода для интеграции новых баз была сокращена до двух недель.

Типы колпаковых печей | Elebia Blog

Elebia »Типы колпаковых печей

12 января, 2018

Типы колокольных печей

Колпаковые печи необходимы, когда производственный процесс, для которого они используются, требует закрытой атмосферы. На рынке представлены различные типы колпаковых печей, и процесс, для которого требуется печь, может быть науглероживанием, ферритным нитроцементацией (FNC) или мягким газовым азотированием (NSF). Но надо понимать, что не все колпаковые печи устроены одинаково.

Эти печи требуются, когда производственная нагрузка на этом конкретном заводе или заводском банке семян очень высока. Они не обрабатывают небольшие партии. Хотя они могут иметь общую форму колокола, все они могут питаться несколькими разными способами. Теперь мы рассмотрим различные типы колпаковых печей, чтобы прояснить этот вопрос.

Обзор типов колпаковых печей

Как упоминалось выше, существует несколько различных типов колпаковых печей. У всех есть свои положительные и отрицательные стороны.Типы колпаковых печей, если они относятся к процессу нагрева, следующие:

• Колпаковые печи с электрическим обогревом. Печи, работающие от электричества, часто считаются более энергоэффективными, чем электропечи, работающие на газе. Это может быть так. Однако решение об установке газовых или электрических печей часто мотивируется другими соображениями, а не экономией денег. Процесс, который будет осуществляться, является главным соображением.
• Газовая колокольня печь. Это обычно считается менее эффективным, чем печь с электрическим приводом, но, как упоминалось выше, выбор печей с газовым или электрическим приводом зависит от типа процесса, для которого требуется колпаковая печь. В зависимости от процесса лучше использовать газ или электричество.
• Системы тепловой рециркуляции в колпаковой печи. Если эта особенность присутствует, то печь более экономична и менее подвержена потерям тепла.Что делает продукт более эффективным и экономичным. Что лучше как для окружающей среды, так и для клиента.

Установка колпаковых печей

Одним из самых сложных вопросов при установке колпаковых печей является перемещение оборудования в правильное место и положение. Эта работа сама по себе является инженерным подвигом. Топка не будет легкой и ее размещение доставит производителю головную боль. Вот почему подъемный крюк elebia NEO для колпаковых печей является таким подарком.Этот специально разработанный крюк гармонично сочетается с краном и поддерживает печь и ее вес. У него также есть ум, чтобы правильно поднять колпак в вертикальное положение. Это умное решение серьезной проблемы. Крюк достаточно прочен, чтобы выдержать вес печи, а также обладает прочностью и маневренностью, чтобы поставить колпак в правильное положение. Это поможет операторам выполнять свою работу гораздо эффективнее, экономичнее и безопаснее.

Проблема безопасности

Колпаковые печи поднимают десятки раз каждый день, от одного конца до другого, чтобы завершить производственный процесс.Каждый подъем колпаковой печи сопряжен с рядом рисков, присущих работе. Операторы должны работать с безопасного расстояния в диапазоне повышенных температур, который выдерживают эти устройства, что подразумевает ограниченную видимость точки подъема колпаковых печей, поскольку она находится по центру на очень большой высоте. В довершение всего, подъемные крюки, которые используются в процессе подъема, не оснащены предохранительной защелкой.

Давайте не будем обманывать наших служителей: все знают, что при транспортировке колпаковых печей произошло больше несчастных случаев, которые мы хотели бы признать, из-за трудностей, связанных с обращением с этим устройством … Но только потому, что риски существуют, это не означает, что с ними нельзя иметь дело.

Информационный бюллетень

Подпишитесь на нашу рассылку и получайте последние новости от elebia

Решение

Подъемный крюк NEO20 для колпаковых печей был спроектирован, как и остальные наши продукты, под надежным принцип: следовательно, нельзя уронить подвешенный груз. Безопасность прежде всего!

Подъемный крюк автоматически ориентируется, гарантируя, что он правильно расположен на точке подъема, обнаруживает, что груз находится в нужном положении, и закрывается автоматически, без дополнительных манипуляций.После закрытия его наконечник образует замкнутую петлю вокруг точки подъема, система закрытия закрывается, и колпак готов к подъему.

NEO20 идеально подходит для больших точек подъема (до 100 мм Ø) и позволяет дистанционно включать и снимать груз. Дополнительные функции, такие как режим автоматического закрытия и светодиодный индикатор состояния, только добавляют дополнительные меры безопасности, чтобы гарантировать, что процесс подъема этих устройств выполняется в наиболее безопасной и контролируемой среде.Таким образом, можно утверждать, что специально разработанный подъемный крюк для колпаковых печей сэкономит время и деньги отрасли, повысив эффективность и рентабельность.

Но, что наиболее важно, он представляет собой самое разумное и безопасное решение рисков, связанных с подъемом колпаковых печей.

Продукция для вашей компании

Откройте для себя подъемный крюк NEO20

Навигация по сообщениям

Праймер для печи.qxp

% PDF-1.6
%
190 0 объект
>
эндобдж
174 0 объект
>
эндобдж
175 0 объект
> поток
2008-11-07T15: 00: 22ZPScript5.dll Версия 5.22008-11-19T11: 06: 16-05: 002008-11-19T11: 06: 16-05: 00application / pdf

Пользователь

Печь Primer.qxp

Acrobat Distiller 4.05 для Windows

конечный поток
эндобдж
282 0 объект
> / Кодировка >>>>>
эндобдж
176 0 объект
>
эндобдж
171 0 объект
>
эндобдж
169 0 объект
>
эндобдж
170 0 объект
>
эндобдж
172 0 объект
>
эндобдж
173 0 объект
>
эндобдж
67 0 объект
> / ColorSpace> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / ExtGState >>> / Type / Page >>
эндобдж
78 0 объект
> / ColorSpace> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] / ExtGState >>> / Type / Page >>
эндобдж
83 0 объект
> / ColorSpace> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC] / Properties> / ExtGState >>> / Type / Page >>
эндобдж
84 0 объект
> поток
HWr
} ǑC ݏ V $ J # JbCz7 $ d`
.-K @

Колпаковые печи | Thermochem Furnaces Pvt Ltd

Колпаковые печи

обеспечивают гибкую и эффективную работу в различных областях термической обработки. Высокая скорость нагрева, большая грузоподъемность и надежная работа помогут вам достичь быстрого производственного цикла и высокой производительности. Печь очень проста и экономична в эксплуатации и доступна в широком диапазоне размеров.

Диапазон применения: до 1250 ° C в эндотермической, экзотермической или азотной атмосфере.Эта печь позволяет эффективно и экономично выполнять различные задачи термообработки. Эта печь отличается от печи челночного типа. Колокол — это вертикальный подъемно-опускающийся тип с хорошей герметизацией. Подъем и опускание осуществляется электромеханической системой с мотор-редуктором и системой противовеса.

Материал загружается на под вагона. Загрузка и выгрузка материалов с помощью ручных систем. Автоматическое регулирование температуры печи с помощью температурного программатора, ПИД-регулятора температуры.

Печь с тележкой

с колпаком подходит для работы, загрузки, разгрузки, надлежащего уплотнения и энергоэффективности по сравнению с печью с челночной печью.

Функции

• Элементы с низкой удельной мощностью для длительного срока службы
• Камера для удобной загрузки
• Полностью смонтированная отдельно стоящая панель управления с выключателем
• Регулятор мощности SCR
• Изоляция блока из керамического волокна снижает энергопотребление и повышает производительность и эффективность с более быстрым термоциклированием и уменьшенными тепловыми потерями
• Направляющие стойки для обеспечения надлежащего выравнивания нагревательного колокола на основании

Параметры

• Контроль углерода с кислородным зондом
• Механизм подъема и откатывания раструба обогрева с электроприводом
• Экзотермические расходомеры газа
• Азотно-метанольная атмосферная система
• Резервное основание для предварительного нагрева и установки нагревательного колокола, когда оно не используется
• Верхний рециркуляционный вентилятор

.

Анализ большого угла наклона в системе с двойным колпаком на распределение материала шихты и деформацию слоев в мини-доменной печи производительностью 250 тонн / день с использованием модели твердых частиц

[1] Министерство энергетики и минеральных ресурсов.Исследование спроса на минеральные ресурсы. Джакарта: Центр данных и информации Министерства энергетики и минеральных ресурсов, (2016).

[2] Санди и С.Пинтованторо, Изучение влияния соотношения отложенной меди и угля на температуру проводится в мини-доменных печах, Диссертация на кафедре материаловедения и металлургической инженерии инженерного факультета. Промышленные технологии, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Сурабая (2014).

DOI: 10.23939 / chcht12.04.543

[3] Ф.Абдул и С. Пинтованторо, Изучение влияния соотношения исходных материалов на процесс плавки минералов карбоната меди с использованием мини-доменной печи (MBF), Диссертация кафедры материаловедения и металлургической инженерии инженерного факультета. Промышленные технологии, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Сурабая (2014).

DOI: 10.5614 / j.eng.technol.sci.2016.48.6.3

[4] Бисвас, А. Принцип доменного чугуна. Autralia: Университет Квинсленда (1981).

[5] Ю., Ю.Дан Саксен, Х., Экспериментальное и ЦМР исследование сегрегации частиц тройного размера в модели верхнего бункера доменной печи., Chemical Engineering Science, Vol. 65, 5237-5250, (2010).

DOI: 10.1016 / j.ces.2010.06.025

[6] Митра, Т.Дэн Х. Саксен, Модель для быстрой оценки программ загрузки в доменную печь, металлургические операции и операции с материалами B, vol. 45, 2373-2394, (2014).

DOI: 10.1007 / s11663-014-0156-2

[7] Гердес, М., et. др .. Современное доменное чугуноплавление. Беланда: IOS Press BV., (2015).

[8] Наг, С., С. Басу дан А. Б. Ю. Статический подход к моделированию коллапса кокса в доменной печи. Производство чугуна и стали, т. 36, 509-514, (2009).

DOI: 10.1179 / 174328109×443338

[9] Д.Цай, Ч. Ло, Дж. Дженг и Ч. Хо., Исследование распределения нагрузки в доменной печи с бесколлекторным верхом, Журнал Китайского института инженеров, т. 11, 199-205, (1988).

DOI: 10.1080 / 02533839.1988.9677057

[10] С.Ву, Ч. Фу, Ч. Лю, X. Цзянь и М. Коу, Модель обрушения кокса и закон изменения профиля обрушения для доменной печи без раструба, Журнал исследований железа и стали, Международный, том 8, 8-12, (2011).

DOI: 10.1016 / s1006-706x (12) 60014-4

[11] Анонимный.Устойчивость склона. Инженерный корпус армии США, Тех. Отчет EM 1110-2-1902, (2003).

Электропечь водородная двояковыпуклая СГЗЭ-2.4 / 15-2

Печь используется в различных термических процессах (отжиг, спекание и т. Д.) При температурах до 1500 ° С и малых газовых выбросах, где отсутствует взаимодействие остаточных газов с компонентами печи в атмосфере чистого водорода или влаги. формиргаз (смесь азота и водорода).

Печь предназначена для использования в помещениях, соответствующих требованиям «Межотраслевых правил безопасности труда при термической обработке металлов» ПОТ ПМ РМ-005-97.

Технические характеристики водородной электропечи двуколпаковый СГЗЭ-2.4 / 15-2

	SGZE-2.4 / 15-2
Установленная мощность, кВт	30
Установленная мощность электронагревателей печи, кВт	30
Максимальная температура в рабочей зоне, ° С	1500
Равномерность температуры в рабочей зоне печи при максимальной температуре, ° С	10
Стабильность регулирования заданной температуры системой автоматического регулирования нагрева,%	1
Размеры рабочей зоны печи, Д x В, мм (2 вертикальные камеры)	200×400
Масса заряда для каждой камеры, не более, кг	20
Предельное положительное давление в камере нагрева печи, Па (мм ч)	392.0,588 (40 … 60)
Газовая система топки обеспечивает выход и измерение расхода азота и водорода, л / час в каждой камере	До 400
Вакуум, обеспечиваемый системой вакуум в камерах печи, не менее, Па (мм ч)	1 (1×10 -2 )
Температура наружных поверхностей топки, не более	45 ° С
2	0,4
Номинальное напряжение питающей сети, В	380/220
Частота номинальная, Гц	50
Количество фаз нагревателя печи	1
Расход охлаждающей воды печи, м 3 / час	2,5
Размеры печи, Д x Ш x В, мм (не более) – печь – пульт управления – трансформатор	1800 х 1500 х 1850 645 х 590 х 1605 255 х 580 х 470
Масса, кг – печь – пульт управления – трансформатор
Срок службы расчетный при односменной работе, лет	5

---

Наша компания ООО «Призма» может спроектировать и изготовить промышленные водородные электропечи по Вашим требованиям.Сообщите нам требуемые параметры печи: температура, рабочая атмосфера, размеры рабочей зоны, вес загрузки и т. Д., И печь будет специально разработана в соответствии с вашими требованиями.

Колпаковая печь для спекания

---

Колпаковая печь для спекания для циклической работы высокотемпературной печи для спекания, револьверная головка Тайвань с гидравлической системой ножниц или винтовой подъемной системой. Может использоваться для керамических наконечников из диоксида циркония, керамических фильтров, корпусов сотовых телефонов и других продуктов для спекания.

Колпаковая печь для спекания Основные цели:
Подъемная колпаковая печь с двумя тележками 1400 ℃, подходящая для металлических материалов, процесса термообработки, электронных компонентов, порошковой металлургии, магнитных материалов и других изделий из пластика, предварительного обжига и обжига, закалки и темперирование. Лаборатории университетов, промышленных и горнодобывающих предприятий лаборатории химического анализа, определения физических свойств металлов, керамики, таких как спекание и плавление.

Колпаковая печь для спекания Характеристики:
1 система теплоизоляции
Нагрев с использованием высококачественного кремниево-углеродного стержня в качестве нагревательного элемента, долгий срок службы, простота замены и обслуживания; Материал печи из высококачественного поликристаллического глинозема, хорошая теплоизоляция; Печь с двойной оболочкой, структура с воздушным охлаждением, вся машина красивая, температура поверхности тела без горячего ощущения
2 система контроля температуры
Контроль температуры с использованием интеллектуальной системы контроля температуры PID, процесс нагрева 30 программируемый автоматический контроль; Эксплуатация Kunlun Winton 7-дюймовый сенсорный экран, динамический дисплей кривой нагрева, встроенная функция безбумажного регистратора, можно найти исторические данные по нагреву, запросы, хранение, Облегчение доработки промышленных систем погрузочно-разгрузочные работы; контроль доступа к автомобильным путям, гидравлический плавный доступ к нагревательной печи для подъема грузовых автомобилей; конструкция днища кабины опорная плита днища, удобная очистка от шлака
4 система измерения температуры
Измерение температуры с помощью платиновой и родиевой термопары S-типа Температура, бронированное соединение, длительный срок службы
5 впускная выпускная система
Управление впускным воздушным клапаном, защитный газ через клапан в печь, выхлоп через верхнюю часть выпускного отверстия печи, конструкция выпускного клапана крыши вручную открывает и закрывает клапан для управления скоростью выхлопных газов; расходомер на входе внешний поплавковый

---

Свяжитесь с нами

Пожалуйста, отправьте нам свой запрос о настройке других типов печей или связанные вопросы о вакуумных печах.Мы ответим вам немедленно. Спасибо.

различных печей, которые можно использовать для термообработки зубчатых колес

Термическую обработку шестерен можно проводить в различных типах промышленных печей, каждая из которых имеет свои уникальные характеристики. Эта статья посвящена сходству и различию каждого из этих стилей.

Классификация печей для термообработки

Печи для термообработки можно разделить на две основные категории: периодические и непрерывные.Принципиальная разница между этими двумя стилями заключается не в материалах, из которых они изготовлены, хотя есть некоторые различия, обусловленные внутренними требованиями к дизайну. Вместо этого ключевое различие заключается в том, как рабочие нагрузки размещаются в установках и как они взаимодействуют с атмосферой внутри печей.

Кроме того, существует два (2) основных источника энергии для обогрева оборудования, а именно (природный) газ и электричество. Альтернативные источники энергии, такие как нефть и другое углеводородное топливо (например,грамм. пропан, смеси пропана и бутана). Печное оборудование для термообработки можно разделить на печи (атмосферные и вакуумные), печи и применяемые энергетические методы (пламя, индукция, лазер). Печи можно классифицировать по ряду направлений, как показано в Таблице 1.

Таблица 1: Классификация печей.

Печи периодического действия

Установки

периодического действия (рис. 1) обрабатывают широкий спектр зубчатых колес и, как правило, связаны с большими и тяжелыми рабочими нагрузками, обрабатываемыми в течение длительных периодов времени. В блоке периодического действия рабочая загрузка обычно является стационарной, так что взаимодействие с изменениями в атмосфере печи осуществляется в условиях, близких к равновесным.

Рисунок 1: Типичные печи периодического действия.

Типы периодических печей включают:

• Колокольные печи
• Коробчатые печи
• Печи с подомом
• Печи с подъемным подом
• Печи с псевдоожиженным слоем
• Портальные печи
• Механизированные коробчатые печи (также называемые «закрытыми закалочными печами», «встроенными закалочными печами» или «печами на входе и выходе»)
• Шахтные печи
• Соляные печи
• Сплит или циркуляционные печи
• Подъемные печи
• Вакуумные печи

Из всех типов периодических печей наиболее распространенными являются закалочные печи со встроенным замком.Многие различные типы шестерен (рис. 2) закалены и цементированы (т.е. науглерожены или карбонитрированы) в этих типах узлов из-за гибкости цикла. Эффективная (50 HRC) глубина корпуса до 0,060 дюйма (1,5 мм) является обычным явлением, хотя, безусловно, возможны более глубокие корпуса.

Рисунок 2: Типичная загрузка встроенной закалочной печи с синхронизацией.

Печи непрерывного действия

Печи непрерывного действия (рис. 3) характеризуются тем, что рабочая нагрузка тем или иным образом перемещается, и среда, окружающая рабочую нагрузку, резко меняется в зависимости от положения рабочей загрузки.

Рисунок 3: Типичные печи непрерывного действия. (Фотография любезно предоставлена ​​Surface Combustion, Inc.)

Типы печей непрерывного действия включают:

• Ленточные печи с литым звеном
• Горбатые печи;
• Печи с сетчатым конвейером
• Печи монорельсовые
• Толкательные печи
• Печи с роликовым подом
• Печи барабанные вращающиеся (ретортные)
• Печи с вращающимся подом
• Печи с шейкерным подом
• Вакуумные печи
• Печи с шагающими балками

Из всех типов печей непрерывного действия толкательные печи (рис. 4) являются наиболее распространенными.Зубчатые колеса обычных размеров и глубины корпуса чаще всего работают (рис. 4) и закалены или цементированы (т.е. науглерожены или нитроцементированы). Типичная эффективная (50 HRC) глубина корпуса находится в диапазоне от 0,025 дюйма (1,5 мм) до 0,035 дюйма (мм). Опять же, безусловно, возможны более глубокие исследования.

Рисунок 4: Типичная загрузка шестерен трансмиссии грузовика, обрабатываемых в толкающей печи.

Кроме того, имеется ряд печей специального назначения, в том числе:

• Печи непрерывного нагрева слябов и заготовок
• Оборудование для обработки поверхности электронным пучком
• Системы индукционного нагрева
• Оборудование для лазерной термообработки
• Печи кварцевые трубчатые
• Системы резистивного нагрева
• Вращающиеся пальцевые печи
• Печи с шнековым конвейером

Атмосферные печи

Атмосферные печи характеризуются использованием «защитной» атмосферы, которая окружает рабочую нагрузку во время нагрева и охлаждения.Однако наиболее распространенной атмосферой в печи является воздух. Часто больше ничего не нужно. Когда используется воздушная атмосфера, например, при низкотемпературном отпуске, окончательное состояние поверхности (или «корки») материала не считается важным. (Таблица 2)

Таблица 2: Общие области применения печей для термообработки [21]. Атмосфера в печи играет жизненно важную роль в успехе процесса термообработки. Важно понимать, почему мы их используем и какая атмосфера лучше всего подходит для конкретного приложения.Используется много различных типов атмосфер, и необходимо понимать, как была выбрана конкретная атмосфера, а также ее преимущества и недостатки, и научиться безопасно управлять ими.

Назначение атмосферы печи зависит от желаемого конечного результата процесса термообработки. Атмосфера, используемая в термической промышленности, имеет одно из двух общих целей:

• Для защиты обрабатываемого материала от поверхностных реакций, то есть, чтобы он был химически инертным (или защитным)
• Чтобы поверхность обрабатываемого материала изменилась или стала химически активной (или реактивной)

Типы атмосфер, используемых в печах для термообработки, приведены в таблице 3.

Таблица 3: Распространенные типы атмосфер в печи.

Некоторые атмосферы в списке, такие как аргон и гелий, часто связаны с вакуумными печами и используются при парциальном давлении (давлении ниже атмосферного). Другие, такие как диоксид серы, используются для особых целей.

Создаваемые атмосферы производят комбинации газов определенного состава, приготовленные на месте с использованием газовых генераторов, которые предназначены для этой цели. «Сырье» (углеводородный топливный газ, используемый в сочетании с воздухом для создания атмосферы) обычно представляет собой природный газ или пропан.

Во время работы объем защитной атмосферы, необходимый для безопасного использования в конкретной термической печи, в значительной степени зависит от:

• Тип и размер печи
• Наличие или отсутствие дверей и / или штор
• Окружающая среда (особенно сквозняки)
• Размер, нагрузка, ориентация и характер обрабатываемой работы, а также металлургический процесс

Во всех случаях следует следовать рекомендациям производителя, поскольку он учел эти факторы при проектировании оборудования.Помните, что для удаления воздуха из печи перед введением горючей атмосферы печи требуется как минимум пять (5) изменений объема камеры. Это необходимо для обеспечения того, чтобы содержание кислорода в камере было ниже 1 процента до введения атмосферы.

Создаваемые атмосферы классифицируются по относительному количеству выделяемых газов. В таблице 4 ниже представлен список этих классификаций согласно Американской газовой ассоциации (AGA).Газы делятся на шесть (6) основных классов.

Таблица 4: Классификация газов.

Экзотермические реакции производят тепло, в то время как эндотермические реакции требуют тепла для ускорения реакции. Состав создаваемой атмосферы можно изменить несколькими способами. Изменение соотношения газ / воздух или использование другого «исходного сырья» (например, природного газа или пропана) приведет к изменению химического состава газа.

Вакуумные печи

Вакуумные печи

(рис. 5) можно разделить по режиму загрузки на горизонтальные и вертикальные, а также разделить на периодические или непрерывные (многокамерные) конструкции.

Рисунок 5: Вакуумная закалка и / или науглероживание шестерен. (Фотография любезно предоставлена ​​компанией Solar Manufacturing)

Термическая обработка в вакуумных печах характеризуется особыми условиями в отношении конструкции печей, а также контроля температуры и уровня вакуума во время термообработки. Конструкция печей обычно зависит от размера загрузки, давления и температуры, которые должны быть достигнуты, и среды, которая будет использоваться для охлаждения загрузки.

К основным частям вакуумной печи относятся:

• Судно
• Насосная система
• Горячая зона
• Система охлаждения

Емкости вакуумных печей можно разделить на так называемые конструкции с горячей и холодной стенкой.Типичные печи с горячими стенками не имеют кожухов с водяным охлаждением или имеют реторту, в которую помещается рабочая нагрузка, обычно металлическая или керамическая, в зависимости от температуры. Система нагрева обычно располагается вне реторты и состоит из резистивных нагревательных элементов или индукционной катушки.

Ограничениями этой ретортной печи являются ограниченные размеры зон нагрева и ограниченный температурный диапазон реторты, обычно ограниченный максимумом 2000F (1100ºC). В печах с холодными стенками вакуумный резервуар охлаждается охлаждающей средой (обычно водой) и поддерживается близкой к температуре окружающей среды во время высокотемпературных операций.

По сравнению с печью с горячей стенкой, печь с холодной стенкой имеет следующие характеристики:

• Более высокие диапазоны рабочих температур со стандартным 2400ºF (1315ºC) и 3000ºC (1650ºC) или выше практическим
• Меньшие тепловые потери и меньшая тепловая нагрузка на окружающую среду
• Более быстрое нагревание и охлаждение
• Контроль большей однородности температуры

Конструкция насосной системы зависит от следующих факторов:

• Объем сосуда
• Площадь поверхности сосуда и вид внутренних устройств печи
• Удаление газа из рабочей нагрузки и соответствующее оборудование
• Время, необходимое для вакуумирования до конечного давления

Важно отметить, что насосная система должна поддерживать уровень технологического вакуума, не перегружаясь из-за дегазации рабочей нагрузки.Насосные системы обычно делятся на две подсистемы: насосы для грубого вакуума (микронный диапазон) и насосы для высокого вакуума (субмикронный диапазон). Для определенных применений одна насосная система может обрабатывать весь диапазон и весь цикл. Сами насосы обычно делятся на две основные категории: механические насосы и диффузионные насосы. Существуют и другие специализированные типы вакуумных насосов для использования в более высоких диапазонах вакуума, такие как эжекторы, ионные насосы, крионасосы, турбомолекулярные насосы и насосы «химического геттера».

Для изоляции камеры нагрева или горячей зоны обычно используются следующие конструкции и материалы:

• Все металлические (радиационные экраны)
• Комбинированные радиационные экраны и прочие (керамические) изоляционные материалы
• Многослойная (сэндвич) изоляция Весь графит (плита, волокно, углерод-углеродный композит)
• Щиты радиационные изготавливаются из
• Вольфрам или тантал с максимальной рабочей температурой 4350 ° F (2400 ° C)
• Молибден с максимальной рабочей температурой 3100F (1700ºC)
• Нержавеющая сталь или никелевые сплавы с максимальной рабочей температурой 2100 ° F (1150 ° C)

Большинство цельнометаллических конструкций состоят из комбинации материалов, например, три экрана из молибдена, поддерживаемые двумя экранами из нержавеющей стали, будут типичными для работы при температуре 2400F (1150 ° C).

Радиационные экраны адсорбируют лишь небольшое количество газов и паров воды при открытии печи. Однако они дороги в приобретении и обслуживании и часто требуют большей насосной мощности для удаления влаги, застрявшей между экранами. По сравнению с другими типами изоляции, их тепловые потери высоки и становятся выше с потерей коэффициента излучения (отражательной способности) из-за постепенного загрязнения экранов.

Изоляция из графитового волокна является сегодня самым популярным стилем.При изначально более низких тепловых потерях достаточно меньшей толщины изоляции. В этих конструкциях значительно снижено поглощение газов и водяного пара. Кроме того, затраты на отопление ниже, а срок службы утеплителя этого типа намного больше. Максимальная рабочая температура составляет около 3630F (2000ºC). Срок службы сильно зависит от чистоты графита.

Как правило, нагревательные элементы для систем нагрева в вакуумных печах изготавливаются из одного из следующих материалов:

• Никель / хромовые сплавы, которые можно использовать при температуре до 2100ºF (1150ºC).Выше 1475F (800ºC) существует риск испарения хрома.
• Карбид кремния с максимальной рабочей температурой 2200ºF (1200ºC). Существует риск испарения кремния при высоких температурах и низком уровне вакуума.
• Молибден с максимальной рабочей температурой 3100ºF (1700ºC). Молибден становится хрупким при высокой температуре и чувствителен к изменениям излучательной способности, вызванным воздействием кислорода или водяного пара.
• Графит можно использовать при температуре до 3630ºF (2000ºC).Графит чувствителен к воздействию кислорода или водяного пара, что приводит к уменьшению толщины материала из-за образования монооксида углерода (CO), который удаляется насосами. Прочность графита увеличивается с температурой.
• Тантал имеет максимальную рабочую температуру 4350ºF (2400ºC). Тантал, как и молибден, становится хрупким при высоких температурах и чувствителен к изменениям излучательной способности, вызванным воздействием кислорода или водяного пара.

Равномерность температуры имеет большое значение для результатов термообработки.Конструкция системы отопления должна быть такой, чтобы равномерность температуры в нагрузке при нагреве была оптимальной; после выравнивания температуры она должна быть лучше ± 10F (5ºC). Это реализуется с помощью одной или нескольких зон контроля температуры и плавно регулируемой мощности нагрева для каждой зоны.

В нижнем температурном диапазоне, ниже 1550ºF (850ºC), лучистая теплопередача низкая и может быть увеличена за счет нагрева с помощью конвекции. Для этого после вакуумирования печь снова заполняется инертным газом до рабочего давления 1-2 бар, а встроенный конвекционный вентилятор обеспечивает циркуляцию газа вокруг нагревательных элементов и нагрузки.Таким образом, время нагрева шестерен различной нагрузки, особенно шестерен с большим поперечным сечением, до промежуточных температур, например, 1000ºF (550ºC), может быть сокращено на 20–30%. В то же время однородность температуры во время нагрева с помощью конвекции намного лучше, что приводит к меньшему искажению термообработанной детали.

Для охлаждения компонентов в вакуумных печах используются следующие закалочные среды (перечисленные в порядке увеличения интенсивности теплопередачи):

• Вакуум
• Охлаждение ниже атмосферного с помощью статического или перемешиваемого инертного газа (обычно Ar или N2)
• Охлаждение под давлением (до 20 бар или более) сильно перемешиваемым рециркулирующим газом (Ar, N2, He, h3 или смесью этих газов).
• Нефть без газа или с перемешиванием

После нагрева в вакууме необходимо поддерживать светлую поверхность компонентов во время охлаждения. Сегодня доступны достаточно чистые газы для охлаждения в газе с уровнями примесей, обычно в диапазоне 2 ppm кислорода и 5-10 ppm воды (по объему). Азот обычно используется в качестве охлаждающей среды, поскольку он недорог и относительно безопасен. Гелий также используется в системах, поэтому необходима его переработка.

Многокамерные печи, оборудованные встроенной системой закалки в масле (рис. 6) или закалкой газом под высоким давлением, являются общедоступными.При использовании в вакууме масла специально разработаны (устойчивы к испарению) для работы в вакууме.

Рисунок 6: Типовая печь для вакуумной закалки и цементации. (Фотография любезно предоставлена ​​SECO / WARWICK Corporation)

Еще одно изменение, заслуживающее внимания, – это плазменные или ионные печи. Плазменные печи существуют во всех стилях: горизонтальные, однокамерные или многокамерные, а также вертикальные конструкции, такие как колпаковые печи и нижние загрузочные устройства. Основные различия между этими конструкциями и традиционными вакуумными печами заключаются в гальванической развязке нагрузки от корпуса печи с помощью опорных изоляторов нагрузки; пропускание плазменного тока; генератор высокого напряжения, создающий плазму; и система дозирования и распределения газа.В плазменных печах также используются обычные камеры вакуумной печи и системы откачки.

В зависимости от конкретного применения, это либо низкотемпературные печи (1400ºF (750ºC) для плазменного (ионного) азотирования), либо высокотемпературные печи до 2400ºF (1100ºC) для плазменного (ионного) науглероживания. Низкотемпературные печи для плазменного азотирования сконструированы как печи с холодными или горячими стенками. Высокотемпературные печи обычно представляют собой печи с холодными стенками и двойными стенками с водяным охлаждением. Они могут быть оборудованы системой газовой закалки под высоким давлением или встроенным резервуаром для закалки в масле.(Рисунок 7)

Рисунок 7: Типичная нагрузка на шестерни для цементации LPC. (Фотография любезно предоставлена ​​ALD Thermal Treatment)

Генератор, необходимый для создания плазменного тлеющего разряда внутри плазменной печи, должен быть высоковольтным генератором постоянного тока (до 1000 вольт). В настоящее время используются два типа генераторов; один тип имеет выходы постоянного тока, а другой – выход импульсного тока.

Индукционная закалка

При производстве зубчатых колес используются различные методы закалки с использованием приложенной энергии, включая закалку пламенем, лазерную закалку поверхности и индукционную закалку.

Из различных видов обработки энергии индукционная закалка (рис. 8) является наиболее распространенной. Индукционный нагрев – это процесс, в котором используется переменный электрический ток, который индуцирует магнитное поле, вызывая нагрев поверхности зуба шестерни. Затем область закаливается, что приводит к увеличению твердости в нагретой области. Этот процесс обычно выполняется за относительно короткое время. Окончательные требуемые рабочие характеристики зубчатой ​​передачи определяются не только профилем твердости и напряжениями, но также составом стали и предшествующей микроструктурой.Наружные прямозубые и косозубые шестерни, конические и червячные передачи, рейки и звездочки обычно подвергаются индукционной закалке.

Рисунок 8: Типовая передача с индукционной термообработкой. (Фотография любезно предоставлена ​​EMA Induction Technology)

Образец твердости, полученный при индукционном нагреве, зависит от типа и формы используемого индуктора, а также от метода нагрева. Закалка или быстрое охлаждение заготовки может быть выполнено распылением или закалкой под флюсом. Среда, обычно используемая для закалки, представляет собой полимер на водной основе.Жесткость этого закалки можно регулировать концентрацией полимеров. Скорость охлаждения обычно находится где-то посередине между чистой водой и маслом. В некоторых необычных ситуациях для закалки заготовки используется сжатый воздух.

Наиболее распространенные методы закалки шестерен и звездочек – однократная закалка или зубчатая закалка. Для однократного впрыска часто требуются источники питания большой мощности, но это приводит к короткому времени нагрева / закалки и более высокой производительности. В этом методе используется медный индуктор (катушка), окружающий обрабатываемую деталь.Индуктор, расположенный по окружности, закаляет зубья от кончиков вниз.

В то время как метод одиночного выстрела приемлем для шлицевых соединений и некоторых зубчатых колес, более крупные и тяжелонагруженные зубчатые колеса, в которых возникают точечная коррозия, выкрашивание, усталость зуба и износостойкость, требуют более профилированного образца твердости, чем те, которые производятся с науглероживанием. Этот тип индукционной закалки называется закалкой зуб за зубом. Этот метод ограничен для размеров зуба шестерни до 5 или 6 DP с использованием частот от 2 до 10 кГц и около 10 DP с использованием диапазона от 25 до 50 кГц.Чем ниже частота; тем больше глубина корпуса. Это медленный процесс из-за количества зубьев и времен индексации, и обычно он используется для шестерен и звездочек, которые слишком велики для одиночного взрыва из-за ограничений мощности. Процесс включает одновременное нагревание области корня и боковых поверхностей при одновременном охлаждении каждой стороны соседнего зуба, чтобы предотвратить закаливание тыльной стороны каждого зуба (рис. 7b). Индукционная система перемещает катушку с заранее запрограммированной скоростью по длине шестерни.

Змеевик постепенно нагревает всю длину зубчатого сегмента, в то время как закалочный толкатель немедленно охлаждает ранее нагретую область. Расстояние от катушки до зуба называется муфтой или воздушным зазором. Любое изменение этого расстояния может привести к изменению глубины корпуса, твердости и деформации зуба. Шестерня индексируется после закалки каждого зуба, часто пропуская зуб. Для этого требуется как минимум два полных оборота в процессе для полного затвердевания всех зубов.Прямые, прямозубые и косозубые шестерни до 210 дюймов (5,33 м) и до 15 000 фунтов. (6800 кг) были обработаны этим методом. В результате получается повторяемый мягкий кончик зуба с твердым корнем и боковой стороной. В других случаях можно одновременно закалить кончик и обе боковые поверхности, чтобы получить мягкий корень.

Духовки

Печи

(рис. 9) могут быть спроектированы для периодической загрузки, то есть по одной партии за раз, или для непрерывного потока работы с использованием некоторой формы транспортировки через установку.Сегодня конструкция печи может использоваться при температурах до 1400ºF (760ºC), хотя от 1000ºF (538ºC) до 1250ºF (675ºC) является традиционным верхним пределом. В духовом оборудовании используется конвекционный нагрев, то есть циркуляция воздуха, продуктов сгорания или инертного газа в качестве основного средства нагрева рабочей нагрузки до температуры. Конструкция печи также значительно отличается от конструкции печи.

Рисунок 9: Типичные печи, используемые для закалки шестерен. (Фотография любезно предоставлена ​​Wisconsin Oven Corporation)

Размеры печного оборудования также сильно различаются: от небольших настольных устройств в лабораторных условиях до огромных промышленных систем с объемом в тысячи кубических футов.(кубометры) вместимости. Духовки работают с воздушной атмосферой, но могут быть спроектированы так, чтобы содержать особые атмосферы, такие как азот или аргон, или включать специальные конструкции, такие как приспособления для реторт, которые позволяют использовать особые атмосферы для обработки очень специализированных приложений.

Источником тепла может быть сжигание топлива или электричества. Тепло передается на работу в основном за счет естественной гравитации или принудительной конвекции, или от источников излучения, если температура достаточно высока.Как указывалось ранее, конструкция печи может использоваться при температурах до 1400ºF (760ºC), хотя температурные характеристики 1250ºF (675ºC) или 1000ºF (538ºC) являются более распространенными.

Выбор типа печи требует тщательного рассмотрения нескольких переменных, в том числе:

• Количество обрабатываемого материала
• Однородность продукта по размеру и форме
• Размер лота
• Температурные отклонения
• Отвод сточных вод, если есть

Системы периодического действия могут быть классифицированы как:

• Колокол
• Скамья
• Шкаф
• Грузовик
• Мебель для гостиной

Непрерывные системы включают:

• Ремень
• Цепи тяговые
• Монорельс
• Толкатель
• Роликовая пода
• Вращающийся барабан (или реторта)
• Винт
• Подвижная балка

Существует несколько критериев проектирования конструкции печи, которые включают:

• Рабочая температура
• Метод нагрева
• Термическое расширение материалов
• Атмосфера
• Схемы воздушного потока

Диапазон рабочих температур – один из основных факторов, определяющих конструкцию печи.Как правило, все печи состоят из двойной стенки из листового металла с изоляцией и усиливающими элементами, зажатыми между листами. Изоляция может быть из стекловолокна, минеральной ваты или легкого волокнистого материала. Обшивка из листового металла для духовок может быть из низкоуглеродистой стали, оцинкованной стали, оцинкованной стали, алюминизированной стали или нержавеющей стали, в зависимости от требований к температуре.

При повышении температуры в конструкции печи происходит несколько явных изменений. Проблемы с расширением и герметизацией межкомнатных швов (напр.грамм. тепло и атмосфера) становятся более значимыми при более высоких температурах. Например, печь, предназначенная для работы при температуре 400ºF (205ºC), будет иметь изоляцию из минеральной ваты толщиной 4 дюйма (100 мм). Напротив, для рабочей температуры 700ºF (370ºC) требуется толщина 7 дюймов (175 мм). Тепловое расширение в больших печах обычно компенсируется за счет использования телескопических стыков панелей в стенах, потолке и полу. Конструкция двери должна включать аналогичные компенсаторы.

Тип и количество воздушного потока важны.Например, печи, предназначенные для работы с взрывоопасными летучими веществами, такими как сушка краски или экстракция растворителем, имеют особые соображения, включая большие объемы воздушного потока для разбавления летучих веществ, люки для разгрузки взрыва, циклы продувки, вытяжные устройства с приводом, предохранительные выключатели воздушного потока и заслонки свежего воздуха.

В зависимости от конфигурации рабочей нагрузки можно использовать несколько различных схем воздушного потока. Решающее значение для общей однородности температуры имеет скорость воздуха (на входе и выходе). Это:

• Горизонтальный
• Вертикальный
• Комбинация (однопоточная)

Способ нагрева печи часто зависит не только от наличия определенного топлива, но и от самого процесса.Многие процессы не допускают попадания продуктов сгорания из систем прямого сжигания, поэтому необходимо учитывать непрямое (радиационная труба) сжигание или использование альтернативных источников энергии. Кроме того, некоторые средства теплопередачи, такие как микроволновое нагревание, сильно ограничены по типу обрабатываемого продукта. Духовки обычно нагреваются топливом (природный газ или другие углеводороды), паром или электричеством. Также используются инфракрасный обогрев и микроволновая печь (радиочастота).

В заключение

Сегодня инженеру-конструктору повезло, что он может выбирать из множества процессов термообработки, а также оборудования для любого типа материала зубчатых колес и конструкции зубчатых колес.Выбор наилучшего типа оборудования для термообработки зубчатых колес часто определяется такими факторами, как доступность, удельная стоимость (стоимость владения и эксплуатации или затраты на аутсорсинг) и / или требования, основанные на применении для конечного использования.

Список литературы

1. Руководство по термообработке: стандартные методы и процедуры для стали, 2-е издание, Гарри Чендлер (ред.), ASM International, 1995.
2. Херринг, Дэниел Х., Оборудование для термообработки, официальный документ, 2010 г.
3. Херринг, Дэниел Х., Вакуумная термообработка, BNP Media II, 2012.
4. Херринг, Дэниел Х., Фредерик Дж. Отто и Фред Р. Шпехт, Зубчатые материалы и их термическая обработка, Промышленное отопление, сентябрь 2012 г.

обработка железа | Britannica

Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали

Железная руда – один из самых распространенных элементов на Земле, и одно из основных ее применений – производство стали. В сочетании с углеродом железо полностью меняет характер и становится легированной сталью.

Encyclopdia Britannica, Inc. См. Все видео для этой статьи

обработка чугуна , использование процесса плавки для превращения руды в форму, из которой можно вылепить продукты. В эту статью также входит обсуждение добычи чугуна и его подготовки к плавке.

Железо (Fe) – это относительно плотный металл с серебристо-белым внешним видом и отличительными магнитными свойствами. Он составляет 5 процентов от веса земной коры и является четвертым по распространенности элементом после кислорода, кремния и алюминия.Он плавится при температуре 1538 ° C (2800 ° F).

Железо аллотропно, то есть существует в разных формах. Его кристаллическая структура является объемно-центрированной кубической (ОЦК) или гранецентрированной кубической (ГЦК), в зависимости от температуры. В обеих кристаллографических модификациях основная конфигурация представляет собой куб с атомами железа, расположенными по углам. Есть дополнительный атом в центре каждого куба в модификации ОЦК и в центре каждой грани в ГЦК. При комнатной температуре чистое железо имеет ОЦК структуру, называемую альфа-ферритом; это сохраняется до тех пор, пока температура не поднимется до 912 ° C (1674 ° F), когда он трансформируется в структуру с ГЦК, известную как аустенит.При дальнейшем нагревании аустенит остается до тех пор, пока температура не достигнет 1394 ° C (2541 ° F), после чего снова появляется ОЦК-структура. Эта форма железа, называемая дельта-ферритом, сохраняется до тех пор, пока не будет достигнута точка плавления.

Чистый металл податлив и ему легко придать форму путем удара молотком, но, помимо специальных электрических применений, он редко используется без добавления других элементов для улучшения его свойств. В основном он появляется в сплавах железа с углеродом, таких как стали, которые содержат от 0 до 0%.003 и около 2 процентов углерода (большая часть находится в диапазоне от 0,01 до 1,2 процента) и чугуны с содержанием углерода от 2 до 4 процентов. При содержании углерода, типичном для сталей, образуется карбид железа (Fe ₃ C), также известный как цементит; это приводит к образованию перлита, который в микроскоп можно увидеть как состоящий из чередующихся пластин альфа-феррита и цементита. Цементит тверже и прочнее феррита, но гораздо менее податлив, поэтому за счет изменения количества углерода можно получить очень разные механические свойства.При более высоком содержании углерода, типичном для чугунов, углерод может выделяться либо как цементит, либо как графит, в зависимости от условий производства. Опять же, получается широкий спектр свойств. Эта универсальность железоуглеродистых сплавов приводит к их широкому использованию в технике и объясняет, почему железо на сегодняшний день является наиболее важным из всех промышленных металлов.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

История

Есть свидетельства того, что метеориты использовались в качестве источника железа до 3000 г. до н.э., но извлечение металла из руд датируется примерно 2000 г. до н.э.Производство, по-видимому, началось в медеплавильных регионах Анатолии и Персии, где использование соединений железа в качестве флюсов для облегчения плавления могло случайно привести к накоплению металлического железа на дне медеплавильных печей. Когда производство чугуна было должным образом налажено, вошли в употребление два типа печей. Чашечные печи были построены путем выкапывания небольшого отверстия в земле и размещения воздуха из сильфона, который вводился через трубу или фурму. С другой стороны, каменные шахтные печи полагались на естественную тягу, хотя иногда и использовали фурмы.В обоих случаях плавка включала создание слоя раскаленного угля, в который добавляли железную руду, смешанную с большим количеством древесного угля. Затем произошло химическое восстановление руды, но, поскольку примитивные печи не могли достичь температуры выше 1150 ° C (2100 ° F), нормальным продуктом был твердый кусок металла, известный как блюм. Он мог весить до 5 килограммов (11 фунтов) и состоял из почти чистого железа с некоторым уловленным шлаком и кусками древесного угля. Затем для изготовления железных артефактов потребовалась операция по формованию, которая включала нагревание цветов в огне и удары молотком по раскаленному металлу для изготовления желаемых объектов.Изготовленное таким образом железо известно как кованое железо. Иногда кажется, что было использовано слишком много древесного угля, и сплавы железа с углеродом, которые имеют более низкие температуры плавления и могут быть отлиты в простые формы, были изготовлены непреднамеренно. Применение этого чугуна было ограничено из-за его хрупкости, и в раннем железном веке, похоже, только китайцы использовали его. В других странах предпочтительным материалом было кованое железо.

Хотя римляне построили печи с ямой, в которую можно было сливать шлак, до средневековья в методах производства чугуна мало что изменилось.К 15 веку многие блюмеры использовали невысокие шахтные печи с водяным приводом для приведения в движение сильфонов, а блюм, который мог весить более 100 килограммов, извлекался через верхнюю часть шахты. Последней версией такого цветущего очага стала каталонская кузница, просуществовавшая в Испании до 19 века. Другая конструкция, высокая печь для шаров, имела более высокую шахту и превратилась в 3-метровую (10 футов) высоту Stückofen , которая давала такие большие блюмэны, что их приходилось удалять через переднее отверстие в печи.

Доменная печь появилась в Европе в 15 веке, когда стало понятно, что чугун может использоваться для изготовления моноблочных ружей с хорошими характеристиками удержания давления, но было ли ее внедрение связано с китайским влиянием или было самостоятельной разработкой, неизвестный. Сначала разница между доменной печью и доменной печью Stückofen была незначительной. Оба имели квадратное поперечное сечение, и основные изменения, необходимые для работы доменной печи, заключались в увеличении соотношения древесного угля и руды в шихте и выпуске летки для удаления жидкого чугуна.Продукт доменной печи стал известен как чугун из-за метода литья, который включал пропускание жидкости в главный канал, соединенный под прямым углом с рядом более коротких каналов. Все это напоминало свиноматку, сосущую свой помет, и поэтому отрезки твердого железа из более коротких каналов были известны как свиньи.

Несмотря на военный спрос на чугун, для большинства гражданских применений требовался ковкий чугун, который до этого производился непосредственно в блочном цехе. Однако появление доменных печей открыло альтернативный производственный путь; это включало преобразование чугуна в кованое железо с помощью процесса, известного как чистовая обработка.Кусочки чугуна помещали на очаг для украшений, на котором сжигали древесный уголь с обильным притоком воздуха, так что углерод из чугуна удалялся путем окисления, оставляя после себя полутвердое ковкое железо. Начиная с 15 века, этот двухэтапный процесс постепенно вытеснил прямое производство чугуна, которое, тем не менее, сохранилось до 19 века.

К середине 16 века в юго-восточной Англии доменные печи работали более или менее непрерывно. Увеличение производства железа привело к нехватке древесины для производства древесного угля и к его последующей замене углем в виде кокса – открытие, которое обычно приписывают Аврааму Дарби в 1709 году.Поскольку более высокая прочность кокса позволила ему выдерживать большую загрузку, стали возможны печи гораздо большего размера, а еженедельная производительность составляла от 5 до 10 тонн чугуна.

Затем появление паровой машины для привода выдувных цилиндров означало, что доменная печь могла быть снабжена большим количеством воздуха. Это создало потенциальную проблему, заключающуюся в том, что производство чугуна намного превысит возможности процесса оклейки. Ряд изобретателей пытались ускорить преобразование чугуна в ковкое, но наиболее успешной из них был англичанин Генри Корт, который запатентовал свою печь для лужения в 1784 году.Корт использовал отражательную печь, работающую на угле, для плавления шихты чугуна, в которую был добавлен оксид железа для получения шлака. Встряхивание образовавшейся «лужи» металла привело к удалению углерода путем окисления (вместе с кремнием, фосфором и марганцем). В результате температура плавления металла повысилась, так что он стал полутвердым, хотя шлак оставался довольно жидким. Затем металл формовали в шарики и освобождали от максимально возможного количества шлака перед тем, как вынуть из печи и сжать молотком.В течение короткого времени пудлинговые печи могли обеспечивать достаточно чугуна для удовлетворения требований к оборудованию, но снова мощность доменных печей резко возросла в результате изобретения шотландцем Джеймсом Бомонтом Нильсена в 1828 году печи горячего дутья для предварительного нагрева дутья. воздух и осознание того, что круглая печь работает лучше, чем квадратная.

Окончательное сокращение использования кованого железа было вызвано рядом изобретений, которые позволили печи работать при температурах, достаточно высоких для плавления железа.Тогда стало возможно производить сталь, которая является превосходным материалом. Во-первых, в 1856 году Генри Бессемер запатентовал свой конвертерный процесс для продувки воздухом расплавленного чугуна, а в 1861 году Уильям Сименс получил патент на свою регенеративную мартеновскую печь. В 1879 году Сидней Гилкрист Томас и Перси Гилкрист адаптировали преобразователь Бессемера для использования с фосфорным чугуном; в результате основной процесс Бессемера или Томаса получил широкое распространение на европейском континенте, где было много железных руд с высоким содержанием фосфора.В течение примерно 100 лет мартеновские и бессемеровские процессы совместно отвечали за большую часть производимой стали, прежде чем они были заменены кислородными и электродуговыми печами.

Помимо впрыска части топлива через фурмы, в доменной печи с начала 19 века использовались те же принципы работы. Однако размер печи заметно увеличился, и одна большая современная печь может снабжать сталеплавильный завод до 10 000 тонн жидкого чугуна в день.

На протяжении 20 века было предложено много новых процессов производства чугуна, но только в 1950-х годах появились потенциальные заменители доменной печи. Прямое восстановление, при котором железная руда восстанавливается при температурах ниже точки плавления металла, берет свое начало в таких экспериментах, как процесс Виберга-Содерфорса, введенный в Швеции в 1952 году, и процесс HyL, введенный в Мексике в 1957 году. Некоторые из этих методов выжили. а те, что были, были значительно изменены.Другой альтернативный метод производства чугуна, восстановительная плавка, был предшественником электрических печей, используемых для производства жидкого чугуна в Швеции и Норвегии в 1920-х годах. В эту технологию вошли методы, основанные на кислородных конвертерах для производства стали, использующих уголь в качестве источника дополнительной энергии, и в 1980-х годах она стала центром обширных исследований и разработок в Европе, Японии и США.

Печь не работает? | Bell Bros Heating & AC

На улице холодно и тепло перестало работать.Что теперь? Мы знаем, что это значит, что обогреватель не включается, особенно если у вас есть маленькие дети. Вашим первым инстинктом может быть вызов профессионала, и мы всегда рады помочь, но иногда решение оказывается простым щелчком переключателя. Вот почему мы составили этот список из шести вещей, которые нужно проверить, прежде чем позвонить профессионалу, когда в следующий раз ваш дом будет ощущаться как внутри морозильной камеры.

Что проверять, когда перестает работать тепло

Проверить батарею термостата

Если вы не выполняли техническое обслуживание кондиционера или печи в течение последних двух-трех лет, вполне вероятно, что батареи в термостате необходимо заменить.

Проверьте настройки термостата
Убедитесь, что он включен в режим нагрева и установлен на 72 градуса. Нередко другой член семьи вносит изменения в термостат, что приводит к выключению печи или установке температуры ниже желаемой.

Проверьте свою печь

Это горит? Иногда выключатель печи может быть случайно выключен. Всегда дважды проверяйте, находится ли переключатель в положении ON.Вы можете найти выключатель сбоку от печи.

Проверить автоматический выключатель печи

Откройте панель и найдите выключатель, подключенный к вашей печи. Это было отключено? Если это так, сбросьте его, переместив переключатель в положение ВЫКЛ, а затем обратно в положение ВКЛ.

Заменить фильтр печи

Убедитесь, что фильтр печи установлен правильно и не требует замены. Забитый фильтр может ограничить поток воздуха и привести к прекращению работы печи.Регулярно меняйте фильтр, чтобы предотвратить отключение печи.

Если после прохождения этого контрольного списка ваша печь все еще не работает, это может быть что-то более техническое. В этом случае возьмите свитер и позвоните нам по телефону 515-244-8911 или свяжитесь с нами через Интернет.

Наши специалисты по обслуживанию круглосуточно дежурят и готовы помочь решить ваши проблемы с отоплением и позаботиться о том, чтобы вам и вашей семье было жарко в эти холодные зимы Де-Мойна.

Реакции в доменной печи | Учитель математики по химии

Производство чугуна в доменной печи

Современные доменные печи оснащены несколькими вспомогательными устройствами для повышения эффективности, такими как склады руды, где выгружаются баржи.Сырье доставляется в складской комплекс рудными мостами или железнодорожными бункерами и вагонами-перегрузчиками.

Рельсовые весы или весовые бункеры с компьютерным управлением взвешивают различное сырье для получения желаемого химического состава чугуна и шлака. Сырье доставляется в верхнюю часть доменной печи через скиповую тележку, приводимую в движение ленточными конвейерами.

Сырье загружается в доменную печь разными способами. В некоторых доменных печах используется система «двойной колпак», в которой два «колпака» используются для контроля поступления сырья в доменную печь.Назначение двух колпаков – минимизировать потери горячих газов в доменной печи.

Сначала сырье выгружается в верхний или маленький колпак, который затем открывается для выгрузки заряда в большой колпак. Затем маленький колпак закрывается, чтобы запечатать доменную печь, в то время как большой колпак вращается, чтобы обеспечить определенное распределение материалов перед выдачей шихты в доменную печь.

A В более поздней конструкции используется «бесшумная» система. В этих системах используется несколько бункеров для хранения каждого сырья, которое затем через клапаны выгружается в доменную печь.

Эти клапаны более точно контролируют, сколько каждого компонента добавляется, по сравнению с системой скипа или конвейера, тем самым повышая эффективность печи.

В некоторых из этих систем без колпака также имеется разгрузочный желоб в горловине печи (как в верхней части Paul Wurth) для точного контроля места размещения шихты.

Сама доменная печь для производства чугуна построена в виде высокой конструкции, облицованной огнеупорным кирпичом и профилированной для обеспечения возможности расширения загружаемых материалов при их нагреве во время их опускания и последующего уменьшения размера по мере начала плавления.

Кокс, известняковый флюс и железная руда (оксид железа) загружаются в верхнюю часть печи в точном порядке заполнения, что помогает контролировать поток газа и химические реакции внутри печи.

Четыре «всасывания» позволяют горячему грязному газу с высоким содержанием окиси углерода выходить из горловины печи, в то время как «выпускные клапаны» защищают верх печи от внезапных скачков давления газа.

Крупные частицы выхлопных газов оседают в «пылеуловителе» и сбрасываются в железнодорожный вагон или грузовик для утилизации, в то время как сам газ проходит через скруббер Вентури и / или электростатические пылеуловители и газоохладитель для снижения температуры очищенный газ.

«Литейный корпус» в нижней половине печи содержит трубу сужения, водоохлаждаемые медные фурмы и оборудование для разливки жидкого чугуна и шлака. После того, как «летка» пробурена через пробку из огнеупорной глины, жидкое железо и шлак стекают по желобу через отверстие «скиммера», разделяя железо и шлак.

Современные более крупные доменные печи могут иметь до четырех леток и двух литейных цехов. После выпуска чугуна и шлака летка снова закупоривается огнеупорной глиной.

Фурмы используются для горячего дутья, который используется для повышения эффективности доменной печи. Горячий поток направляется в топку через медные сопла с водяным охлаждением, называемые фурмами, рядом с основанием. Температура горячего дутья может составлять от 900 ° C до 1300 ° C в зависимости от конструкции и состояния печи.

Температуры, с которыми они имеют дело, могут составлять от 2000 ° C до 2300 ° C. Нефть, гудрон, природный газ, порошкообразный уголь и кислород также можно вводить в печь на уровне фурмы, чтобы объединиться с коксом, чтобы высвободить дополнительную энергию и увеличить процент присутствующих газов-восстановителей, что необходимо для повышения производительности.

Технологическая химия

Доменные печи работают по принципу химического восстановления, при котором окись углерода, имеющая более сильное сродство к кислороду в железной руде, чем железо, восстанавливает железо до его элементарной формы.

Дымовой газ находится в прямом контакте с рудой и железом, позволяя монооксиду углерода диффундировать в руду и восстанавливать оксид железа до элементарного железа, смешанного с углеродом. Доменная печь работает в режиме противотока.Доменные печи работают непрерывно в течение длительного времени, потому что их трудно запускать и останавливать.

Кремнезем необходимо удалить из чугуна. Он реагирует с оксидом кальция (обожженный известняк) и образует силикат, который всплывает на поверхность расплавленного чугуна в виде «шлака». Исторически сложилось так, что для предотвращения загрязнения серой железо лучшего качества производилось из древесного угля.

Нисходящий столб руды, флюса, кокса или древесного угля и продуктов реакции должен быть достаточно пористым, чтобы дымовой газ мог проходить через него.Это требует, чтобы кокс имел достаточно большие частицы, чтобы быть проницаемыми, а это означает, что не может быть избытка мелких частиц.

Следовательно, кокс должен быть достаточно прочным, чтобы не раздавить его под весом материала над ним. Помимо физической прочности кокса, в нем также должно быть низкое содержание серы, фосфора и золы. Это требует использования металлургического угля, который является премиальным сортом из-за его относительной редкости.

Основная химическая реакция с образованием жидкого чугуна:

Fe ₂ O ₃ + 3CO → 2Fe + 3CO ₂

Эту реакцию можно разделить на несколько стадий, первая из которых заключается в том, что предварительно нагретый дутьевой воздух, вдуваемый в печь, вступает в реакцию с углеродом в форме кокса с образованием моноксида углерода и тепла:

2 C _(т) + O _{2 (г)} → 2 CO _(г)

Горячий оксид углерода является восстановителем железной руды и реагирует с оксидом железа с образованием расплавленного железа и диоксида углерода.

В зависимости от температуры в различных частях печи (самые теплые внизу) железо восстанавливается в несколько этапов. Вверху, где температура обычно находится в диапазоне от 200 ° C до 700 ° C, оксид железа частично восстанавливается до оксида железа (II, III), Fe ₃ O ₄ .

3 Fe ₂ O _{3 (с)} + CO _(г) → 2 Fe ₃ O _{4 (с)} + CO _{2 (г)}

При температуре около 850 ° C ниже в печи железо (II, III) восстанавливается до оксида железа (II):

Fe ₃ O _{4 (с)} + CO _(г) → 3 FeO _(с) + CO _{2 (г)}

Горячий диоксид углерода, непрореагировавший монооксид углерода и азот из воздуха проходят через печь, когда свежий исходный материал спускается в зону реакции.По мере того, как материал движется вниз, противоточные газы как предварительно нагревают загрузку, так и разлагают известняк на оксид кальция и диоксид углерода:

CaCO _{3 (т)} → CaO _(т) + CO _{2 (г)}

Оксид кальция, образующийся при разложении, реагирует с различными кислотными примесями в железе (особенно кремнеземом) с образованием фаялитового шлака, который по существу представляет собой силикат кальция, CaSiO ₃

SiO ₂ + CaO → CaSiO ₃

По мере того, как оксид железа (II) перемещается в область с более высокими температурами, достигающими 1200 ° C, он далее восстанавливается до металлического железа:

FeO _(т) + CO _(г) → Fe _(т) + CO _{2 (г)}

Диоксид углерода, образующийся в этом процессе, восстанавливается коксом до моноксида углерода:

C _(т) + CO _{2 (г)} → 2 CO _(г)

Зависимое от температуры равновесие, регулирующее газовую атмосферу в печи, называется реакцией Будуара :

2CO ⇌ CO ₂ + C

«Чугун в чушках», производимый доменной печью, имеет относительно высокое содержание углерода, около 4–5%, и обычно содержит слишком много серы, что делает его очень хрупким и имеет ограниченное непосредственное коммерческое использование.