Введение в опорные поддоны для шахтных печей (поддоны для заготовок/подовые плиты)

Итак, подробное описание опорного поддона (также известного как подовая плита, основание корзины, опорный поддон для заготовок и т. д.) в шахтных печах.

Поддон является критически важным компонентом шахтной печи. Он непосредственно поддерживает обрабатываемые заготовки (например, отливки, поковки, прецизионные детали и т. д.) и работает в суровых условиях, включая высокие температуры, большие нагрузки и циркуляцию атмосферы.

1. Основные функции и задачи

1. 
   Поддержка заготовок: Это самая основная функция, заключающаяся в выдерживании веса заготовок, приспособлений и самого поддона.
2. Обеспечение циркуляции атмосферы в печи: Конструкция предусматривает равномерно расположенные отверстия или прорези, позволяющие защитной атмосфере (например, азоту, продуктам крекинга метанола) или реактивным газам (например, науглероживающему газу) равномерно циркулировать снизу вверх, обеспечивая равномерность температуры и атмосферы по всему объему рабочей камеры печи.
3. Равномерная теплопередача: Передача тепла от нижних нагревательных элементов (или горячего воздуха) к заготовкам. Конструкция влияет на эффективность теплопередачи.
4. Предотвращение падения заготовок на дно печи: Предотвращение попадания мелких деталей или окалины на нижние нагревательные элементы или вентилятор, что может привести к повреждению или затруднить очистку.
5. Облегчение загрузки/выгрузки: Обычно используется в сочетании с рабочей корзиной (или непосредственно с подъемными инструментами крана) для облегчения общей загрузки и выгрузки из рабочей камеры печи, повышая эффективность производства.

2. Распространенные типы конструкций

В зависимости от типа печи, процесса и требований к нагрузке, поддоны в основном имеют следующие конструкции:

01. Литой ребристый поддон:

• Материал: Часто изготавливается из жаропрочной литой стали (например, ZG40Cr25Ni20Si2, аналогичной типу ACI HK).
• Конструкция: Цельнолитая, состоящая из прочных боковых рам, несущих ребер и решетчатой ​​или стержневой поверхности. Площадь открытой поверхности рассчитывается.
• Преимущества: Высокая прочность, очень высокая несущая способность, устойчивость к высокотемпературной деформации, длительный срок службы. Подходит для тяжелых заготовок (например, отжиг крупных поковок, отливок).
• Недостатки: Большой вес, относительно высокая тепловая инерция, что приводит к несколько более медленному нагреву/охлаждению, более высокая стоимость.

02. Тип сварной решетки:

• Материал: Изготавливается путем сварки жаропрочных круглых или плоских стержней (например, Cr25Ni20, Cr20Ni35).
• Структура: Жаропрочные стальные стержни, сваренные в виде сетки или решетки.
• Преимущества: Относительно небольшой вес, высокое соотношение открытой площади, низкое сопротивление потоку воздуха, гибкость в изготовлении. Подходит для средних нагрузок и ситуаций, требующих сильного потока воздуха.
• Недостатки: После длительного использования при высоких температурах в местах сварки могут появиться трещины. Предел несущей способности ниже, чем у литого типа.

03. Перфорированная пластина / Сетчатый тип:

• Материал: Изготовление путем перфорации жаропрочных стальных пластин или плетения из жаропрочной легированной проволоки.
• Структура: Одна пластина с плотно расположенными отверстиями или несколько слоев тканой сетки.
• Преимущества: Очень равномерное распределение потока воздуха, небольшой вес. Подходит для небольших деталей, светлой термообработки или процессов с чрезвычайно высокими требованиями к однородности атмосферы (например, обработка нержавеющей стали раствором).
• Недостатки: Самая низкая несущая способность, подверженность деформации, не подходит для тяжелых заготовок.

04. Модульный / Секционный тип:

• Для очень больших шахтных печей изготовление и обработка цельного поддона может быть затруднительной. Его можно спроектировать как несколько секций, собранных вместе, для упрощения установки и замены.

3. Основные требования к эксплуатационным характеристикам и выбор материала

1. 
   Высокотемпературная прочность и сопротивление ползучести: Способность выдерживать нагрузку в течение длительного времени при максимальной рабочей температуре (например, 950°C, 1100°C или выше) без значительной деформации или разрушения.
2. Сопротивление термической усталости: Способность выдерживать многократные циклы нагрева-охлаждения без растрескивания.
3. Коррозионная стойкость в атмосфере: Хорошая химическая стабильность в науглероживающей, азотирующей или окислительно-восстановительной атмосфере, устойчивость к охрупчиванию и распылению.
4. Хорошая структурная стабильность: Конструкция должна учитывать тепловое расширение, чтобы предотвратить заклинивание внутри рабочей камеры печи.

Распространенные материалы:

• Средний температурный диапазон (~ниже 900°C): ZG30Cr18Mn12Si2N (редкоземельная азотированная сталь), более низкая
• Cтоимость. Высокотемпературный диапазон (900°C – 1150°C):
• • Основной вариант: ZG35Cr24Ni7SiN (например, аналогично типу ACI HN), ZG40Cr25Ni20Si2 (например, аналогично типу ACI HK, 2520).
  • Более высокие требования/температуры: ZG45Cr26Ni35Si2 (например, аналогично типу ACI HP), ZG30Cr26Ni5 (высокохромистая сталь) и т. д.

• Очень высокие температуры или особые условия эксплуатации: могут использоваться никелевые сплавы (например, серия Inconel).

4. Ключевые конструктивные соображения

• Коэффициент открытой площади и воздушный поток: Открытая площадь должна соответствовать мощности вентилятора печи для обеспечения плавного и равномерного воздушного потока.
• Прочность и вес: Оптимизация конструкции ребер для снижения веса при обеспечении несущей способности и срока службы, что позволяет экономить энергию.
• Соответствие корпусу печи:

• • Зазор: Соответствующее расширение
  • Между поддоном и стенкой печи необходимо оставлять зазор (обычно 10-30 мм с каждой стороны, в зависимости от диаметра и температуры).
  • Герметизация: Для шахтных печей с ретортами поддон должен иметь хорошее уплотнение или стыковочную конструкцию с дном реторты для направления потока воздуха.

• Подъемная конструкция: Должны быть прочные подъемные проушины или конструкция, обеспечивающая безопасное взаимодействие с корзиной/подъемным инструментом.

5. Примечания по использованию и техническому обслуживанию

• Равномерное размещение: Заготовки следует равномерно распределять во время загрузки, чтобы избежать локальной перегрузки.
• Регулярный осмотр:

• • Деформация: Проверьте плоскостность. Сильная деформация требует выравнивания или замены.
  • Трещины: Особенно в местах соединения ребер на литых поддонах и сварных швах на сварных поддонах.
  • Коррозия/охрупчивание: Проверьте наличие сильного окисления/образования окалины или межкристаллитной коррозии.

• Очистка: После каждого цикла печи очищайте окалину и мусор, упавшие на поддон, чтобы предотвратить их накопление, засорение отверстий и коррозию.
• Избегайте термического удара: В пределах технологических ограничений максимально контролируйте скорость нагрева и охлаждения, чтобы продлить срок службы.
• Правильное обращение: Используйте специальные подъемные инструменты и избегайте столкновений со стенкой печи.

Резюме

Поддон для шахтной печи — это далеко не простая «подставка». Это ключевой элемент термостойкой оснастки, объединяющий структурную поддержку, направление атмосферы и теплопередачу. Выбор материала, конструктивное исполнение и состояние технического обслуживания напрямую влияют на:

• Равномерность и стабильность процесса термообработки
• Постоянство качества продукции
• Эффективность использования атмосферы печи
• Безопасный срок службы самого оборудования

Выбор подходящего поддона является важнейшим аспектом эксплуатации и технического обслуживания шахтных печей.