Оборудование для термической и химико-термической обработки

Установка МИМП-СШЗ является многофункциональным комплексом, позволяющим проводить все наиболее распространенные виды термической и химико-термической обработки в одном рабочем пространстве. В условиях единичного и мелкосерийного производства печь может заменить 2-3 вида электротермического оборудования. Оценка возможности замены традиционного оборудования на установку МИМП-СШЗ представлена в таблице.

 Оценка возможности замены традиционного термического оборудования на установки МИМП-СШЗ

Универсальная печь для термической и химико-термической обработки МИМП-СШЗ состоит из печного блока, силового шкафа, блока ротаметров и (при необходимости) газовой рампы.

Печной блок представляет собой электрическую двухкамерную печь шахтного типа. В нижней  секции расположена камера получения эндогаза, остальные секции, количество которых определяется необходимой глубиной рабочей зоны, составляют собственно рабочую камеру, в которой проводятся технологические процессы.

Такое совмещение позволяет значительно снизить энергоемкость оборудования, его размеры и стоимость. Блок газоподготовки и рабочее пространство связаны теплоизолированной трубкой, через которую подготовленный эндогаз поступает к садке при проведении процессов нагрева в защитной атмосфере. В рабочее пространство также подведена трубка дополнительной подачи газов для проведения процессов насыщения (цементации, нитроцементации, азотирования).

Секции печи выполнены в виде металлических конструкций с теплоизоляционным слоем из современного легковесного огнеупорного материала, позволяющего снизить общий вес и теплоемкость печи, значительно сократить время  вывода печи на режим и энергоемкость. Подовая секция, как несущая основную нагрузку, футеруется огнеупорным кирпичом. В качестве нагревателей применен сплав Х23Ю5Т ГОСТ 12766.1-90 (фехраль), не содержащий никеля и имеющий более высокую температуру применения, чем традиционный нагреватель из сплава Х20Н80-Н (нихром). Нагреватели расположены на муллитокремниземистых трубках и имеют больший коэффициент поверхностной мощности, чем нагреватели располагаемые в каналах футеровки.

Контроль температур в рабочем пространстве печи и эндогенераторе, а также защита нагревателей от перегрева производится  термоэлектрическими преобразователями типа КТНН, аналогами платиновых преобразователей.

Реторты печи и эндогенератора представляют собой цилиндры из жаропрочной стали 20Х23Н18. Верхняя часть реторты при проведении технологического процесса закрывается теплоизоляционной крышкой с  песочным затвором, обеспечивающим предотвращение поступления воздуха в рабочее пространство и  уменьшение  тепловых потерь. В зависимости от садки могут применяться различные типы тепловых крышек. Крепление садки производится либо непосредственно на крышке печи, составляющей с садкой моноблок «крышка-садка», либо на специальных опорах и траверсе, вынесенной за пределы зоны нагрева с использованием разъемной крышки. Для снижения динамических воздействий при опускании тяжелой садки на опору и для облегчения открытия (закрытия) тяжелых крышек применяются пневматические демпферы-амортизаторы.

 Силовой шкаф предназначен для размещения в нем силовых элементов и аппаратуры управления установкой и технологическими процессами. По желанию заказчика управление установкой может производиться от микропроцессорных блоков или управляющего компьютера, который может находиться как в непосредственной близости от силового шкафа, так и на удалении от нескольких десятков до сотен метров. Аппаратура  обеспечивает независимое управление эндогенератором, одно- или многозонное управление температурой рабочего пространства печи. Аппаратура имеет канал ограничения мощности нагревателей при их перегреве и каналы самодиагностики: обрыва нагревателей и термопреобразователей, пробоя силовых симисторов и т.п.

Блок регуляторов расхода газовых компонентов выполнен автономно от печного блока совместно со смесителем первого уровня и состоит из датчиков измерения массового расхода и запорных и регулирующих расход элементов, закрепленных на  каркасе. В установке предусмотрен запорный  электромагнитный клапан, не позволяющий подавать в эндогенератор газовоздушную смесь до достижения взрыво безопасной температуры (750°С).

Для получения эндогазовой атмосферы в реторту газоподготовительного блока помещается отечественный катализатор НИАП-10-01. По техническим характеристикам он превосходит все отечественные марки катализаторов конверсии углеводородных газов и находится на уровне лучших зарубежных образцов фирм «Холкрофт» и «Линдберг», что позволяет сделать процессы термической обработки более стабильными.

Печь поставляется в виде футерованных блоков, которые монтируются в течение одного дня. Оригинальная блочная конструкция позволяет так же эффективно проводить ремонт и замену нагревателей.

Внедрение оборудования потребует наличия у Заказчика сжатого воздуха, углеводородного газа (пропана-бутана или метана) и аммиака (при нитроцементации или азотировании). Типовые параметры серийно выпускаемых печей представлены в таблице.

  Типовые параметры установок МИМП-СШЗ