Разновидности печей, используемых в кузнечном производстве


Печи в производстве кованых изделий

В производстве кованых изделий любого назначения и сложности для термообработки металла используются различные виды печей. Их конфигурация и тип выбираются в зависимости от процесса, который будет осуществляться (отпуск, закалка и др.), размеров изделия, вида топлива и некоторых других факторов. Единственным общим условием правильной работы печи является обеспечение соответствующего температурного режима и минимальный расход топлива. К характеристикам, которые применяют в отношении печей, являются КПД (коэффициент полезного действия), удельный расход, удельная производительная способность.

В соответствии с рядом признаков все термические печи подразделяются на виды:

по характеру работы – непрерывного и периодического действия;

по назначению – закалочные, отпускные, отжигательные и др.;

по характеру нагрева – пламенные и электрические.

Рассмотрим их основные характеристики.

Печи непрерывного действия устроены таким образом, что изделия с одной стороны загружаются, а с другой – выдаются. Тем самым достигается непрерывность производства. Конечно, использование таких печей целесообразно на крупных производствах, где необходима обработка большого количества одинаковых элементов. Это могут быть объемные заказы кованых ограждений, заборов, производственных деталей и др.

Печи периодического действия предполагают последовательную обработку изделий. После изготовления одной партии, может загружаться следующая. Такие печи могут использоваться для различных термических операций и удобны для индивидуального производства кованых урн, мебели, аксессуаров для интерьера.

Печи, работающие на топливе, получили название пламенных, потому что нагрев производится в результате сгорания того или иного вещества. В современном производстве наиболее распространены газовые печи, которые отличаются экономичностью и удобством. Регулировка температуры в них может осуществляться с точностью до 5°. Пламенные же печи, которые работают на твердом топливе постепенно выходят из употребления в виду больших объемов топки. А вот печи, использующие в качестве топлива мазут, еще находят свое применение, хотя и имеют ряд недостатков. В частности это малая точность регулировки температуры.

Самыми широко распространенными печами в кузнечном производстве являются электрические печи. Их конструкция предельно проста: отсутствуют дымоходы, топки. И, пожалуй, самым важным преимуществом является минимизация потерь, в сравнении с пламенными печами. Но есть также и недостаток – большая продолжительность нагрева, особенно при невысоких температурах. Электропечи подразделяются на конструкции с металлическими и неметаллическими нагревателями.

Металлические нагреватели для печей изготавливаются из сплавов, которые имеют высокое электросопротивление. Это могут быть сплавы никеля, хрома, алюминия и др. Они представляют собой спираль или ленту, которые помещаются на боковых стенках, сверху или снизу рабочего пространства.

Неметаллические нагреватели имеют форму стержня и изготавливаются в основном из карбида кремния. Используют их в тех случаях, когда требуемая температура превышает 1200°.

Также существуют печи-ванны, где нагревание производится при помощи расплавленной соли. Такие конструкции применяют для закалки и отпуска при обработке мелких изделий. Печи-ванны бывают двух видов: электродные и печи сопротивления.

В электродных печах нагрев осуществляется в результате выделяемого током тепла при прохождении его через расплавленную соль. А печи-ванны сопротивления оснащены тиглем, который нагревается путем внешнего обогрева. Электродные печи более экономичны в виду меньших потерь тепла. Температура обработки в них может достигать 1300°.

При обработке изделий большой длины используют шахтные печи. Они обеспечивают возможность вертикального расположения изделий, что очень важно для предотвращения искривлений. Наиболее распространенной является шахтная печь для азотирования, газовой цементации и цианирования.

Известно, что любые работы, связанные с термической обработкой металла, требуют строгого соблюдения температурного режима. Даже самые незначительные отклонения могут стать причиной материальных потерь и снижения качественных характеристик. Для контроля показателей температуры существуют специальные приборы, но немаловажным также считается и умение кузнеца-профессионала определять температуру по цвету каления металла. Так, различные оттенки металла, от темно-коричневого до ярко-белого,  свидетельствуют о достижении определенных показателей нагрева. Конечно, это далеко не самый надежный метод, т.к. цветовосприятие меняется в зависимости от освещения, степени усталости работника. Более точными, конечно, остаются приборы, получившие название пирометров.

Различают оптические и термоэлектрические пирометры. Оптические устройства способны измерять температуру без непосредственного соприкосновения с горячей средой, а термоэлектрические – проводят определение показателей нагрева за счет помещения в горячую среду. Последние пирометры более распространены в кузнечном производстве. Они не только способны измерять температуру, но также и фиксировать график ее колебаний. Кроме этого существуют еще и терморегуляторы, которые помимо вышеуказанных опций, осуществляют регулировку нагрева печи.

Таким образом, процесс термической обработки металла в производстве изделий художественной ковки – довольно обширный и сложный, требующий наличия определенных знаний и навыков работы. Поэтому такие виды работ могут качественно осуществляться только лишь специалистами. И только в этом случае может быть гарантирован длительный срок службы кованого изделия.