Šildymo krosnys – krosnys, skirtos metalui šildyti prieš tolesnį apdorojimą aukštu slėgiu: štampavimą, valcavimą ar kalimą. Metalo lankstumas didėja kaitinant, o tai sumažina energijos sąnaudas jo deformacijai. Perdegimo temperatūra, kuriai esant metalo grūdelių ribose susidaro skystoji fazė, riboja maksimalią šildymo temperatūrą. Tai leidžia sumažinti mechaninį grūdelių ryšį ir prarasti metalo stiprumą.
Veikimo principas
Temperatūros skirtumas tarp ruošinio ašies ir paviršiaus turi įtakos medžiagos kaitinimo tolygumui, o tai atlieka svarbų vaidmenį plastinei deformacijai. Plastinės medžiagos savybės priklauso nuo kaitinimo temperatūros, todėl netolygus kaitinimas gali sukelti deformaciją. Sumažinus temperatūrų skirtumą, pagerėja valcuotų gaminių kokybė ir ruošinių kaitinimo laikas, sumažėja krosnies našumas ir padidėja metalo atliekų kiekis.
Orkaičių tipai
Šildymo orkaitės skirstomos į keletą tipų:
- Metodinis arba nuolatinis veiksmas.
- Šulinių šildymas arba su pertrūkiais.
Šildymo šuliniai
Dideli ruošiniai, sveriantys iki 35 tonų, šildomi šildymo šuliniuose, kuriuose vienu metu gali tilpti nuo 5 iki 14 luitų. Nepertraukiamą valcavimo staklyno darbą užtikrina šiluminių gręžinių grupė. Plieno lydymo krosnyse lydalai išleidžiami tam tikrais laiko intervalais: krosnims su krosnimis tai yra 4-6 valandos, konverteriams - 1-1,5 valandos. Šildymo krosnis sustabdoma remontui visiškai išnaudojus jos išteklius. Per šį laiką šildymo šuliniai naudojami sandėlyje laikomų ruošinių šildymui. Tokio tipo krosnys atlieka tam tikro buferio vaidmenį tarp valcavimo staklynų ir lydymosi krosnių, kurios nuolat veikia.
Šiuolaikiniai šildymo šulinių modeliai yra kamerinės krosnys su periodinėmis temperatūros ir šiluminėmis sąlygomis.
Pramoninės krosnys
Juodųjų ir spalvotųjų metalų metalurgijoje pramoninio tipo šildymo krosnys naudojamos ruošiniams šildyti prieš kalimą, presavimą ar valcavimą. Krosnys skiriasi konstrukcija, luitų pakrovimo būdu ir temperatūros režimu. Naftą, elektrą ar gamtines dujas galima naudoti kaip energijos š altinį. Kaitinimo krosnys pagal ruošinių krovimo būdą skirstomos į nuolatines ir su pertrūkiais.
Į periodinę krosnį įkeliamas tam tikras skaičius luitų, kurie peršildymas lieka stacionarus. Pasiekus reikiamą temperatūrą, luitai išimami iš krosnies ir siunčiami tolesniam apdorojimui, pakeičiami nauja partija. Šiam tipui priskiriamos kamerinės šildymo krosnys.
Nepertraukiamo ciklo krosnyse panardinti ruošiniai nuolat juda šilumos š altinio atžvilgiu, o tai užtikrina maksimalų našumą esant mažam krosnies dydžiui. Šis tipas apima konvejerines, metodines ir rotacines orkaites.
Kamerinės krosnys
Kamerinės krosnies luitai kaitinant lieka nejudantys. Priklausomai nuo įrenginio, kamerinio tipo šildymo krosnys skirstomos į keletą tipų:
- Vertikali. Kaitinant, ruošinio pakrovimas ir iškrovimas yra vertikalioje padėtyje. Naudojamas ilgo ir siauro valcuoto metalo gamybai.
- Kolpakovye. Virš gaminių yra kilnojamas gaubtas, kuris įkaitina juos iki norimos temperatūros. Tokios konstrukcijos naudojamos lakštiniam metalui šildyti.
- Šulinio šildymas. Iš viršaus įkraunama orkaitė su viršuje esančiu liuku, leidžiančiu krauti ruošinius. Šulinio viduje ruošiniai laikomi specialiais mechaniniais griebtuvais.
Kamerinės krosnies kaitinimo elemento veikimo režimas skirsto krosnis į du tipus: pastovios temperatūros ir kintamos temperatūros.
Kintamos temperatūros orkaitės naudojamos tam tikram temperatūros režimui palaikyti, kad būtų gautanurodytos metalo savybės. Ruošiniai praeina visą šildymo ir aušinimo ciklą, todėl jų pakrovimas ir iškrovimas vyksta vienu metu. Elektra leidžia tiksliau valdyti temperatūrą. Pastovios temperatūros orkaitės kaip kurą naudoja alyvą arba gamtines dujas ir gali šildyti kelis ruošinius vienu metu, o pakrovimas ir iškrovimas gali būti atliekami atskirai.
Metodinės orkaitės
Ruošiniai metodinio kaitinimo krosnyje nuolat juda kaitinimo elemento atžvilgiu. Metalo mechaninių įtempimų prevencija ir vienodo kaitinimo užtikrinimas galimas dėl trijų zonų perėjimo ruošiniais:
- Metodinė zona, kurioje iš anksto pašildomi luitai.
- Suvirinimo zona, kurioje luitai įkaitinami iki reikiamos temperatūros.
- Sunkumo zona. Šiluminė energija tolygiai paskirstoma visame ruošinyje prieš pradedant apdirbimą.
Išvardytų zonų savybės priklauso nuo ruošinių dydžio. Jei luitų dalis yra per didelė, suvirinimo zoną sudaro kelios sekcijos, kurių kiekviena turi atskirą šilumos š altinį, kad ruošinys būtų visiškai ir tolygiai pašildytas. Šiluminė energija mažuose luituose pasiskirsto beveik akimirksniu, atitinkamai, jiems nereikia eiti per nykimo zoną. Tokių krosnių energijos š altinis yra skystas kuras arba dujos. Suvirinimo zonos sienelėse yra purkštukai, kurių pagalba atliekamas šildymas.
Pramoninės dujinės krosnys
Daugelyje pramonės šakų naudojamos dujinės šiluminio šildymo krosnys. Jie yra viena iš technologinio ciklo grandžių įvairiose gamybos srityse – nuo metalurgijos iki statybinių medžiagų gamybos.
Šildymo krosnys dažniausiai yra tos pačios konstrukcijos, susidedančios iš darbo vietos, krosnies, kamino, šilumokaičio, kamino ir papildomų įrenginių.
Nešiojamos orkaitės
Elektrinio šildymo krosnys yra kompaktiško dydžio, lengvai valdomos ir remontuojamos, joms nereikia kaminų ir pamatų. Kai reikia remonto, nešiojama orkaitė pakeičiama nauju modeliu, naudojant viršutinį kraną, taip sumažinant pagrindinės įrangos prastovos laiką.
Mechanizuotos ir pusiau mechaninės orkaitės
Krosnių tipas, ruošinių pakrovimas ir iškrovimas, į kurį atliekami papildomi mechanizmai.
Mechanizuotos kameros krosnys gali būti montuojamos gamybos linijoje kartu su kita įranga dėl ritminio ruošinių išėjimo. Stūmoklinės krosnys yra pačios paprasčiausios veikimo ir konstrukcijos požiūriu.
Akinių krosnelės
Besisukančios akinių krosnys naudojamos, kai reikia šildyti apvalius ruošinius, vėliau atsukant varžtus ir priveržiant galus. Tokių krosnių dizainą vaizduoja cilindrinis šamotinis mufelis suskyles. Mufelis sukasi kartu su židiniu ant šarnyrinės žiedinės atramos. Centrinėje židinio dalyje yra dujinis degiklis. Dūmų dujos praeina per mufelio angas, kaitindamos sumontuotus ruošinius ir išleidžiamos į vamzdyną per išmetimo zondą.
Priklausomai nuo konstrukcijos, akinių krosnys skirstomos į rotacines, apvalias, stačiakampes ir fiksuotas. Stačiakampės stacionarios orkaitės, kurios taip pat turi tik vieną langą, yra paprastesnės ir didesnės.
Tokiose krosnyse metalas kaitinamas atvira liepsna, dėl to ant jo paviršiaus susidaro apnašos. Ruošiniai kaitinami be oksidacijos nuolatinėse ir periodinėse krosnyse, todėl galima išvengti apnašų atsiradimo.
