Шахтный котел длительного горения

Виды муфельных печей

Существует несколько классификаций печей, так как в определенных областях одни факторы являются решающими, а другие – нет. К таким факторам относят следующие характеристики:

Тип нагрева.
Назначение.
Вид конструкции.
Защитная среда.
Масса материала.
Объем муфельной камеры.
Температура нагрева.

По типу нагрева муфельные печи подразделяются на газовые и электрические. Электрические варианты практически вытеснили газовые устройства, так как считаются более практичными. Кроме того, удельная теплота сгорания газа ограничена, а при помощи электроприборов можно добиться высоких температур.

По назначению муфельные печи делятся на лабораторные (мобильные устройства для проведения научных исследований), промышленные (стационарные устройства, установленные на промышленных предприятиях), ювелирные (используются для обжига керамики или плавки драгоценных металлов), учебные.

Разделение печей по виду конструкции основано на их функциональности и вариации способов загрузки материала. Выделяют печи вертикальной или горизонтальной загрузки, трубчатые печи, служащие для поверки термопар, а также колпаковые печи, предназначенные для обжига крупных деталей.

Самый простой по конструкции вид – камерные печи. Одна из стенок камеры является дверцей, через которую загружают и выгружают материал. Нагревательные элементы расположены на остальных стенках в специальных канавках. Шахтные или горшковые печи по своей сути похожи на перевернутые колпаковые печи. Материал загружается в углубление муфеля и сверху накрывается плоской крышкой. Наиболее сложные – тоннельные печи. Они оборудованы конвейером или интегрированы в конвейер.

Температурный режим в муфельной печи провоцирует нежелательные химические реакции на поверхности обрабатываемого материала. С этой целью обжиг деталей производится в защитной среде. От типа среды зависит устройство печи. Воздушные печи – самые простые по своей конструкции. В них нагревание происходит в атмосферном воздухе. Печи с газовой защитой позволяют производить нагрев в среде аргона, водорода, гелия и других газов. Бывают и вакуумные печи. В них нагрев детали производится в вакууме.

В некоторых случаях целесообразно классифицировать печи по их характеристикам. Важнейшая характеристика – объем муфеля. Самодельные или фабричные печи отличаются объемом, который может варьироваться от 1 до 100 литров. Обычно объем выбирается при конструировании печи с учетом области ее будущего применения. Еще одна важная характеристика – мощность печи. Она характерна как для электрических нагревателей, так и для газовых печей

При покупке или изготовлении муфельной печи важно учитывать тип электропитания, то есть в однофазную или трехфазную цепь включается устройство

Принцип работы

Подвергаясь постепенной сушке и нагреву, металл или шихта движутся сверху по направлению к низу установки. В свою очередь, разогретые газы, поднимаются снизу вверх, в противоход продукту, который заложен в подобную печку. Более наглядно этот процесс изображен на схеме:

При плавке цветных металлов, внизу печи устанавливается специальная емкость, куда стекает весь расплав, а выработанные агрегатом газы поднимаются наверх.

Проблемы шахтных печей в цветной металлургии состоят в применении особых видов шихты, а также дорогого и труднодоступного кокса. Сейчас такие процессы проводят с использованием газа и антрацитного угля, что значительно снижает себестоимость получения цветных металлов.

В работе шахтных печей для термической обработки сталей существуют свои особенности. В них металл не плавится, а подвергается температурной обработке для улучшения прочностных и антикоррозионных характеристик.

Проходя через стадии нагревания, с последующей обработкой в специальных средах с присутствием определенных газов, металлические поверхности приобретают, требуемые по технологическим условиям, свойства. К примеру, это процессы цементации или азотирования. Для них применяются специальные жаропрочные реторты.

Классификация траншеекопателя и сфера применения

Классифицируются траншеекопатели на три типа, чёткую границу между которыми провести достаточно сложно – портативные, компактные (средние) и тяжёлые. К последним относятся в основном узкоспециализированные баровые машины – траншейные экскаваторы и врубовые машины для горнодобывающей отрасли. В этой статье мы рассмотрим только первые два типа оборудования, которое в основном и называют грунторезами или траншеекопателями.

Чтобы правильно выбрать баровое оборудование нужно в первую очередь оценить вид и объём работ, которые планируется им выполнять. Ведь правильный выбор траншеекопателя позволит сэкономить деньги при покупке и повысить доход от эффективного использования оборудования.

Отличительной особенностью портативных траншеекопателей является их условно «ручное» использование. Такое оборудование часто называют канавокопателем. Портативные траншеекопатели представляют собой оборудование на двух, иногда трёх колёсах которое управляется оператором, идущим рядом. Они имеют невысокую цену и могут эффективно нарезать траншеи шириной 10-15 см и глубиной до 65 см. Применяются такие портативные траншеекопатели в садово-парковом хозяйстве для прокладки оптоволоконных кабелей и линий электропередач, стоков, укладки временных водопроводных коммуникация для летнего периода и т.п.

«Верхний» диапазон модельного ряда портативных траншеекопателей перекликается с «нижним» оборудованием среднего типа. Такое баровое оборудование установлено на небольшие платформы, как правило на гусеничном ходу. Обычно под эти цели используется платформа мини думперов. Поскольку такие траншеекопатели самоходные, управление ими осуществляется уже непосредственно со специальной площадки оператора. Эти канавокопатели позволяют рыть траншею глубиной до 120 см и являются более универсальными механизмами. Помимо баровой установки эти машинки могут работать с различным сменным оборудованием – самосвальным кузовом, буром, бетономешалкой и т.д. Это уже не просто траншеекопатели, а универсальные помощники малого коммунального и садово-паркового хозяйства небольших коттеджных посёлков и личных хозяйств. Но и цена их уже не столь демократична, как «ручного» оборудования.

Компактный тип грунторезов представляет собой баровую установку, которой оборудована некая серийная техника. Т.е. это уже дополнительное навесное оборудование. Управление такими траншеекопателями осуществляется уже с места оператора, которое в зависимости от размеров машины является открытым или расположено в закрытой кабине. В нашей стране в качестве базового шасси в основном использовались белорусские трактора МТЗ и ЮМЗ, сзади которого вешался цепной траншеекопатель – бара. Кроме того, таким навесным оборудованием оснащались трактора ХТЗ, ВгТЗ, ЧТЗ и мини-погрузчики с бортовым поворотом МКСМ. С появлением различного рода колёсных тракторов малого и среднего тягового класса, в т.ч. китайского производства, производители боровых траншеекопателей стали адаптировать своё навесное оборудование и для установки на них.

Траншеекопатели среднего (компактного) типа изготавливаются специализированными предприятиями или производителями серийной техники. Как правило, основной сферой применения барового навесного оборудования является коммунальная и строительная отрасль. Также средний тип траншеекопателей применяется в дорожном строительстве. В зависимости от задач и объёма работ при прокладке трубопроводов и инженерных сооружений применяются траншейные экскаваторы. Но это уже тема для отдельной статьи.

Вакуумные печи

Практически все современные печи оснащены вакуумной системой, которая способствует качественной обработке сырья. Основным элементом данной системы является вакуумный насос, нагнетающий вакуум и создающий давление внутри рабочей камеры. Вспомогательным устройством, помещённым внутрь вакуумной печи для термообработки, является вентилятор, благодаря которому жар равномерно циркулирует по всей камере и способствует равномерному накалу всего содержимого вакуумной печи.

Следовательно, каждая промышленная индукционная печь (или любая другая вакуумная печь) по-своему будет полезна металлургическому предприятию или литейному цеху, поэтому выбирая себе такое устройство следует определить, какие материалы будут подвергаться обработке и, какое количество сырья нужно перерабатывать ежедневно. Однако многие предприятия устанавливают сразу несколько установок, работающих по разным принципам, чтобы в случае необходимости можно было выполнять объём работы больше или меньше запланированного.

Обслуживание и ремонт доменной печи

Любому оборудованию, работающему в круглосуточном режиме, требуется постоянное обслуживание. Регламенты закладываются в технический паспорт оборудования. Несоблюдение графика технического обслуживания влечет за собой сокращение срока эксплуатации.

Работы по техническому обслуживанию доменных печей делятся на периодические и капитальные ремонты. Периодические работы проводятся без остановки рабочего процесса.

Капитальный же ремонт по объему выполняемых работ делится на три разряда. Во время первого разряда производится осмотр всего оборудования, при этом из шахты извлекаются расплавы. Во время второго разряда производится ремонт футеровки, замена вышедших из строя элементов оборудования. При третьем разряде производится полная замена агрегата. Обычно такой ремонт совмещают с модернизацией или реконструкцией домны.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Печи для плавки руд, концентратов и полупродуктов, а также для рафинирования металлов

Отражательная печь имеет форму горизонтальной камеры шириной 4—10 м, длиной 10—35 м и высотой 2—4 м. Исходная шихта загружается в печь через отверстия в своде или через окна в боковых стенках, а жидкие продукты плавки накапливаются в ванне печи. Топливо подается с головной части, а продукты горения отводятся в конце печи. Жидкие продукты плавки по мере их накопления выпускаются из печи через специальные отверстия, расположенные на уровне ванны.

Шахтная печь состоит из вертикальной шахты шириной 1 — 2 м, длиной 5—15 м и высотой 5—8 м, собранной из водоохлаждаемых коробок (кессонов). Кусковая шихта и топливо загружаются сверху, а воздух подается через фурменные отверстия, расположенные в нижней части печи. Продукты плавки непрерывно выпускаются в отстойники или передние горны.

Электрическая печь для плавки руд и полупродуктов имеет форму рабочего пространства, подобную отражательной печи с несколько меньшими размерами. Через свод проходят 3—6 угольных электродов диаметром 0,6—1,4 м, по которым в рабочее пространство печи подается электроэнергия. Загрузка шихты и выпуск продуктов плавки также аналогичны отражательной печи.

Конвертер представляет горизонтальный цилиндр диаметром 2-4 м и длиной 4—10 м, имеющий поворот вокруг горизонтальной оси. Жидкий штейн и флюсы загружаются в конвертер через горловину, а воздух подается через фурмы прямо в ванну.

Сфера применения

Первые дуговые печи изобрели еще в девятнадцатом веке. Использовались они для выплавки металлов. Со временем оборудования существенно усовершенствовали. На сегодняшний день дуговые печи стали незаменимыми в металлургической промышленности.

Процесс переплавки стали в дуговых печах осуществляется за счет высокого температурного режима, который достигается посредством электрической дуги. Таким образом, происходит преобразование энергии электрической в тепловую.

Благодаря высоким техническим характеристикам дуговые печи применяют для создания различных сплавов, которые используют в своих нуждах оборонные и авиационные структуры. С помощью такого теплового оборудования можно получить однородные сплавы любых металлов.

Некоторые виды дуговых печей используют для определения физико-химических анализов. Такие исследования в основном проводятся для выявления количества составляющих различных материалов.

Из истории возникновения

История знает один очень интересный факт, связанный с появлением муфельных печей. Их родиной считается Франция, однако здесь не обошлось без российских умельцев. Известный каретный мастер Жанто, занимающийся изготовлением экипажей для знати и королевского двора, в конце 17 века изобрел рулевую трапецию. Слабым звеном в конструкции являлась ось поворотного шкворня, которая постоянно ломалась.

Однажды к мастеру обратился российский дворянин с заказом роскошного экипажа от имени Петра I. Этот экипаж должен был достаться в подарок одному азиатскому хану

Первым делом заказчик обратил внимание на прочность оси и, не получив удовлетворения, подсказал мастеру способ изготовления прочных материалов

Задача мастера заключается в том, что поверхность оси необходимо цементировать. Заготовка по всей толщине обладает разными показателями прочности. Снаружи она покрывается твердой каленой коркой, а внутри остается достаточно вязкой. Подобное цементирование возможно произвести только в специальной печи, где достигается высокая температура.

Первая муфельная печь (muffla — муфта, глиняный ящик) изготавливалась из глины. В состав материала для цементирования добавлялись измельченные в порошок рога крупного скота. Поначалу такая печь имела определенную область применения, поэтому называлась системой сооружения осей.

Установка котла и ввод в эксплуатацию

Для обеспечения достаточной степени циркуляции воздуха самодельный отопительный котел на дровах нужно устанавливать на 20 –30 сантиметров выше уровня пола на огнеупорном фундаменте, приварив к основанию агрегата стальные ножки.

Подключение устройства к системе теплоснабжения осуществляется в два этапа:

Трубы подачи и обратки подсоединяются к корпусу при помощи патрубков.
Труба дымоотведения врезается в водяной бак.

Прежде, чем подключить стандартный или мини котел на дровах, вокруг него возводят кирпичный экран, повышающий эффективность обогрева и обеспечивающий защиту от прикосновения к раскаленной металлической поверхности на расстоянии минимум 30 сантиметров.

Последовательность введения агрегата в работу:

С котла снимается крышка и теплорассеивающий диск.
На воздуховоде открывается воздушная заслонка.
В топочное отделение не выше уровня дымохода укладываются дрова, поверх которых надо насыпать мелкие щепки.
Перед растопкой дрова поливаются небольшим количеством жидкости, предназначенной для розжига.
Котел накрывается диском и закрывается крышкой.

Когда дрова разгорятся, заслонка прикрывается.

Котел с пиролизным сжиганием твердого топлива

Отличием такой конструкции является то, что твердое топливо в нем не сгорает, как в обычном, а при недостатке подачи первичного воздуха, «перегоняется» в древесный (пиролизный) газ, который сжигается в специальной камере дожига при подаче в нее вторичного воздуха. Такая подача может быть как естественной, так и принудительной.

Схема-чертеж одного из вариантов пирлизного котла

1 — регулятор тяги с термодатчиком; 3 — дрова; 4 — нижняя дверка; 5 — решетка; 6 — воздушная заслонка подачи первичного воздуха; 7 — зольник; 8 — колосниковая решетка; 10 — прочистка; 11 — слив; 12 — теплоизоляция корпуса; 13 — обратка (подача теплоносителя из системы); 14 — форсунка; 15 — подача вторичного воздуха; 16 — заслонка дымовой трубы; 17 — труба с нагретой водой; 18 — заслонка; 21 — загрузочная дверка; 22 — камера дожига.

Как топить шахтный котел дровами

Чтобы добиться максимальной теплоэффективности, потребуется научиться правильно топить шахтный дровяной котел длительного горения. Только в таком случае, удастся достичь указанных в технической документации параметров:

Автономной работы в течение 6-8 часов.

Отсутствия задымления помещения.

Достаточная теплоотдача.

Как показывает практика, большинство потребителей затрудняются перевести обычное горение дров в шахтном котле в режим газогенерации. Для этого выполняют следующие шаги:

Разжигают дрова в обычном режиме.

Ждут в течение 15-20 минут, пока котел выйдет на рабочую мощность.

Переводят прибор в режим газогенерации.

Если дрова подобраны и уложены правильно, топка котла не принесет никаких неудобств.

Какие дрова лучше для котла шахтного типа

Несмотря на «всеядность» оборудования, КПД у шахтного котла напрямую зависит от степени влажности дров. В инструкции по эксплуатации указано, что в качестве сырья, помимо дров, для топки могут использоваться:

Брикеты.

Отходы древесины.

Пеллеты.

Опилки и щепа.

Но основным видом топлива для котла на дровах с шахтной топкой, остаются дрова. Даже если планируется использовать альтернативные типы топлива, необходимо позаботиться, чтобы как минимум около 40% закладки составляли хорошо просушенные поленья. Так, можно обеспечить максимальную теплоотдачу оборудования.

Производители рекомендуют топить котлы любой древесиной твердых сортов. Не советуется использовать смолянистые породы, так как это приводит к снижению сроков эксплуатации котла.

Как правильно укладывать дрова в шахтный котел

Одна из основных проблем, свидетельствующих о неправильной закладке – зависание дров в шахте. Дело в том, что горение происходит только внизу топочной камеры. Дрова опускаются под собственным весом, естественным путем.

Любые несоблюдения рекомендаций приводят к застреванию поленьев и как следствие, остановке процесса горения. Чтобы этого не произошло, соблюдают следующие рекомендации:

Закладка выполняется поленьями, на несколько сантиметров меньше, чем размер топочной камеры.

Дрова укладываются поперек топки, а не вдоль ее.

Снизу располагают сухие поленья, сверху можно уложить более влажные.

Подробные инструкции, относительно закладки топлива и розжига, находятся в инструкции по эксплуатации, прилагаемой заводом – изготовителем.

Преимущества и недостатки дровяных котлов шахтного типа

Водогрейные котлы с шахтным бункером для дров, отличают несколько положительных моментов:

Универсальность – котлы способны работать практически на любом виде твердого топлива. Допускается использование дров, с относительной влажностью 45%.

Производительность – модели, предлагаемые различными изготовителями, предназначены для обогрева частных домов, коттеджей, промышленных и складских помещений.

Автономность – энергонезависимые шахтные ТТ котлы длительного нижнего горения на дровах, не зависят от наличия электричества. В экономном режиме, одной закладки дров хватит от 12 до 24 часов. При максимальной загруженности, добавить топливо придется уже через 6-8 часов.

Простое обслуживание – загрузка топлива и чистка камеры, выполняется через разные люки. Чтобы почистить шахту, нет необходимости останавливать котел. Зола ссыпается в специальный ящик, после чего удаляется.

Безопасность – эксплуатация котла не требует применения сложной автоматики, происходит простым, но эффективным способом. Опасность попадания дыма в помещение и отравление угарным газом почти полностью исключается.

Хорошие технические характеристики шахтного котла и при этом простота конструкции, и внутреннего устройства, привели к тому, что появилось множество схем и чертежей, указывающих, как сделать теплогенератор данного типа своими руками.

Полностью повторить качество заводской сборки в домашних условиях нереально. Результатом самостоятельного производства, стали участившиеся несчастные случаи. Безопасность могут обеспечить только отопительные агрегаты, изготовленные на заводе и имеющие соответствующую сертификацию.

Как сделать доклад в формате «печа-куча»

Формат «печа-куча» всё чаще используют для образовательных мероприятий. Например, он отлично подходит для открытых уроков: каждый ученик может представить короткий доклад на свободную тему.

Если вашему ребёнку поручили подготовить презентацию (неважно в каком формате) ему пригодятся советы ниже. Расскажите ему, как действовать, чтобы сделать крутое, запоминающееся выступление:

Выберите тему. Она должна быть по-настоящему ему важна — только тогда можно увлечь ею других людей.

Определите главную мысль. За шесть с половиной минут сложно успеть рассказать всё, что ребёнок знает по теме

Возможно, этого времени не хватит даже, чтобы изложить самое важное. Но задача не в этом, а в том, чтобы познакомить зрителя с темой и заинтересовать ею

Поэтому прежде всего предложите ребёнку ответить на вопрос: что из доклада должно запомниться? Помогите ему выбрать только одну мысль и выстроить выступление вокруг неё.

Поищите примеры. В интернете можно найти уже довольно много видео с выступлениями в формате «печа-куча» на русском языке. Попадаются как хорошие, так и плохие. Предложите посмотреть их вместе, отметить удачные моменты и учиться на чужих ошибках.

Напишите сценарий. Это правда должно быть похоже на рассказ: с завязкой, кульминацией, развязкой и заключением. Чётко распишите план того, что ребёнок будет говорить по каждому слайду. Времени будет мало, и текста тоже должно быть немного, чтобы не пришлось тараторить. Но можно закончить говорить раньше, чем переключится слайд, — на этот случай ребёнок может добавить в сценарий дополнительные факты или уместные шутки.

Создайте презентацию
Важно уделить внимание каждому слайду. Картинки должны быть высокого качества, чтобы не расплывались на большом экране
Посоветуйте ребёнку не перегружать слайды текстом — лучше сообщить подробности устно. Выступление не должно сводиться к чтению слайдов: визуальный ряд иллюстрирует и направляет мысль, но главное — не он, а слова.

Репетируйте. Помогите ребёнку отработать выступление до стадии «отскакивает от зубов». Напомните о паузах и дыхании. По ходу репетиций корректируйте текст: если какие-то фразы звучат слишком сложно — упрощайте.

Не волнуйтесь. Мы знаем, что это непросто. Но постарайтесь вспомнить, что ребёнок — не ученик перед строгими экзаменаторами, а свободный человек, который пришёл рассказать единомышленникам о своих интересах. Перед выступлением предложите ему подвигаться, произнести пару скороговорок и подготовить воду. Поддержите ребёнка: даже если что-то пойдёт не так, его никто не осудит.

Иллюстрация: UIGO Design / Dribbble

Заключение

Создание и поддержание защитной газовой среды для термообработки — важная составляющая технологии получения деталей с требуемыми физическими характеристиками и чистотой. Защитная атмосфера незаменима во всех процессах термообработки (нитроцементация, закалка, спекание и т.п.) деталей и инструментов для электроники, автомобильной промышленности и аэрокосмической отрасли.

Обеспечение такой среды обработки невозможно без применения качественных и чистых инертных газов, а использование некачественных компонентов приводит к браку, убыткам и претензиям со стороны клиентов.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Ролик в помощь самостоятельным печникам, материал представляет наглядную порядовку отопительной печки:

Видео #2. Подробное руководство по строительству отопительно-варочного агрегата по готовым порядовкам, но с внесением некоторых изменений от исполнителя:

Выбирая конструкцию для собственноручного строительства печки для дачи, надо учитывать собственные возможности и навыки. Не исключено, что предложенные нами варианты кто-то сочтет излишне сложными или простыми. В любом случае представленные сведения помогут получить представление о печных сооружениях, чтобы воспользоваться самим или проконтролировать действия нанятых печников.

Если вам приходилось самостоятельно возводить кирпичную печку для дачи, пожалуйста, поделитесь фотографиями собственных конструкций. Возможно вы знаете какие-то тонкости, которые мы не учли в нашей статье? Расскажите о них нашим читателям – оставляйте комментарии в расположенном ниже блоке. Дата: 25 сентября 2021