Промислова піч

Промисло́ва піч (англ. kiln, furnance, industrial furnace) — споруда чи пристрій промислового призначення, у якому внаслідок згоряння палива (іноді інших хімічних реакцій) або перетворення електричної енергії виділяється тепло. До печей не прийнято відносити парогенератори, агломераційні машини, деякі електричні нагрівальні прилади та ін.

Доменна піч металургійного заводу «Adolf-Emil-Hütte» у місті Еш-сюр-Альзетт (Люксембург)

Обертова (трубчаста) піч

Нагріті деталі у термічній камерній печі перед гартуванням

Сталевари біля відкритої індукційної печі

Класифікація

За призначенням

Виходячи з призначення, до промислових належать нагрівальні печі, плавильні печі, термічні печі.

Нагрівальна піч — промислова піч, де вироби (заготовки) або матеріали нагрівають до температури, нижчої за температуру їхнього плавлення (на відміну від плавильної печі, в якій матеріали плавлять). Розрізняють нагрівальні електричні печі (в тому числі високочастотні печі) і полуменеві печі; печі періодичної дії (камерні печі, обертові печі та ін.) і безперервної дії (напр., методичні печі). Нагрівальні печі застосовують у кольоровій та чорній металургії, машинобудуванні.

Плавильна піч — промислова піч, де матеріали плавлять, тобто нагрівають до температури, вищої за температуру їхнього плавлення. Плавильні печі використовують у виробництві сталі, чавуну, кольорових металів і їхніх сплавів (вагранка, ватержакетна піч, високочастотна піч, відбивна піч, доменна піч, електродугова піч, мартенівська піч), скла тощо, їх експлуатують на твердому, рідкому і газоподібному паливі, електричній енергії. В деяких плавильних печах застосовують сонячну енергію (сонячні оптичні печі).

Термічна піч — промислова піч для термічної або хіміко-термічної обробки металевих виробів. Бувають гартувальні, відпалювальні, цементаційні тощо. Термічні печі бувають періодичної, напівбезперервної, пульсуючої і безперервної дії; з контрольованим захисним газовим (наприклад, з продуктами неповного окислення вуглеводневих газів) і неконтрольованим повітряним середовищем, а також з середовищем рідким. Набувають поширення потокові гартувально-відпускні, нормалізаційно-відпускні, нітроцементаційні та інші печі.

Промисловими є також печі, де з матеріалу видаляють вологу (сушильна піч), піддають матеріал розкладу (наприклад, коксові печі), а мінеральну сировину, будівельні і вогнетривкі матеріали — випалу, обробляють харчові продукти (коптильні печі, печі кондитерські, хлібопекарські).

Своєрідними є промислові печі киплячого шару, де оброблюваний теплом зернистий матеріал енергійно перемішується («кипить»).

За джерелом тепла для нагрівання

За джерелом тепла розрізняють електричні печі і полуменеві печі (особливими є печі із спеціальними видами нагріву — плазмові печі, оптичні печі).

Електрична піч — нагрівальна або плавильна піч, що в ній електрична енергія перетворюється на теплову. Електричні печі поділяють на дугові печі, індукційні печі, плазмові печі, печі опору й електронно-променеві.

Полуменева піч — промислова піч, де тепло передається виробам або матеріалам випромінюванням і конвекцією від газоподібних продуктів згоряння палива та випромінюванням від розжареної кладки. Тверде паливо згоряє в топках печі, рідке і газоподібне — в топках або в її робочому просторі. До полуменевих печей. належать деякі нагрівальні печі, плавильні печі тa термічні печі.

За конструктивними ознаками

За конструктивними ознаками печі бувають шахтні, ватержакетні, обертові, прохідні (тунельні, карусельні, кільцеві), камерні (ковпакові, ямнні, з висувним подом) тощо:

• шахтна піч — промислова піч з вертикальним робочим простором («шахтою») круглої або прямокутної форми. У верхню частину шахтної печі завантажують вихідний (оброблюваний) матеріал, що опускається під дією власної маси (газоподібні продукти згоряння палива рухаються назустріч); з нижньої її частини видаляють готовий продукт;
• ватержакетна піч — (англ. water-jacket, від англ. water — вода і англ. jacket — сорочка, кожух) — піч, стіни якої складені з охолоджуваних водою порожнистих металевих коробок (кесонів); різновид шахтної печі;
• обертова (ротаційна) піч чи трубчаста піч — промислова горизонтальна або трохи похила піч циліндричної форми, корпус якої обертається навколо поздовжньої осі. Розрізняють обертові печі на пилоподібному, кусковому, рідкому і газовому паливі, а також обертові печі з електричним нагрівом;
• прохідна піч або піч неперервної дії у тому числі й тунельна піч — промислова піч, в якій заготовки (вироби), що обробляються, переміщаються крізь робочий простір з допомогою рольгангів, конвеєрів, штовхачів тощо. В прохідних печах нагрівають заготовки перед обробкою тиском, проводять випалення керамічних і металевих емальованих виробів. В печах такої конструкції розрізняють зони: підігрівальну, нагрівальну й охолоджувальну;
• камерна піч — полуменева або електрична піч, що її робочий простір має форму камери з приблизно однаковою довжиною, шириною і висотою. В усіх точках робочого простору такої печі температура практично однакова. Розрізняють камерні печі вертикальні, ковпакові, з висувним або нерухомим подом тощо.

За іншими ознаками

Промислові печі класифікують, крім того, за

• теплообміном: променевим (наприклад, мартенівські печі) або внаслідок конвекції (печі низькотемпературні, сушильні);
• механізмом переміщення виробів, що підлягають нагріванню (наприклад, методичні печі, прохідні печі);
• тепловим і температурним режимами (наприклад, камерні муфельні печі).

Див. також

• Пірометалургія
• Ливарне виробництво
• Термічна обробка

Джерела

• Тринкс В. Промышленные печи Т. 1 / Пер. Г. Л. Фридман, ред. В. Н. Григорьев / В. Тринкс; W. Trinks, M. H. Mawhinney. — М.: Металлургия, 1966. — 500 c. (рос.)
• Тринкс В. Промышленные печи Т. 2 / Пер. М. Н. Грановская / В. Тринкс; W. Trinks. — М.: Металлургиздат, 1961. — 390 c. (рос.)
• Электротермическое оборудование: Справочник /Под общ. ред. А. П. Альтгаузена. — М.: Энергия, 1980. — 416 с. (рос.)
• Фомин Н. И., Затуловский Л. М. Электрические печи и установки индукционного нагрева. — М.: Металлургия, 1979. — 247 с. (рос.)
• Электрические печи сопротивления и дуговые печи: Учебник для техникумов /М. Б. Гутман, Л. С. Кацевич, М. С. Лейканд и др., Под ред. М. Б. Гутмана. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 360 с. (рос.)
• Липов В. Я., Ревзин В. А., Рубин Г. К. Конвейерные закалочно-отпускные электропечи и агрегаты. — М.: Энергоатомздат, 1989. — 144 с. (рос.)
• Электрические промышленные печи: Дуговые печи и установки специального нагрева: Учебник для вузов /А. Д. Свенчанский, И. Т. Жердев, А. М. Кручинин и др.; Под ред. А. Д. Свенчанского. — Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Энергоиздат, 1981. — 296 с. (рос.)
• Зворыкин Д. Б., Александрова А. Т., Байкальцев Б. П. Отражательные печи инфракрасного нагрева. — М.: Машиностроение, 1985. — 176 с. (рос.)
• Бельский В. И., Сергеев Б. В. Промышленные печи и трубы. Уч. пособие, изд. 2-е. — М.: Стройиздат, 1974. — 301 с. (рос.)