Pece na tepelné spracovanie Technológia tepelného spracovania Ing. Roman Moravčík, PhD.
Jan 10, 2016
Pece na tepelné spracovanie
Technológia tepelného spracovania
Ing. Roman Moravčík, PhD.
Tepelné spracovanie
Výsledné vlastnosti ocele závisia od: chemického zloženia štruktúry, t.j. od fázového zloženia a od tvaru, veľkosti a
rozloženia jednotlivých fáz
Tepelné spracovanie = všetky procesy, pri ktorých materiál zámerne ohrievame a ochladzujeme tak, aby získal požadované vlastnosti. V podstate ide o súhrn nasledujúcich operácií:
ohrev určitou rýchlosťou na danú teplotu zotrvanie (výdrž) na tejto teplote ochladzovanie určitou rýchlosťou
Tepelné spracovanie
Nežiaduce sprievodné javy tepelného spracovania: mechanické napätia:
1. deformácie2. trhliny
poškodenie povrchu:1. oxidácia povrchu2. oduhličenie povrchu
Cieľom moderných zariadení na tepelné spracovanie je:
maximálna koncentrácia technologických operácií na jednom pracovisku;
reprodukovateľnosť výsledkov procesu; hygiena pracovného prostredia; ekologická nezávadnosť prevádzky; zaznamenať, zdokumentovať a archivovať
priebeh procesu tepelného spracovania
Základné spôsoby ohrevu kovových materiálov v procesoch tepelného
spracovania
podľa miesta vzniku tepla:
a) priame ohrevy – teplo vzniká v ohrievanom materiáli
b) nepriame ohrevy – teplo prestupuje z okolitého prostredia s vyššou teplotou do povrchu ohrievaného materiálu
podľa rýchlosti ohrevu:
a) konvenčné (pomalé, nepriame) ohrevy
b) rýchloohrevy podľa prostredia pôsobiaceho na vsádzku:
a) ohrevy v oxidačnom prostredí (na vzduchu)
b) ohrevy v neutrálnom prostredí
c) ohrevy v aktívnom prostredí (v procesoch chemicko-tepelného spracovania)
Technologické spôsoby rýchloohrevov (rozdelenie podľa miesta vzniku tepla)
teplo vzniká v ohrievanom materiáli
a) indukčný
b) odporový teplo prestupuje z okolitého prostredia do materiálu
a) plameňom
b) plazmou
c) v soľných kúpeľoch
d) vo fluidnej vrstve teplo vzniká na rozhraní ohrievaný materiál - okolité prostredie
a) laserom
b) elektrónovým lúčom
c) iónový ohrev
d) trením (frikciou)
e) v elektrolyte
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
1)1) zdrojov teplazdrojov tepla::
a) elektrické odporovéelektrické odporové pece pece
b) palivovépalivové pece - na plynné palivo (obvykle zemný plyn, CH4, propán)
- na kvapalné palivo (mazut, nafta, oleje, benzín, alkohol)
- na tuhé palivo (uhlie, drevo, koks) (minimálne využitie)
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
2)2) prostredia, pôsobiaceho na vsádzkuprostredia, pôsobiaceho na vsádzku::
a) vzduchovévzduchové pece - oxidačné prostredie
b) vákuovévákuové pece - neutrálne vákuum
- aktívne vákuum
c) pece s riadenými atmosféramis riadenými atmosférami
- neutrálne plyny alebo zmesi plynov
- aktívne zmesi plynov
d) roztavené soľné kúpelesoľné kúpele - neutrálne
- aktívne
e) fluidnéfluidné pece - neutrálna fluidná vrstva
- aktívna fluidná vrstva
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
3) účelu použitia:3) účelu použitia:
- žíhacie pece
- kaliace pece
- popúšťacie pece
- pece pre nauhličovanie (cementačné)
- nitridačné pece
- viacúčelové pece
- pece pre spájkovanie
- pece pre spekanie výliskov z (kovových) práškov
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
4) podľa druhu výhrevných telies:4) podľa druhu výhrevných telies:a) pece s ohrevom sálaním z odporových telies, vyhrievaných
prechodom elektrického prúdu
Vzduch alebo vákuum
Pec
Elektrické odporové telesá (vinutie)
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
4) podľa druhu výhrevných telies:4) podľa druhu výhrevných telies:b) pece s ohrevom sálavými rúrami, vo vnútri ktorých je zdroj
tepla (horák alebo elektrické odporové teleso)
Riadená atmosféra
Vzduch
Horľavý plyn alebo kvapalina
Pec
Horák
Plameň
Sálavá (radiačná) rúra zo žiaruvzdorného materiálu
spaliny
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
4) podľa druhu výhrevných telies:4) podľa druhu výhrevných telies:c) pece s ohrevom horúcimi plynnými spalinami prúdiacimi
z horákov
Produkty horeniaCO2, H2O
Plameň
Vzduch
Horľavý plyn alebo kvapalina Pec
Horák
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
5) hlavných konštrukčných znakov:5) hlavných konštrukčných znakov:a) komorové pece
Komorové pece:
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
5) hlavných konštrukčných znakov:5) hlavných konštrukčných znakov:b) šachtové pece
Šachtové pece:
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
5) hlavných konštrukčných znakov:5) hlavných konštrukčných znakov:c) zvonové (poklopové) pece
Zvonové pece:
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
5) hlavných konštrukčných znakov:5) hlavných konštrukčných znakov:d) priebežné pece
Priebežné pece:
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
5) hlavných konštrukčných znakov:5) hlavných konštrukčných znakov:e) kúpeľové (téglikové) pece
Kúpeľové pece:
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
5) hlavných konštrukčných znakov:5) hlavných konštrukčných znakov:f) vozové pece
Vozové pece:
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
5) hlavných konštrukčných znakov:5) hlavných konštrukčných znakov:g) karuselové pece (s otočným stolom)
Buchar(kovací lis)
kaliaci lis
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
5) hlavných konštrukčných znakov:5) hlavných konštrukčných znakov:h) štrbinové pece
Štrbinové pece:
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
5) hlavných konštrukčných znakov:5) hlavných konštrukčných znakov:i) viacúčelové pece
Predkomora
Horúca komora
ohrievaná sálavými rúrami
s riadenou atmosférou
Kaliaci olej
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
6) podľa toku materiálu:6) podľa toku materiálu:a) statické zariadenia - komorová pec (najčastejšie
klasická atmosféra, pričom vznikajú okuje a sú potrebné veľké prídavky)
- vozové pece - sú určené pre veľkorozmerné súčiastky
- mufľové pece – (mufľa = plynotesná nádoba, pričom články nie sú v styku s prostredím
pece)- šachtové pece - súčiastky sa nedeformujú,
špeciálnym typom je prípad hlbinnej pece- zvonové (poklopové, elevátorové) pece- vákuové pece
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
6) podľa toku materiálu:6) podľa toku materiálu:
b) priebežné zariadenia - krokové pece
- vozíkové pece
- narážacie pece (vsádzka je umiestnená na roštoch, ktoré sa posúvajú)
- pásové pece (je určená pre malorozmerné súčiastky - nože, príbory ...)
- valčekové pece
- závitovkové pece (používajú sa na výrobu pružín, podložiek)
- rotačné (bubnové) pece - vsádzka sa vo vnútri bubna premiešava
- linky
Zariadenia na tepelné spracovaniea chemicko-tepelné spracovanie:
7) podľa pracovnej teploty:7) podľa pracovnej teploty:- nízkoteplotné (žíhacie, popúšťacie, nitridačné, vytvrdzovacie)- vysokoteplotné (kaliace, cementačné, žíhacie)
8) podľa použitej atmosféry:8) podľa použitej atmosféry:- bez ochrannej atmosféry (vzduchové)- s riadenou atmosférou (exo-, endo-, nitridačná atmosféra)- s inertnou atmosférou (N2, Ar)- vákuové
9) podľa stupňa automatizácie a regulácie (sleduje sa 9) podľa stupňa automatizácie a regulácie (sleduje sa teplota, tlak, uhlíkový potenciál, čas, rýchlosť pohybu teplota, tlak, uhlíkový potenciál, čas, rýchlosť pohybu vsádzky):vsádzky):- bez regulácie- bez regulácie- s reguláciou na konštantnú hodnotu- s reguláciou na konštantnú hodnotu- s reguláciou na premenlivú hodnotu – programovanie - s reguláciou na premenlivú hodnotu – programovanie
Vákuové pece:
Linky: