Печь

Печь, устройство, в котором в результате горения топлива или превращения электрической энергии выделяется тепло, используемое для тепловой обработки материалов или изделий либо для отопления. По сложившейся традиции к печам не принято относить паровые котлы, агломерационные машины, некоторые электрические нагревательные приборы и др. тепловые агрегаты, которые, по существу, попадают под определение печи (например, установки контактного нагрева). В то же время печами называют сложные агрегаты для термической или химико-термической обработки металлических изделий, при которой изделие в различных частях агрегата не только нагревается и выдерживается при заданной температуре, но и охлаждается до определённой температуры с регламентированной скоростью (например, термические башенные печи).

  Печи применяются во многих отраслях промышленности, а также в быту (для отопления, варки пищи, выпечки хлеба и т.д.).

  Основные части печи: генератор тепла — часть печи или устройство, в котором выделяется тепло; рабочее пространство, в котором находятся материал или изделия; теплоотборник (в агрегатах для термической или химико-термической обработки), служащий для охлаждения изделий; устройство для подвода топлива или электрической энергии, а также для отвода продуктов сгорания; механизмы для загрузки, транспортирования через печь и выгрузки материалов и изделий; система автоматического управления работой печи; строительные конструкции (фундамент, каркас, площадки для обслуживания и т.п.); устройства для утилизации тепла продуктов сгорания топлива (рекуператоры и регенераторы). В зависимости от типа печи генераторы тепла и теплоотборники могут быть конструктивно отделены от рабочего пространства (например, вынесенные топки), но в большинстве современных печей они совмещены с рабочим пространством. В некоторых печах (например, в индукционных печах) тепло генерируется в самом нагреваемом изделии. Отопительные печи совсем не имеют рабочего пространства, так как выделенное в них тепло передаётся нагреваемому помещению.

  Печи отличаются чрезвычайным разнообразием конструкций и работают на всех видах топлива, на электрической энергии, солнечной энергии и т.д. Рабочая температура в печи может быть от 100 до 5000 °С. Общепринятой классификации печей не существует. Печи можно разделить на 2 большие группы: промышленные и бытовые.

  Промышленные печи можно классифицировать по их технологическому назначению. Печи для удаления влаги из материалов делятся на сушильные печи, предназначенные для удаления влаги из твёрдых материалов (лесоматериалы, литейные формы, кожа, керамические и др. изделия), и выпарные печи (или точнее — выпарные аппараты) — для удаления влаги из растворов, применяемые в пищевой промышленности, химии и т.д. Нагревательные печи предназначены — для нагрева материалов или изделий без изменения их агрегатного состояния, например для нагрева металла перед обработкой давлением в металлургии и машиностроении. Термические печи используют для придания материалам и изделиям новых механических свойств, например для термической и химико-термической обработки прокатной продукции в металлургии и изделий в машиностроении. Обжиговые печи служат для обработки минерального сырья (руда, глина, известняк и т.п.) с целью изменения его структуры и химического состава перед последующей переработкой и для обжига изделий из этого сырья (строительные, огнеупорные материалы, глиняные и фарфоровые изделия и т.д.), а также эмалированных металлических изделий. Плавильные печи применяют для перевода обрабатываемого материала в жидкое состояние путём нагрева его выше температуры плавления при получении металлов из руд (см. Ватержакетная печь), выплавке стали и цветных металлов (см. Мартеновская печь, Двухванная печь), расплавлении чёрных и цветных металлов в литейном производстве (см. Вагранка, Отражательная печь), варке стекла, а также плавке различных материалов. Печи для разложения и возгонки материалов, большей частью с изменением агрегатного состояния, служат для сухой перегонки топлива — получения кокса (см. Коксовая печь), древесного угля, возгонки летучих металлов, крекинга нефти и многих процессов химической промышленности.

  Среди бытовых печей многочисленную группу составляют отопительные печи. Многие бытовые печи (хлебопекарные, кондитерские и т.д.), особенно крупные, являются по существу промышленные печи и их также можно классифицировать по назначению.

  По виду обогрева печи разделяют на пламенные и электрические. Пламенные печи отапливают каким-либо видом топлива. Они делятся на печи непосредственного нагрева, при котором продукты сгорания топлива соприкасаются с нагреваемым материалом или изделием (см. Методическая печь, Шахтная печь), и печи косвенного нагрева, в которых тепло от продуктов сгорания к нагреваемому материалу или изделию передаётся через стенку радиационных труб или муфелей, а в ряде случаев и через жидкости (см. Ванная печь). Электрические печи делят на печи сопротивления, в которых электрический ток пропускают через само изделие или электрические нагревательные элементы сопротивления, расположенные в печи, индукционные печи и дуговые печи, в которых тепло выделяется в электрической дуге. Особую группу составляют печи со специальными видами нагрева: плазменные печи, электроннолучевые печи, оптические печи, в том числе гелиопечи, и др. С точки зрения тепловой работы промышленные печи классифицируют также по признаку протекающих в них процессов теплообмена. Различают печи с радиационным режимом теплообмена, в которых преобладает лучистый теплообмен (например, мартеновские печи, методические печи), печи с конвективным режимом, в которых основную роль играет конвективный теплообмен (низкотемпературные нагревательные печи, сушила), и печи со слоевым режимом, в которых обрабатываемый материал располагается в виде неподвижного или движущегося слоя (шахтные печи, кипящего слоя печи); в печах последнего типа радиационный и конвективный механизмы переноса тепла играют, как правило, одинаковую роль.

  Печи классифицируют и по ряду др. признаков: по методу передвижения нагреваемых изделий (конвейерные печи, печи с выкатным подом, толкательные печи, протяжные печи, печи с шагающим подом и др.), по характерным конструктивным признакам (вращающиеся печи, кольцевые печи, колпаковые печи и др.), по тепловому и температурному режимам (проходные печи, камерные печи, отражательные печи и т.п.) и др. Некоторые печи называют по имени изобретателей (мартеновские, печь Сименса и др.).

 

  Лит.: Глинков М. А., Основы общей теории печей, 2 изд., М., 1962; Справочник конструктора печей прокатного производства, под ред. В. М. Тымчака, М., 1970.

  В. М. Тымчак.


ПраймКемикалсГрупп