ОПЕРЕЖАЯ
ПОТРЕБНОСТИ
Заказать звонок
Назад

Как вывести на новый технологический уровень старую советскую печь

2019

Сегодня немало производств, которые используют печи “возрастом” в двадцать, а то и в тридцать лет. Техническое состояние таких печей оставляет желать лучшего, а иногда, что еще хуже, — находится на грани полного износа. И хотя, с одной стороны, — такие печи могут исправно выполнять свои задачи, с другой — именно они являются основными пожирателями и электроэнергии, и времени персонала. В такой ситуации принцип “выбросить жалко, купить дорого” может свести на нет конкурентоспособность продукции предприятия. 

Но как быть, если у предприятия действительно нет свободных средств для закупки печей нового поколения? Об этом поговорим в этой статье…

Историческая справка. Первые лабораторные печи сопротивления были построены в 1807 году английским ученым Г. Дэви. Промышленные печи сопротивления прямого действия начали строить в 80—90-х годах XIX в. Промышленные печи сопротивления косвенного действия появились в начале XX в. после начала производства материалов для нагревателей.

Печи прошлого поколения: в чем, собственно, проблема?

Если вы узнали свою ситуацию, то скорее всего вам будет знакомо и то, что мы опишем далее.

У вас советская печь, которая вроде бы пока справляется со своими задачами. Однако каждый квартал, а иногда и каждый месяц, появляется необходимость в ремонте, вернее в “реанимировании” печи.

В первую очередь внимание требуют нагреватели, которые являются самым уязвимым местом электропечей сопротивления. Необходимость их замены, как правило, связана с износом самого материала, а также выходом из строя элементов крепления. Вы приглашаете специалиста и он поясняет, что причина — постепенное разрушение огнеупорной кладки и усталость металла. Частота ремонтов увеличивается, хотя не является пока критичной. Тем не менее, вы понимаете, что день “X” скоро наступит. А дожидаться глобальной поломки, чтобы решать проблему в состоянии форс-мажора, смысла нет.

Для справки. К современным решениям относятся нагреватели ТМ Kanthal, Nikrothal, Tubothal, Kanthal Super, Kanthal Globar.

Нагреватели Kanthal отличается:

    • высокой рабочей температурой: до 1425 оС 
    • длительным сроком эксплуатации: от 3-5 и более раз в сравнении с нагревателем из материала Х20Н80; Х23Ю5 (Т), Х27Ю5 (Т);
    • более высокой удельной нагрузкой в сравнении с аналогами;
    • меньшим удельным весом (в сравнении с нихромом); 
    • высоким электрическим сопротивлением;
    • большей стойкостью в науглероживающих и серосодержащих атмосферах.

Нагреватели Tubothal разработаны для установки в защитные трубы из KANTHAL APM, но могут использоваться и без них. Характеризуются более высокой удельной мощностью, минимальным окалинообразованием, высокой механической стабильностью сплава при высоких температурах, длительным сроком службы, пригодны для вертикальной и горизонтальной установки. 

Радиационные трубы из сплава KANTHAL APM — применимы в комплекте с нагревателями Tubothal в электрических печах, также успешно эксплуатируются отдельно в газовых агрегатах ХТО. Изготавливаются методом экструзии из порошкового сплава KANTHAL АРМ. Отличительными особенностями являются:

    • более высокая жаропрочность и жаростойкость при высоких температурах (до 1250 внутри трубы);
    • наличие стабильного оксидного слоя на поверхности — отсутствие науглероживания и окалинообразования (не требуют периодических работ по очистке);
    • меньший удельный вес в сравнении с трубами из жаропрочной стали, следовательно, более простой монтаж и экономия на системе крепления/подвески;
    • более высокая механическая стабильность при высоких температурах — отсутствует необходимость переворачивать трубы в процессе эксплуатации (не коробит при вертикальной установке).

Керамические нагреватели для высоких температур Kanthal Super, нагревательные элементы которых выполнены из дисилицида молибдена для лабораторных и промышленных печей для температуры до 1850°C.

Карбидокремниевые керамические нагреватели Kanthal Globar для промышленных и лабораторных печей для температуры до 1650°C. Возможны к поставке с защитными покрытиями (для агрессивных сред) в одно и многостержневых исполнениях в комплекте с монтажными аксессуарами (втулки, шайбы, зажимы, токопроводы и т.п.). Специальные исполнения для большей стойкости при механических нагрузкахНагреватели

Второй вопрос — это экономичность. Проблема заключается в использовании устаревших огнеупорных и теплоизоляционных материалов. Советские печи характеризуются высокой энергозатратностью при разогреве и поддержании температуры в кирпичной футеровке, а также длительным временем выхода на рабочий температурный режим. 

Равномерностью нагрева в рабочей зоне, что является важным показателем эффективности, советские печи также не отличаются.

Отметим, что на энергоэффективность ряда производств влияет и неполная загрузка печей, которая при разных условиях может составлять до тридцати процентов от рекомендуемых значений. Разумеется, что возможность обеспечить кратковременную, но при этом полную загрузку печи с помощью стопроцентной комплектации деталей, есть не у многих предприятий. В таких случаях тоже ничего не остается, как закрывать глаза на вопрос энергоэффективности.

Для справки. Рабочая температура печей сопротивления:

Низкотемпературные (нагрев до 400 °C) и среднетемпературные (нагрев до 1000 °C), в качестве нагревательных элементов используются нихром марок Х15Н60, Х20Н80 и др.

Высокотемпературные (нагрев до 1600 °C) установки на основе фехраля марок Х27Ю5Т, Х23Ю5Т и др.

Особо высоких температур (нагрев до 1800 °C), в них нагревательные элементы изготовлены из керамических материалов – хромита лантана, дисилицида молибдена, карбида кремния.

Сверхвысоких температур (нагрев до 2500 °C) – работают в вакуумной среде с использованием тугоплавких металлов тантала, вольфрама, молибдена либо композитных углеродсодержащих сплавов в качестве нагревателей.

Решение — полная или частичная модернизация

В какой-то момент вы понимаете, что вас не устраивает подобная ситуация, и вот тут вам помогут наши услуги в полной или частичной модернизации. Ее цель — приблизить параметры вашего оборудования к характеристикам печей нового поколения. Если вы хотите обойтись “малой кровью”, то лучшее решение будет заключаться в привлечении специалистов ООО “Эс Ти Кроун”. Тогда вы экономите и на новом оборудовании, и на оптимизации самой модернизации.

Чтобы уменьшить затраты на саму модернизацию, своим клиентам мы предлагаем действовать по такой схеме: первым этапом делаем оценку состояния печи, далее — разрабатываем техническое решение (ТКП), а затем уже приступаем к реализации. В некоторых случаях техническое состояние печи может требовать ее полную реконструкцию, но в большинстве — можно провести частичную модернизацию.

Технически работа заключается в изменениях конструкции ряда элементов печи. На практике в полную модернизацию печи входят следующие работы:

  • Демонтировать старую футеровку;
  • Подготовить каркас печи;
  • Установить современную малоинерционную керамоволокнистую изоляцию вместо кирпичной футеровки; 
  • Изготовить и произвести монтаж нагревателей;
  • Настроить автоматическую систему управления технологическими процессами (АСУ ТП) печи;
  • Провести ревизию и ремонт/замену механических узлов и агрегатов.

Для справки. Некоторые компании предлагают использование волокнистой изоляции, которая также используется и в бытовых печах. Керамоволокнистая изоляция, в отличие от волокнистой, не пропускает через себя температуру, что для промышленных печей является критическим недостатком.

А теперь перейдем к самому приятному — долгожданному результату. Работы по модернизации позволяют:

  • Увеличить производительность печи (по нашему опыту удается также сократить цикл термообработки);
  • Уменьшить расход энергоресурсов;
  • Повысить % выхода годной продукции;
  • Увеличить сроки межремонтных интервалов, тем самым уменьшить затраты на ремонт и обслуживание.
  • Обеспечить соответствие экологическим нормам, требованиям техники безопасности и нормам энергосбережения.
  • Сократить потери, которые возникают из-за простоев оборудования.

Примеры модернизации печей из нашей практики

Теория теорией, но давайте посмотрим, что можно “вытянуть” из старой советской печи с помощью модернизации.

ПРИМЕР № 1 

Модернизация шахтной печи для термообработки жаропрочных заготовок (t max. 1100 oС).

Выполненные работы по модернизации. Кирпичная футеровка и ленточные нагреватели заменены на волокнистую изоляцию и панели Fibrothal, нагреватели выполнены из сплава Kanthal.

Полученный результат:

  • С момента модернизации печи (четыре года), нагреватель и изоляционная панель не требуют заменены;
  • Время нагрева с 200 oС до 1000 oС сократилось в 2 раза;
  • Температурное поле до модернизации +/- 10 oС, после — +/- 5 oС при 1100 oС.

ПРИМЕР № 2

Модернизация раздаточной печи CAT-0,25.

Выполненные работы по модернизации. Футеровка горловины, заменена керамоволокном, произведено подключение к системе электропитания и контрольное включение. Монтажные работы выполнены за 1 день.

Полученный результат: 

  • Температура на каркасе при температуре в печи 790 oС: до модернизации 66 oС, толщина изоляции 300 мм (шамот), после модернизации — 54 oС, толщина изоляции 190 мм (Fibrothal).
  • По результатам месячных замеров потребление электроэнергии снизилось на 30%.

ПРИМЕР № 3

Модернизация шахтной печи Ц105.

Выполненные работы по модернизации. Кирпичная футеровка удалена со стен, установлена волокнистая изоляция и блоки Fibrothal. Изоляция и блоки удерживаются в клин, связующее не используется. Срок монтажа в пустую печь составил 1,5 — 2 дня.

Полученный результат: 

  • Уменьшение времени разогрева до 900 oС в два раза, что привело к увеличению производительности;
  • На производстве была отменена ночная смена;
  • Снижение потребления электроэнергии на 30%;
  • Повышена безопасность за счет снижения температуры кожуха с 100 oС до 50 oС;
  • Срок службы нагревателей увеличился с 0,5 до 5 лет и более.

ПРИМЕР № 4

Модернизация шахтной тигельной печи Strico Westofen установленной мощностью 66 кВт.

Выполненные работы по модернизации. Замена системы нагрева на комплект нагревательных теплоизоляционных панелей Fibrothal ROB со свободно излучающими нагревательными элементами из проволоки Kanthal AF. Замена футеровки стен печи на керамоволокнистые материалы (муллитокремнеземистый рулонный материал МКРР-130).

Замена горловины печи из штучных огнеупоров на горловину из блочного огнеупорного бетона.

Полученный результат: 

  • Сокращение периода нагрева печи до 900 oС до температуры расплавления 680 — 860oС, при сохранении электрической мощности печи 66 кВт;
  • Уменьшение энергопотребления на 20% в среднем за цикл.

Во всех вышеназванных примерах мы обеспечили:

  • увеличение производительности;
  • увеличение энергоэффективности;
  • улучшение условий труда;
  • повышение качества продукции (уменьшение процента брака).

Результат — повышение технических параметров и улучшение экономических показателей до соответствия современным стандартам.

Несколько слов в качестве заключения...

Модернизация действительно позволяет превратить старые советские печи в энергоэффективное оборудование с высокими технико-экономическими показателями. И это именно тот случай, когда высокие результаты не требуют капитальных вложений.

Как говорится, если печи на вашем производстве относятся к советской эпохе, то лучше не ждать кризиса, а заранее заняться модернизацией оборудования.

Ну, а на правах авторов данной статьи, отметим…

Компания ООО “Эс Ти Кроун” производит модернизацию устаревшего (или требующего ремонта) термического оборудования с использованием принципиально новых решений. Только комплексный подход:

  • Помогаем подобрать оптимальное и надежное решение именно для вашего производства;
  • Осуществляем расчет с последующим сравнением технико-экономических показателей;
  • Используем надежные современные изоляционные материалы и нагревательные элементы;
  • Осуществляем поставку современных силовых станций и компьютеризированных систем управления с централизованным управлением печами и электронным сбором данных.

Вы можете обратиться к нашим специалистам, которые помогут вам подобрать оптимальное решение по модернизации печей сопротивления: http://stcrown.ru/kontakty/