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: