ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧАХ

В основе многих технологических процессов лежит тепловая обработка материалов и изделий: нагрев и плавление металлов, обжиг строительного и огнеупорного кирпича, обжиг фарфора и других керамических изделий, получение вяжущих материалов (цементного клинкера, извести, гипса), получение стекла, термическая переработка топлива и т. д. Тепловая обработка материалов и изделий осуществляется в технологических или энерготехнологических агрегатах — промышленных печах, в которых материалам или изделиям в условиях относительно высоких температур придаются свойства, необходимые для дальнейшей обработки шит для выпуска в качестве конечного продукта. Так, в нагревательных печах стальные слитки или заготовки приобретают повышенную пластичность и текучесть, необходимую для прокатки и ковки. В чугунолитейных вагранках чугун переходит из твердого состояния в жидкое, при котором он хорошо заполняет пустоты форм для отливок. Химический состав чугуна при его расплавлении может быть изменен в зависимости от требований, предъявляемых к литью (серый чугун, жаропрочный чугун и т. д.). В некоторых термических печах стальные изделия нагреваются, а затем охлаждаются по заранее определенному режиму, чем достигается получение определенных механических свойств путем изменения внутренней структуры металла без изменения его химического состава (отжиг, нормализация, закалка и отпуск). В печах для термохимической обработки стальных изделий металл нагревается для того, чтобы облегчить, насыщение поверхности, металла углеродом (цементация) или азотом (азотизация) или одновременно углеродом и азотом (цианирование).

В печах для тепловой обработки материалов одновременно протекает ряд сложных процессов — газификация и горение топлива, движение дымовых газов в рабочем пространстве, передача тепла от горящего факела и дымовых газов к обрабатываемому материалу (непосредственно или посредством вторичного излучателя — кладки), продвижение тепла от поверхности изделий внутрь, экзотермические и эндотермические процессы при превращении обрабатываемого материала и т. д. Все эти сложные процессы взаимно связаны, их совокупность составляет суммарный процесс тепловой обработки, и они не могут рассматриваться изолированно. Ведущими из этих процессов являются процессы передачи тепла.

Источником тепла в топливных (пламенных) печах является топливо: газ, мазут, угольная пыль, каменноугольный кокс, бурый уголь, каменный уголь и т. д. Химическая энергия топлива при его сжигании превращается в тепловую энергию, носителем которой являются продукты сгорания. В настоящее время, главным образом в черной металлургии, разрабатываются проекты получения тепловой энергии в ядерных промышленных установках.