Кран для зоны цементации — стабильный подъём при 920 °C

Типичная рабочая температура газовых и твердых цементационных печей составляет 880–940 °C, длительность цементации — 6–12 часов. После извлечения из печи детали сохраняют температуру выше 800 °C. Основные требования к крану для зоны цементации — высокотемпературное исполнение и стабильная работа подъёма. Рекомендуется мостовой кран с тельфером типа LH грузоподъёмностью 10–20 т, оснащённый термостойким стальным канатом с органическим сердечником, выдерживающим кратковременное тепловое излучение 300–500 °C. Электрические компоненты крана размещаются в отдельном электрическом шкафу, удалённом от торца печи, с внутренней вентиляцией и отводом тепла. Краны Kelude для зоны цементации в стандартной комплектации оснащаются термостойким конечным выключателем подъёма (корпус из фторопласта) и термостойким кабелем (кремнийорганическая изоляция); такие решения уже внедрены на ряде специализированных термических предприятий. Частота подъёмов загрузочных рам для печей циклической и глубинной цементации составляет около 2–4 раз в сутки, что предъявляет повышенные требования к надёжности крана.

Размеры загрузочных рам для цементационных печей обычно составляют от 600×400×300 мм до 1000×800×500 мм, масса загрузки — 300–1500 кг. Кран типа LH в сочетании с C-образной траверсой обеспечивает плавное позиционирование рамы внутри печи. Рекомендуемая скорость подъёма: основная — 5 м/мин, микроскорость — 0,5–2 м/мин для точной установки рамы на направляющие печи. Для работы у фронта печи требуется пульт дистанционного управления: оператор выполняет точную настройку с безопасного расстояния сбоку от дверцы печи. Kelude предлагает решение с электрической блокировкой крана и дверцы печи: при неполном открытии дверцы кран не может войти в зону устья печи — двойная система проектирования безопасности. Для передвижения моста крана рекомендуется оснащение преобразователем частоты, что обеспечивает плавное замедление и остановку без раскачивания рамы и ударов о стенки печи.

Зона азотирования — плавный ход и защита от аммиака

Процессы азотирования включают газовое азотирование (500–570 °C) и ионное азотирование (400–560 °C), длительность — от 20 до 80 часов. Особенность зоны азотирования — присутствие диссоциированного аммиака, поэтому коррозионностойкое исполнение электрических компонентов крана обязательно. Рекомендуется кран типа LH грузоподъёмностью 10–20 т со скоростью подъёма 0,5–3 м/мин для медленных и плавных операций. Важно: крышки азотационных печей герметичны и имеют значительную массу (500–2000 кг), поэтому кран должен быть оснащён поворотным крюком для специальной траверсы крышки. Для зоны азотирования Kelude опционально предлагает крюк из нержавеющей стали (марка 304), исключающий коррозию и загрязнение печного пространства продуктами окисления оцинкованного крюка. Степень защиты электрического шкафа — не ниже IP54, что предотвращает воздействие аммиака на контакты контакторов.

Загрузка и выгрузка азотационных печей характеризуется многосменностью и небольшими партиями: одна печь может требовать нескольких операций загрузки/выгрузки в течение суток. Подъем с частотным регулированием на кране типа LH существенно снижает ударные нагрузки на оборудование и детали при частых пусках и остановках. Охлаждение деталей после азотирования обычно происходит либо в печи, либо в отдельной камере охлаждения; эффективность транспортировки между позицией охлаждения и печью напрямую влияет на производственную мощность. Kelude рекомендует проектировать диапазон хода крана в зоне азотирования по радиусу покрытия рабочих позиций, обеспечивая непрерывный треугольный маршрут «загрузочная площадка — печь — камера охлаждения» без повторных перевалок. При линейном расположении нескольких печей целесообразно использовать один кран большого пролёта, перекрывающий все устья печей, либо один кран на две печи.

Зона закалки — быстрое погружение и надёжное торможение

Закалка — наиболее ответственная операция термической обработки с точки зрения работы крана. Деталь после извлечения из нагревательной печи должна быть погружена в закалочную среду (вода, масло или соляная ванна) за минимальное время; типичное требование — не более 15–30 секунд от устья печи до закалочной ванны. Оптимальный выбор — двухбалочный мостовой кран типа QD грузоподъёмностью 20–50 т. Основная комплектация: двухскоростной подъём (высокая скорость 10–20 м/мин + низкая скорость 2–5 м/мин), двойной тормоз (1 рабочий + 1 предохранительный), величина проскальзывания тормоза ≤ 1 мм при 100% нагрузке (национальный стандарт: S ≤ v/100 мм). Закалочные краны Kelude в стандартной комплектации оснащаются двойным тормозом и цепью управления аварийным торможением: даже при отказе главного тормоза вспомогательный тормоз обеспечивает остановку за 0,5 секунды.

Требования к точности управления закалочным краном сосредоточены на нескольких аспектах: ① после выхода детали из печи — быстрое опускание с переключением на микроскорость на высоте 100 мм над зеркалом закалочной жидкости; ② после погружения детали — исключение проскальзывания тормоза и удержание детали стабильно под уровнем жидкости; ③ после завершения закалки — быстрый подъём до уровня выхода из ванны. Специализированная программа управления, разработанная Kelude, реализует операцию закалки одной кнопкой: после нажатия кнопки опускания кран автоматически выполняет полную последовательность «быстрое опускание — микроскорость — погружение — удержание — подъём»; при ручном вмешательстве автоматически возвращается в безопасную логику. Преобразователь частоты крана должен быть оснащён тормозным резистором и контролем напряжения шины постоянного тока, чтобы исключить отказ преобразователя из-за перенапряжения шины при аварийной остановке с полной нагрузкой. Коэффициент запаса прочности каната — ≥ 9 (для условий закалки).

Зона отпуска и загрузочная площадка — оборачиваемость и гибкая компоновка

Отпуск — финальная операция термической обработки с контролем температуры: температура отпуска 150–650 °C, длительность 1–4 часа. Кран в зоне отпуска используется для загрузки/выгрузки рам в печь отпуска и межоперационной транспортировки. Рекомендуется кран типа LD грузоподъёмностью 5–10 т, скорость подъёма 4–8 м/мин, режим работы A5. Температура у устья печи отпуска составляет около 100–200 °C, поэтому специальное термостойкое исполнение не требуется. Кран работает в паре с отпускной транспортной тележкой: рамы после закалки перемещаются в зону отпуска, откуда краном подаются в печь. Kelude рекомендует дополнительно установить в зоне отпуска электрическую тележку-платформу для массовой транспортировки заготовок из зоны закалки, сокращая длительные многократные перемещения крана. В зоне отпуска также может быть установлен кран рабочего места KBK (1–3 т) для быстрой загрузки/выгрузки и осмотра небольших партий деталей.

Загрузочная площадка (зона загрузки/выгрузки) — участок с наибольшей частотой использования крана в цехе термической обработки. На площадке рекомендуется разместить кран рабочего места KBK грузоподъёмностью 0,5–3 т с цепной талью, который совместно с электрической тележкой-платформой обеспечивает загрузку, выгрузку и временное хранение рам для всех технологических операций. Площадка может быть разделена на четыре зоны — цементация, азотирование, закалка, отпуск — с независимыми направляющими KBK. Комбинированное решение для загрузочной площадки от Kelude повышает эффективность оборота рам примерно на 35% и сокращает занимаемую площадь примерно на 20%. Для крупных цехов термической обработки (месячная производственная мощность свыше 500 т) рекомендуется внедрение системы учёта материалов WMS на загрузочной площадке: каждая рама оснащается RFID-меткой, кран автоматически считывает информацию о ходе технологического процесса при подъёме, обеспечивая полную прослеживаемость термической обработки.