Общая характеристика методических печей

Расчет методической толкательной печи

Учебно-методическое пособие для выполнения

курсовых работ по дисциплине " Теплотехника"

для специальностей 150101, 150106

всех форм обучения

Новотроицк

Содержание

1. Общая характеристика методических печей........................... 3

2. Время нагрева металла в печи.......................................4

3. Определение температурного графика печи и металла................. 8

4. Определение времени нагрева на каждом участке печи................. 9

5. Пример расчета нагрева металла в трехзонной

методической печи................................................ 12

5.1. Расчет горения топлива........................................ 13

5.2. Определение времени нагрева металла............................. 17

5.3. Определение основных размеров печи.............................. 23

5.4. Составление теплового баланса печи...............................23

Список литературы................................................ 29

Приложение А. Номограмма для определения степени

черноты СО₂........................................ 30

Приложение Б. Номограмма для определения степени

черноты Н₂О........................................ 31

Приложение В. Номограмма для определения

поправочного коэффициента ......................... 32

Приложение Г. Средняя теплоемкость углеродистых и

низколегированных сталей............................. 33

Приложение Д. Теплопроводность углеродистых и

низколегированных сталей.............................. 33

Приложение Е. Средние теплоемкости для воздуха и газов...............34

Приложение Ж. Энтальпия 1 м³ воздуха и газов........................35

Приложение К. Варианты заданий для расчета горения топлива........... 36

Приложение Л. Варианты заданий для расчета нагрева металла...........41

Общая характеристика методических печей

Методические печи широко применяют в прокатных и кузнечных цехах для нагрева квадратных, прямоугольных, а иногда и круглых заготовок. Широкое применение методических печей обусловлено их достаточно высокой производительностью при невысоком удельном расходе топлива.

Тепловой и температурный режимы методических печей неизменны во времени. Характер изменения температуры по длине печи определяет количество и назначение зон печи. Металл поступает в зону наиболее низких температур и, подвигаясь навстречу дымовым газам, температура которых наиболее низка в месте их выхода из печи, постепенно нагревается.

Первую (по ходу металла) зону, называют методической. В ней металл постепенно подогревается до поступления в зону высоких температур. Во избежание возникновения термических напряжений в металле бывает необходим медленный нагрев его в интервале температур от 0 до 500 °С. Постепенный нагрев металла в методической зоне обеспечивает безопасный режим нагрева. Движущиеся навстречу перемещению металла дымовые газы отдают ему тепло, значительно охлаждаясь в пределах методической зоны.

Вторую по ходу металла зону называют сварочной или зоной высоких температур. Назначение этой зоны состоит в быстром нагреве поверхности металла до конечной температуры. Для интенсивного нагрева поверхности металла до температур 1150-1250 °С необходимо в сварочной зоне обеспечивать температуру на 150-250 °С выше температуры нагрева металла.

Третья по ходу металла зона называется томильной или зоной выдержки. Она служит для выравнивания температуры по сечению металла. В сварочной зоне до высокой температуры нагревается только поверхность металла, температура же середины металла значительно отстает от температур поверхности, в результате чего создается большой перепад температур по сечению металла. С таким перепадом температур по толщине металл поступает в томильную зону, где поддерживают температуру на 50-70 °С выше необходимой температуры нагрева металла. Поэтому в томильной зоне температура поверхности металла не изменяется и поддерживается на достигнутом в сварочной зоне уровне.

Подобный трехступенчатый режим нагрева необходим, когда нагревают заготовки, в которых может возникнуть значительный перепад температур по толщине. Такие печи называют трехзонными методическими печами (рисунок 1).

При нагреве тонких заготовок пользуются двухзонными печами

(с методической и сварочной зонами).

При нагреве металла перед прокаткой на листовых и сортовых станах пользуются четырех - и пятизонными методическими печами для повышения общего температурного уровня печи и обеспечения большей ее производительности.

а – двухзонная печь с монолитным подом; б – трехзонная печь с монолитным подом; в – то же, с нижним обогревом;

г – многозонная печь с нижним обогревом

Рисунок 1 - Температурный режим и профиль методических печей

В методических печах возможно осуществлять односторонний и двухсторонний нагрев металла. Односторонний нагрев происходит в том случае, когда металл нагревается только с одной стороны – сверху. Для ускорения нагрева металла предусматривают нижний обогрев заготовки, для чего под заготовки на всю длину сварочной и методической зон сооружают специальную камеру, оборудованную горелочными устройствами в пределах сварочной зоны. Все топливо, подаваемое в трехзонную методическую печь с нижним обогревом, распределяют по зонам следующим образом, %:

Нижняя часть сварочной зоны................. 55 – 60

Верхняя часть сварочной зоны................ 30 – 40

Томильная зона............................. 10 – 15

Дата добавления: 2015-07-25