Южно-Уральский Государственный Университет
Кафедра: Обработка металлов давлением
Дисциплина: Тепловые агрегаты
Тема: Методическая толкательная печь
2016
Данная печь является трёхзонной. Рассмотрим назначение зон.
Методическая зона — первая (по ходу металла), с изменяющейся по длине температурой. В этой зоне металл постепенно подогревается до поступления в зону высоких температур (сварочную). Во избежание возникновения чрезмерных термических напряжений часто необходим медленный нагрев металла в интервале температур от 0 до 550° С. Вместе с тем методическая зона представляет собой противоточный теплообменник. Находящиеся в состоянии теплообмена дымовые газы и металл двигаются навстречу друг другу. Металл нагревается дымовыми газами, т. е. утилизирует тепло дымовых газов, отходящих из зоны высоких температур. Общее падение температуры дымовых газов, а методической зоне весьма значительно. Обычно в зоне высоких температур методических печей температура газов держится на уровне 1300—1400° С, в конце же методической зоны она находится в пределах 850—1100° С. Методическая зона значительно увеличивает коэффициент использования топлива.
Зона высоких температур или сварочная — вторая по ходу металла. В этой зоне осуществляется быстрый нагрев поверхности заготовки до конечной температуры. Температура нагрева металла в методических печах обычно составляет 1150—1250° С. Для интенсивного нагрева поверхности металла до этих температур в сварочной зоне необходимо обеспечивать температуру на 150—250° С выше т е. температура газов в сварочной зоне должна быть 1300—1400° С.
Томильная зона (зона выдержки) — третья по ходу металла. Она служит для выравнивания температуры по сечению металла. В сварочной зоне до высоких температур нагревается только поверхность металла. В результате создается большой перепад температур по сечению металла, недопустимый по технологическим требованиям. Температуру в томильной зоне поддерживают всего на 30—50° С выше необходимой температуры нагрева металла. Поэтому температура поверхности металла в томильной зоне не меняется, а происходит только выравнивание температуры по толщине заготовки.
Подобный трехступенчатый режим нагрева необходим в тех случаях, когда нагревают заготовки, в которых может возникнуть значительный перепад температур по толщине (более 200° С на 1 м толщины металла).
Краткие характеристики данной печи:
Производительность печи P = 50 т/ч.
Габариты заготовки 150x120x4000, так как высота и ширина > 100 мм, то требуется двухсторонний нагрев заготовки.
Горелки инжекционные, так как — используется газ с низкой теплотой сгорания.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
1 Расчетная часть 5
1.1 Расчет горения топлива 5
1.2 Калометрическая температура горения 6
2 Температурный режим нагрева 8
3 Определение размеров рабочего пространства печи по
заданной заготовке 10
4 Расчет нагрева металла 12
4.1 Нагрев металла в методической зоне 13
4.2 Нагрев металла в сварочной зоне 18
4.3 Нагрев металла в томильной зоне 21
5 Определение основных размеров печи 22
6 Материал и толщина кладки стен и свода 23
7 Тепловой баланс 25
7.1 Приход тепла 25
7.2 Расход тепла 25
7.3 Определение теплового баланса печи 30
8 Выбор горелки 31
9 Расчёт рекуператора 32
10 Описание устройства печи 37
Литература 40
