9.2. Конструктивный расчет печи

Исходные данные для расчета:

Годовая производительность 20*10⁶ шт. в год;

Масса кирпича 2,8002 кг;

Начальная влажность (W_н) 2%;

Конечная влажность (W_к) 0%;

Температура обжига 1000⁰С;

Время обжига 46 ч;

Расчетное годовое время работы печи (Z) 8320 ч/год;

Плотность садки (q) 280 шт./м³;

Размер вагонетки 3х3 м.

1) Определяем емкость печи:

G_печи=(G₂*100*Z₁)/[Z₂*(100-m)], шт.

где: G₂ – годовая производительность печи, шт./год;

Z₁ – длительность обжига, ч;

Z₂ – время работы печи в год, ч/год;

m – нормы брака при обжиге, %.

, шт.

2) Определяем сечение рабочего канала:

Принимаем: ширина рабочего канала печи - В=3,1 м; высота канала печи - Н=1,3 м. Тогда площадь поперечного сечения рабочей части канала печи будет равна:

S=Н*В,

S=3,1*1,3=3,90 м².

3) Определяем объем рабочего канала печи .

V_печи=G_печи/q,

где: G_печи – емкость печи, шт;

q – плотность садки, шт/м³.

, м³.

4) Определяем длину рабочего канала:

L_р=V_печи/S,

где: V_печи – объем рабочего канала печи, м³;

S – площадь поперечного сечения сечение рабочего канала, м².

L_р=402,98/3,90=103,33 м.

Количество вагонеток в печи:

N=L_р/L_в,

где: L_в – длина вагонетки, м

N=103,33/3=34,44.

Принимаем 35 вагонеток, тогда длина рабочей части печи составит:

L_р=N*L_в=3*35=105,00 м.

5) Определяем длину каждой зоны печи:

Длительность пребывания материала в каждой зоне определяем из графика режима обжига.

L_з.под.=L_р*Z_под/Z=105*19/46=43 м;

L_з.обж..=L_р*Z_обж/Z=105*6/46=14 м;

L_з.охл.=L_р*Z_охл./Z=105*21/46=48 м.

Где: L_з.под , L_з.под и L_з.охл - длины соответственно зон подогрева, обжига и охлаждения, м.

6) Конструктивные характеристики обжигового вагона

Конструктивные характеристики обжигового вагона при нимаем по материалам производственной практики. Эти характеристики приведены в табл. 9.5.

Таблица 9.5. Характеристика теплоизоляционных свойств материалов вагонеток

№ слоя	Материал слоя	Толщина слоя, м	Объем слоя, м3	Плотность, кг/м3	Масса, кг
1	Шамот	0,065	1,04	1300	1352
2	Шамот	0,4	6,4	800	5120

Массу металлоконструкций принимаем равной:

m_м.к.=2200 кг,

тогда общая масса вагонетки будет равна:

m_в=m_к+m_м+m_м.к.=1352+5120+2200=8672 кг.

Определяем массу вагонетки, выходящей из печи за 1 час по формуле:

G_в=N*m_в/τ,

где: N – количество вагонеток в печи, шт.;

m_в – общая масса вагонетки, кг;

τ – время обжига, час .

G_в=(35*8672)/46=6598,26 кг.

Тогда скорость движения вагонетки:

υ=N/τ=35/46=0,76 ваг/ч.

7) Материальный баланс печи

а). Масса изделий, выходящих из печи в час:

,

где: G₂ – годовая производительность печи в кирпичах, шт.\год;

m – масса кирпича, кг;

Z - расчетное годовое время работы печи, час/год;

δ – брак при обжиге, %.

, кг/час

б). Определяем массу сухих и влажных изделий:

, кг/час

,

где: , соответственно масса сухих и влажных изделий поступающих на обжиг за час, кг/час;

W – начальная влажность, %.

, кг/час

в). Определяем массу влаги, удаленную за 1 час:

G_w=G_изд^вл-G_изд^сух=7391,69-7243,85=147,84 кг/час.

г). Масса газообразных продуктов, удаленных из изделия за 1 час:

G_ч.п.=G_изд^сух-G_изд^об=7243,85-6868,62=375,23 кг/час.

д). Масса золы, поступающей в печь вместе с кирпичом на 1 час:

G_з=(n_з*G_изд^сух)/100=20*7243,85/100=1448,77 кг/час,

где: n_з – содержание золы в шихте, %.