
- •Содержание
- •3.2.4 Количество и состав продуктов горения (пг) …………………………...…14
- •Вступление
- •1. Основные положения курса
- •1.1. Характеристики нагрева
- •1.2.Топливо. Вид, состав и расчет горения.
- •1.2.1. Вид и состав топлива
- •1.2.2. Теплота сгорания топлива
- •1.2.3. Топливо для печей
- •1.3. Топливосжигающие устройства
- •1.3.1. Требования к горелкам, форсункам и их классификация
- •1.4. Расчет нагрева и охлаждения металла
- •1.4.1. Температурные режимы нагрева стальных изделий в печах
- •1.4.2. Анализ решения дифференциального уравнения теплопроводности
- •1.5.Огнеупорные материалы
- •1.5.1. Основные классификационные признаки огнеупорных материалов
- •1.5.2. Огнеупорные изделия
- •1.5.3. Строительные материалы
- •1.5.4. Металлы
- •1.6. Элементы нагревательных печей
- •1.6.1. Фундаменты и футеровка печей
- •1.6.2. Каркасы печей
- •1.6.3. Рамы, заслонки рабочих окон и механизмы подъема заслонок
- •1.7. Теплообменные аппараты
- •1.8. Пламенные нагревательные печи
- •1.8.1. Требования, предъявляемые к печам. Классификация печей
- •1.8.2. Камерные печи с постоянной температурой рабочего пространства
- •1.9. Основы проектирования печей
- •1.9.1. Выбор типа печи
- •1.9.2. Порядок проектирования печей
- •1.9.3. Определение основных размеров печи
- •1.9.4. Эскиз печи
- •1.10.. Определение расхода топлива. Тепловой баланс печи
- •Зависимости необходимы для расчета теплового баланса печи рассмотрены в п.5 - «Тепловой баланс. Определение расхода топлива».
- •2.Задание. Данные для выполнения задания
- •1. Расчет горения топлива.
- •5. Тепловой баланс. Определение расхода топлива.
- •3. Расчет горения топлива
- •3.1. Расчет горения газообразного топлива.
- •3.1.3 Количество и состав продуктов горения (пг):
- •3.2. Расчет горения жидкого топлива.
- •3.2.4 Количество и состав продуктов горения (пг):
- •3.2.5 Определение температуры горения топлива:
- •4. Расчет времени нагрева заготовки в камерной печи
- •4.1. Выбор температурного режима ковки:
- •4.1.1. Температура начала ковки и конца ковки (tн.К., tк.К.).
- •4.1.2. Температура рабочего пространства печи:
- •4.3. Определение времени нагрева
- •4.3.1. Аналитический расчет времени нагрева заготовок [1]:
- •4.3.2. Определение времени нагрева заготовок в печи по справочным данным:
- •4.3.3. Выполнить расчет на эвм, с помощью программы Камерный нагрев
- •5. Определение размеров рабочего пространства печи.
- •6. Выбор кладки. Компоновка печи
- •6.1. Стены
- •6.2 Свод
- •7. Тепловой баланс. Определение расхода топлива.
- •7.2.3. Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива
- •7.3 Уравнение теплового баланса:
- •8. Основные технико-экономические показатели работы печи
- •8.1 Термический кпд:
- •8.4 Удельный расход условного топлива:
- •8.5. Напряженность площади пода:
- •Пример расчета
- •1) Газообразное топливо:
- •2) Жидкое топливо:
- •1.1) Расчет горения жидкого топлива
- •1.2) Расчет горения газообразного топлива
- •1.1 Расчет горения жидкого топлива
- •1.1.1 Рабочий состав топлива:
- •1.1.2. Определение количества воздуха необходимого для полного сгорания топлива.
- •1.1.3. Определение температуры горения топлива:
- •1.2 Расчет горения газообразного топлива
- •1.2.1. Определение количества воздуха необходимого для полного сгорания топлива
- •1.2.2 Количество и состав продуктов горения (пг):
- •1.2.3 Определение температуры горения топлива:
- •2. Расчет времени нагрева заданной заготовки
- •2.1 Аналитический расчет времени нагрева заготовок [1]:
- •3. Определение размеров рабочего пространства печи
- •4. Выбор кладки. Компановка печи
- •5. Тепловой баланс. Определение расхода топлива.
- •5.1. Приходные статьи баланса:
- •5.1.1. Химическая теплота топлива
- •7.3 Уравнение теплового баланса:
- •6. Основные технико-экономические показатели работы печи
- •6.1 Термический кпд:
- •6.4 Удельный расход условного топлива:
- •6.5. Напряженность площади пода:
- •Источники информации
- •4 Казанцев е.И. Промышленные печи: Справочное руководство для расчета и проектирования. М.: Металлургия, 1975, - 367 с.
1.8.2. Камерные печи с постоянной температурой рабочего пространства
Для нагрева заготовок под высадку и штамповку массой до нескольких килограммов часто используют очковые печи, которые могут быть поворотными или неподвижными. В стенках печи имеются отверстия — очки, в которые вставляют нагреваемые заготовки. Отапливают печи газом или мазутом. Горелочный камень располагают в поду. Продукты сгорания нагревают заготовки, а затем удаляются в трубчатый рекуператор, в который по воздухопроводу подается холодный воздух. По воздухопроводу нагретый воздух подается к топливосжигающему устройству. Очистку подины от окалины проводят через отверстия, закрываемые кирпичами.
Печи имеют мощность 100—150 кВт, обладают высокой производительностью и низким КПД, не превышающим 15 % вследствие малой эффективности рекуператора. Газы выходят из очков и смешиваются с окружающим воздухом. Затем смесь удаляется через рекуператор под зонт печи.
Камерные печи широко используют в кузницах многономенклатурного основного производства, а также в ремонтных мастерских.
Рабочее пространство печи имеет размеры: длину А, ширину Б и высоту В.
Газ или мазут подаются в печь через горелочный камень. Продукты сгорания по каналам и поступают в рекуператор. Рабочее окно печи закрывается заслонкой.
Загрузку и выгрузку мелких изделий осуществляют вручную. Если масса заготовки превышает 10 кг, печь снабжают средствами внешней механизации. При отводе продуктов сгорания вниз, в боров печь устанавливают на фундамент, а если они удаляются под зонт, то печи фундамента не имеют и устанавливаются на ножках. (рис. 1).
Разработаны конструкции двух- и трехкамерных печей. Использование этих печей выгоднее вследствие экономии места и теплоты.
Рисунок. 1 – Двухкамерная кузнечная печь
В двухкамерной печи горелки 5 и каналы для отвода продуктов сгорания 2 расположены на одной стенке, что создает подковообразное движение газов, поступающих в рекуператор 3. Окна закрыты заслонками 7, которые скользят по рамам 6. Перемещение заслонки осуществляется секторным механизмом 4.
Производительность печи при нагреве стали под обработку давлением доходит до 200 (легированная сталь) и 400 кг/(м2∙ч) (углеродистая и низколегированная стали). Число горелок или форсунок зависит от длины пода. Поверхность нагрева рекуператора равна 5 м2/м2 площади пода. Расход топлива зависит от площади пода и определяется следующими величинами:
Площадь пода, м2................................... Менее 2 2—3 3—5 5—7,5
Расход природного газа, м3/(м2∙ч)…… 50 45 40 35
Расход мазута, кг/(м2∙ч)......................... 40 35 30 27—28
Камерные щелевые печи используют для нагрева концов заготовок под ковку, штамповку или высадку. Печи этого типа устанавливают на пол цеха на ножках. Горелки устанавливают в боковых стенках в шахматном порядке. Продукты сгорания поступают в рекуператор, размещенный над печью. Для защиты обслуживающего персонала от излучения окна снабжаются передвижными водяными или воздушными завесами.
Производительность печей при нагреве углеродистых и низколегированных сталей составляет примерно 400 кг/(м2∙ч). При нагреве легированных сталей она снижается вдвое. Число форсунок или горелок равно (ширина РП)/4. Площадь нагрева рекуператора составляет 5 м2/м2 площади пода. Расход топлива составляет: мазута 110—125 кг/т; природного газа 130—150 м3/т. При нагреве легированных сталей расход топлива увеличивается вдвое.
Для нагрева концов штанг перед обработкой на горизонтально-ковочных машинах используют щелевые механизированные конвейерные печи. Они могут быть горизонтальными или вертикальными. Для горизонтальных печей длина рабочего пространства А изменяется от 1044 до 1972 мм, ширина Б от 580 до 2204 мм и высота В от 800 до 1800 мм с площадью пода от 0,6 до 4,4 м2.