МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ПРИАЗОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.М. Хлестов

КУРС ЛЕКЦИЙ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОБОРУДОВАНИЕ

ТЕРМИЧЕСКИХ ЦЕХОВ»

Часть 1

Мариуполь, 2011

С О Д Е Р Ж А Н И Е

стр.

1. Проектирование термических цехов (часть 1)………………..………….4

1.1 Общая характеристика проектирования………………………..4

2. Содержание и методика решения задач дипломного

проекта (часть 1)……………………………………………………………6

1. Разработка технико-экономического обоснования

проекта…........................................................................................6

1. Номенклатура (сортамент) обрабатываемых изделий и

составление расчетной годовой программы……………………8

2.3 Анализ условий работы изделий и выбор марок сталей…..…11

2.4 Выбор технологического процесса и разработка его

параметров……………………………………………………….13

1. Выбор и обоснование технологического процесса……….…..13

2. Назначение температуры нагрева изделий и режима

нагрева……………………………………………………….…..18

3. Расчет времени нагрева и выдержки садки……………….…..20

4. Разработка режима охлаждения изделий………………….…..30

5. Разработка дополнительных и вспомогательных

операций технологического процесса…………………………31

4. Выбор и расчет оборудования…………………………..……...32

   1. Выбор основного, дополнительного и

вспомогательного оборудования………………………………32

2. Определение необходимого количества

оборудования…............................................................................36

3. Тепловой расчет нагревательного оборудования…………….39

4. Размещение горелок в печи………………..…………………...51

5. Выбор, расчет и размещение рекуператора..………………….51

6. Тепловой расчет электрической печи………………………….61

7. Расчет индукционного нагрева………………………………...65

4. Составление технологической карты термической

обработки изделия……………………………………….……..72

4. Автоматизация рабочих параметров нагревательных

устройств и выбор регулирующих приборов……………...…..73

4. Выбор типа здания и планировка оборудования…………..….73

5. Основные элементы конструкции промышленного здания .. 78

   1. Фундаменты колонн……………………………………………78

   2. Колонны………………………………………………………....78

   3. Фермы……………………………………………………………80

   4. Стены……………………………………………………………81

   5. Покрытие зданий……………………………………………….82

   6. Фонари (светоаэрационные)…………………………………..83

   7. Двери и ворота здания…………………………………………83

   8. Полы…………………………………………………………….84

   9. Промышленные проводки……………………………………..84

   10. Поперечное сечение здания (вертикальное)………………….84

2.10 Другие разделы проекта………………………………………..84

3. Оборудование термических цехов (часть 2)………………………….…86

1. Нагревательные печи…………………………………………...88

3.2 Основные элементы конструкции печей………………….…..89

3.3 Материалы для изготовления печей ……………………….….90

3.4 Теплогенераторы печей………………………………………....90

3.4.1 Горелки……………………………………………………….….91

3.4.2 Радиационные трубы……………………………………….…...93

3.4.3 Электронагреватели………………………………………….…94

3.4.3.1 Расчет электронагревателей……………………………………..97………………………….…….97

3.5 Теплотехнические конструкции термических печей

(способы размещения теплогенераторов в печах)……….…..102

3.6 Печи периодического действия………………………………102

1. Печи камерные со стационарным и выдвижным подом……102

3.6.2 Ямные печи (ТЯО, СЯО)……………………………………...105

5.2 Печь элеваторная (СЭЗ)……………………………………….105

3.6.4 Шахтные печи……………………………………………….…106

3.6.5 Печи с передвижной камерой нагрева………………………..108

3.6.6 Колпаковые печи………………………………………………109

3.6.7 Двухкамерные печи……………………………………………111

3.7 Печи непрерывного действия…………………………………111

1. Печи с наклонным подом…………………………………….. 112

2. Толкательные печи…………………………………………….113

3. Конвейерные печи……………………………………………..115

4. Туннельные печи (ТЛО)……………………………………….117

5. Печи с роликовым «подом» (рольганговые)…………………118

6. Карусельные печи (ТАО)……………………………………...120

7. Барабанные печи……………………………………………….122

8. Печи с пульсирующим подом (СИО и СИЗ)…………………123

9. Протяжные печи (СПЗ, СПО, ТПО)…………………………..123

10. Печи с шагающими балками………………………………….125

3.8 Печи – ванны ……………………….………………………….126

3.8.1 Печи с внутренним обогревом………………………..……...127

3.8.2 Электродные печи – ванны…………………………..………128

3.8.3 Печи-ванны с псевдокипящим слоем…………………...…..130

4. Нагревательные установки (часть 3)…………………………………...131

0. 4.1 Установки газокислородного поверхностного нагрева…….131

4.2 Установка электроконтактного нагрева (способ Гевелинга).132

4.3 Установки непосредственного (сквозного) электронагрева..133

4.4 Установки для поверхностного нагрева в электролите……..133

4.5 Установка электроиндукционного нагрева………………….134

4.5.1 Физические основы нагрева ТВЧ…………………………….134

4.5.2 Составные части установок электроиндукционного

нагрева…………………………………………………………135

4.5.3 Установка для закалки крупных валов………………………138

4.5.4 Установка для закалки крупных зубчатых колес…………...140

4.5.5 Методика расчета индукционного нагрева………………….141

4.6 Установки нагрева «низкотемпературной» плазмой……….142

4.6.1 Установки электроннолучевого нагрева…………………….143

4.6.2 Установки с нагревом лучом лазера…………………………144

5. Устройства для охлаждения изделий при т/о (часть 4)……………….145

0. 5.1 Закалочные баки………………………………………………145

5.1.1 Закалочные баки не механизированные……………………..145

5.1.2 Баки с малой механизацией…………………………………..146

5.1.3 Баки механизированные……………………………………....146

5.2 Закалочные и закалочно-гибочные прессы и машины……...149

5.2.1 Машина для закалки рессорных полос………………………149

5.2.2 Закалочный пресс Глиссона и машина для закалки кулачковых валиков…………………………………………………..150

5.2.3 Ролико-закалочная машина и машина для сорбитизации

колес……………………………………………………………151

5.3 Маслоохладительные установки и душирующие

устройства……………………………………………………...153

6. Вспомогательное и дополнительное оборудование термических цехов

(часть 4)……………………………………………………..157

0. 6.1 Установки для приготовления контролируемых атмосфер..157

6.1.1 Установка для получения эндогаза……………………….….157

6.1.2 Установка для получения экзогаза…………………………..159

6.2 Оборудование для очистки изделий от окалины…………...160

6.2.1 Химическая очистка путем травления………………………160

6.2.2 Механическая очистка от окалины в барабанах……………163

6.2.3 Дробеструйные и дробеметные установки для очистки

окалины………………………………………………………..164

6.3 Оборудование для мойки изделий…………………………...168

6.4 Оборудование для правки деталей…………………………..168

6.5 Подъемно-транспортное оборудование……………………..170

6.6 Оборудование и приборы для контроля качества изделий...171

Перечень ссылок……………………………………………………......174

1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ ЦЕХОВ