6. Выбор горелок

В многозонных методических печах подводимая тепловая мощность (а, следовательно, и расход топлива) распределяется по зонам печи следующим образом: верхняя часть сварочной зоны 30–40%; нижняя часть сварочной зоны 35–45% и томильная зона 15–25%.

Распределяя расход топлива по зонам пропорционально тепловой мощности, получим:

B^в_св.з= 40% В=4,132 м³/с.

B^н_св.з= 45% В=4,649 м³/с.

B_том.з= 20% В=2,066 м³/с.

Принимая, что в печи установлены горелки типа «труба в трубе» в верхней сварочной зоне 10 штук, в нижней сварочной зоне 12 штук, а в томильной зоне 8 штук находим расход топлива на одну горелку:

B^1в_св.з= 4,132/10=0,41 м³/с.

B^1н_св.з= 4,649/12=0,39 м³/с.

B¹_том.з= 2,066/8=0,26 м³/с.

Выбор горелок производится по методике, изложенной в табл. 23 [2].

Плотность газа 1,0956 кг/м³, расход воздуха при коэффициенте расхода n=1,1 равен 2,24 м³/м³ газа.

Пропускная способность горелок по воздуху:

V¹_в=V_в·B¹ 6.1

верхняя сварочная зона

V¹_в=2,24·0,41=0,92 м³/с.

нижняя сварочная зона

V¹_в=2,24·0,39=0,87 м³/с.

томильная зона

V¹_в=2,24·0,26=0,58 м³/с.

Расчетное количество воздуха, определяем по формуле:

6.2

верхняя сварочная зона

м³/с;

нижняя сварочная зона

м³/с;

томильная зона

м³/с.

Принимая давление воздуха перед горелками равным 1,0 кПа, по графику на рис. 28 [2] находим, что при этом давлении требуемые расходы воздуха обеспечивают следующие типы горелок «труба в трубе» большой тепловой мощности: верхняя сварочная зона – ДНБ-375, нижняя сварочная зона – ДНБ-300 I, томильная зона – ДНБ-275.

Расчетное количество газа определяем по формуле:

6.3

верхняя сварочная зона

м³/с;

нижняя сварочная зона

м³/с;

томильная зона

м³/с.

Принимая давление газа перед горелками равным 3,0 кПа, по графику на рис. 29 [2] находим, диаметр газового сопла для горелок: верхние сварочные зоны – 160 мм, нижние сварочные зоны – 160 мм, томильная зона – 130 мм.

Окончательно принимаем горелки для верхней сварочной зоны ДНБ 375/160, нижней сварочной зоны ДНБ 300 I/160, томильной зоны ДНБ 275/130.

Заключение

Выбор конструкции методической печи и графика нагрева зависит от толщины заготовки, пластичности металла в холодном состоянии и теплофизических свойств нагреваемого металла. Ограничение скорости нагрева холодного металла в интервале температур от 0 до 500 ^оС распространяется в основном на качественные и высоколегированные стали. Этим сталям свойственны относительно низкие коэффициенты теплопроводности и температуропроводности, в результате чего чрезмерная скорость нагрева может привести к недопустимому перепаду температур по толщине заготовки. Скорость повышения температуры металла в начале его нагрева в первую очередь зависит от того, какова температура в начале методической зоны, при которой проводится посад холодного металла. Выбор этой температуры, а следовательно, температурного режима печи и ее конструкции во многом зависит от того, какая начальная температура печи допустима для той или иной марки стали. Существует большое число, весьма ходовых марок стали (углеродистые, низколегированные, рельсовые и др.), для которых эта температура практически неограниченна. Однако для ряда других марок стали должны быть введены достаточно строгие ограничения, вплоть до того, что некоторые стали можно помещать в печь, температура которой не превышает 600–650 ^оС. Ограничения подобного рода, достаточно четко определены и приведены в соответствующей справочной литературе.

Библиографический список

1. Мастрюков Б.С. Теория, конструкции и расчёты металлургических печей: в 2-х томах. 2-е изд. перераб. и доп. т. 2. М.: Металлургия, 1986. 376 с.

2. Расчет методической толкательной печи: исх. дан. и метод. указания к выполнению курсового проекта / сост. Ю.И. Алексеев; – Нижний Тагил: НТИ(ф) УГТУ-УПИ, 2006.-120 с.