17. Защитные и контролируемые атмосферы

Применяются чаще всего при химико-термической обр-тки. Состав атм-ры выбирают таким, чтобы обеспечить защиту Ме-ов от окисления, обезуглероживания или создать условия для направленного химико-термического возд-ия на его пов-стные слои с целью насыщения их углеродом или др.элементом. Применения контролируемых атмосфер позволяет избежать окалины, улучшить механ.св-ва заготовки и упростить еѐ дальнейшую обр-тку. Получить контролируемую атм-ру можно из любого газообр-ого топлива(чаще всего это природный газ, при сжигании его с к-том изб.в-ха . Св-ва атмосфер могут изменяться(контролироваться) в процессе их создания. Атм-ры для хим.-терм.обр-тки бывают двух типов (эндотермические(эндогаз) и экзотермические(экзогаз)). Эндогаз получают путем взаим-ия углеводородов(чаще всего метана СН4 с в-хом при тем-ре 900-950⁰С,реакция протекает с поглощением теплоты - отсюда и название). Эндогаз токсичен и взрывоопасен. Экзогаз пол.в рез-те горения углеводородного сырья с выделением теплоты. Экзогаз менее взрывоопасен, но токсичен. Атмосферы маркируются ПС, что обозначает продукты сгорания.

ЭНДОГАЗ: ПС-0,25(ПСО-0,25), ПС-0,45(ПСО-0,45); ЭКЗОГАЗ: ПС-0,6(ПСО-0,6), ПС-0,9(ПСО-0,9);

«О»-атмосфера очищенная,а цифра-к-т избытка в-ха с кот.былаполучена данная атмосфера.

Очищенные атм-ры часто обозначают буквами КГВО - каталитический газ высокоочищенный. Например КГВО-0,9.Очищают атм-ры чаще всего методом каталитической конверсии: в рез-те разложения метана СН4(термического разложения) получаются след.прод.сгорания СО, О2,Н2,Н2О,N2,СО2. Чтобы очистить атм-ру из неѐ необ-мо убрать СО2 и Н2О. Для этого при тем-ре порядка 900ᴼС в исходную атм-ру(например ПС-0,25) добавляют опред-ое кол-во метана. Раскаленные молекулы СО2 и Н2О вступают во вз-ие с молекулой метана. Это вз-ие и наз.конверсией.

СО₂+СН₄↔2СО+2Н₂ Н₂О+СН₄↔СО+3Н₂

В рез-те получается атм-ра со след.составом СО,Н2,N2 или согласно примеру ПСО-0,25 или КГВО-0,25. Полученная атм-ра содержит определенное кол-во СО(от 20 % и наже).Данное кол-во можно регулировать путѐм разбавления другой атм-ры. Контролируемые атм-ры получают в спец.генераторах(печах). Атм-ры производятся постоянно они не накапливаются.

39

18. Материальный баланс зоны печи

Материальный баланс явл-ся выражением з-на сохранения массы и базой для составления теплового баланса (кот. в свою очередь явл-ся выражением з-на сохранения энергии). Материальный баланс исп-ся для расчѐта кол-ва заготовок, что в свою очередь определяет длину всего рабочего пр-ва печи или каждой конкретной технологической зоны в отдельности.

Материальный баланс составляют для каждой зоны в отдельности:

,

где - производительность печи (кг/ч),

• время пребывания садкт в iтой зоне печи,

• число отдельных заготовок нах-ся в iтой зоне печи,

• объѐм отдельно взятой заготовки (м³),

• плотность заготовки в зав-ти от средней t.

Максимальная невязка статей баланса .

Тепловой баланс составляет для определения расхода топлива на нагрев садки выясняя при этом влияние различных статей баланса на уд.расход тепла, а акже для разработки мероприятий по снижению расходных статей баланса. Тепловой баланса также составляется для каждой зоны печи в отдельности. Это связано с тем что создание теплотехнологического режима в зоне требует подвода в эту зону печи опред.кол-ва топлива, кот. моджет быть подсчитано лишь с помощью выполнения зонального теплового баланса. Тепловой баланс печей непрерывного действия составляется 1 час всей работы печи, а печей переодического действия на 1 час за разные периоды нагрева и выдержки.

Уравнение теплового баланса для термических и нагревательных печей:

∑ ,

где - расход т-ва в ітой зоне печи (кг/ч),

• теплота сгорания т-ва (кДж/кг),

• коэф.использования т-ва в ітой зоне печи,

• теплота вносимая в зону печи в рез-те окисления Ме (кДж/ч),

- полезная использованная теплота, т.е. это то тепло которое необходимо для нагрева заготовки,

1,05-коэф. неучтѐнных потерь, - потери теплоты.

^QV

40