Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Несенчук А.П. Пламенные печи для нагрева и термообработки металла учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
17.5 Mб
Скачать

Неравномерность прогрева конечная 142

------ сечения 142 Ннжннй обогрев 36

Низколегированные стали 9 Нуссельта критерий ПО

О

Обезуглероживание поверхности 23 Область рециркуляции 94 Обозначения в схемах регулирования

301

марок сталей 8 Объемный вес кладки 332

Объемная кратность инжекции 74

скорость реакции 233

Объем катализатора 233 Огнеупорность кладки 332 Окисление стали 20, 157 Окислительная атмосфера 20 Оптические пирометры 296 Оптимальная скорость фильтрации

248 Отрыв пламени 46

Отсеки горения 28 Очистка от С02 и Н20 238

П

Парциальное давление 22 Пекле критерий ПО Перегрев металла 13 Пережог металла 13

Перепад температуры (допустимое значение) 15

давления на участке 88

температуры в сечении 14 Период нагрева (начальный) 13 Пережим потока газов 27 Печь методическая 27

щелевая 26

Печен классификация 25 Пирометрическая характеристика печи

65

------ топлива 258 Пирометрический коэффициент 65 Пирометры 296 Пламени фронт 46 Площадь огнеупоров 332

критического сечения сопла 79

диффундирующей массы 168 Поверхность радиационных труб 205 Поворотные клапаны 307 Повышение давления (в горелке) 76

(в печи) 98 Под активный 34

полезный 34

Подогрев воздуха 67, 253

топлива 67, 253 Порозность 201, 217

огнеупоров 332 Потенциометры 313 Прандтля критерий 136 Предел воспламеняемости 178

прочности огнеупоров сжатию 332

упругости 15

Приведенная безразмерная темпера­ тура 127

— степень черноты 119 Принцип подобного преобразования

109 Промежуток времени расчетный 150

Р

Равновесные значения отношений СО к С02 329

-----------СН4 к Н2 330 Радиационные трубы 181, 182 Размеры горелок 77

— капли мазута 81 Расчет радиационных труб 198

Расчетный промежуток времени 150

342

Расход

воздуха теоретический 55

Сопротивление котла-утилизатора 280

------ действительный 55

 

 

— генератора 233

 

— натурального топлива 263

— псевдоожиженного слоя

224

— условного топлива 264

 

 

Состав топлива 41

 

— теплоты (удельный) на нагрев 36,

Сопла диаметр 74, 78, 83

 

37, 264

 

 

 

Сплошности дифференциальное урав­

------ (удельный) на термообработку

нение 108

 

37, 264

 

 

 

Статическая характеристика зоны 28&

Реакции горения 41

 

 

Степень черноты 115

 

Регулирование теплового

режима 291

— развития кладки 119

 

— давления 309

 

 

Стоимость термообработки

154

— соотношения 307

 

 

 

 

— температуры 305

 

 

Т

 

Регулярный режим (время

наступле­

 

 

ния) 15

 

 

Температура верхней критической точ­

Регулируемый параметр 285

 

 

ки 11, 12

 

Регуляторы давления 299, 300, 316

 

Температура безразмерная

16

— температуры 299, 300, 316

— воспламенения 51, 178

 

Режим ламинарный 111

 

 

 

 

 

— в зоне (камере) печи 65

 

— работы печи переменный 269

 

— действительная 65

 

— турбулентный 112

 

 

 

 

 

— дыма за рекуператором 276

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— ковки, штамповки 9, 10, 11

 

 

С

 

 

— термообработки 11

 

 

 

 

 

 

t A сз 12

 

Садки

теплопроводность

(эффектив­

— кладки 120

 

ная) 200

 

 

 

— конца операции 8

 

Саморегулирование объекта

289

— максимально возможная 69

Свойства

контролируемых

атмосфер

— начала операции 8

 

177

 

 

 

 

— нитроцементации 155

 

Сеток метод 129

 

 

— подогрева воздуха 65

 

Сечений метод 126

 

 

топлива 65

 

Силы (тяжести, давления, трения) 86,

— прокатки стали 8

 

87

 

 

 

 

Температурные напряжения

14

Скорость нагрева металла 13

Температурный критерий для пласти­

— в кратере 76

 

 

ны 320

 

— воздуха на входе в горелку 76

------- — цилиндра 322

 

— горения 178

 

 

Темп выдачи 34

 

— истечения 73

 

 

Теплота сгорания 42

 

— начала

псевдоожижения

216

Теплопроводность газовой смеси 201

— смесей 80

 

 

— эффективная садки 200

 

Скоростной коэффициент 73, 78

— огнеупоров 184

 

343

Типоразмеры котлов-утилизаторов 280 Типы контролируемых атмосфер 175,

176 Топлива удельный вес 43

Топливный эквивалент 272 Точка росы 165, 176, 194

У

Увеличение максимально возможной температуры 69

Угловой коэффициент 115 Удельный вес топлива 43

------ смеси 76

------ мазута 78 Удельный расход теплоты 264

------- топлива 263

------ теплоты на нагрев 36, 37

---------- на термообработку 37 Удельная неравномерность прогрева

142 Укладка заготовок в печи 118

Упругости предел 17 Уравнение баланса по углероду 57

------- по водороду 57

— по кислороду 57 теплоты 262

тепловой мощности 291 Усилие толкания садки 203 •Устойчивость горения 45

Ф

•Факела длина 61 Ферродинамический датчик 314

Физико-механические свойства огне­ упоров 332

Физические характеристики дымов.ых газов среднего состава 333

Формы коэффициент 140 Форма классическая 121 Фотопнрометр 296 Фруда критерий ПО Фурье критерии ПО

X

Характерный размер заготовки 121 Характеристика газообразного топли­

ва 43 Химическое взаимодействие среды 157

Ш

Шамот-легковес 332 Шероховатость абсолютная 103

Э

Эквивалентный диаметр 112 Эквивалентная толщина слоя 130 Экономия тепла топлива 261 Экзотермии теплота 262 Экзогенератор 238, 240 Элементарный состав топлива 43 Эидогенератор 232 Энергия активации 169

смеси (кинетическая) 80 Энтальпия удара и трения 81

распылителя 80

Эйлера критерий ПО

Эффективная теплопроводность садки 20.0

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

С т р .

О т а в т о р о в

....................................................................................................... 3

В в е д е н и е .......................................................................................................

5

Г л а в а 1. Технология нагрева стали

1.1.Выбор температуры операции ковки, штамповки,прокатки или

 

термообработки ..............................................................................

7

1.2.

Учет влияния температурных н ап ряж ени й ............................

13

1.3.

Атмосфера в рабочем пространстве п е ч и ...........................

20

Г л а в а 2.

Общая характеристика печей

 

2.1.

Нагревательные п е ч и ..................................................................

25

2.2.

Термические п е ч и .........................................................................

31

2.3.Показатели интенсивности работы и экономическойэффективно­

 

 

сти пламенных нагревательных и термическихпечей . . .

34

Г л а в а 3.

Сжигание газообразного топлива

 

 

3.1.

Общие с в е д е н и я .........................................................................

40

 

3.2.

Общая характеристика газообразного топ лива......................

41

 

3.3.

Реакции г о р е н и я .........................................................................

54

;

3.4.

Расчет процесса го р е н и я ................................ ......

54

'345

3.5.

Принципы сжигания газообразного топлива........................................

 

 

59

3.6.

Температура в рабочем пространстве п е ч и ........................................

 

 

64

3.7.

Контроль процесса горения в промышленных печах (1 > ы ^ І)

69

3.8.

Горелочные у стр о й ств а ........................................................................

 

 

71

3.8.1. Кинетические газовые горелки без принудительной

подачи

воз­

 

 

духа ........................................................................................................

 

 

 

 

72

3.8.2. Мазутные горелочные

у стр о й ств а .....................................................

 

 

78

3.8.3. Кинетические

газовые

горелки с принудительной

подачей

воз­

 

 

духа ........................................................................................................

 

 

 

 

83

Г л а в а 4. Аэродинамика

и внешний теплообмен в рабочем

пространстве

 

 

пламенных печей

 

 

 

 

4.1.

Общие с в е д е н и я .....................................................................................

 

 

 

85

4.2.

Движение потока жидкостив рабочем пространстве печи .

.

86

4.3.Организация движения потока газов в рабочем пространстве

пламенных п е ч е й .....................................................................................

90

4.4.Внешний теплообмен и гидродинамическое сопротивление газо­

вого тракта пламенной п е ч и ................................................................

100

4.5.Гидродинамическое сопротивление газового и воздушного трак­

тов промышленной п е ч и .......................................................................

103

Г л а в а 5. Теплообмен в рабочем пространстве пламенных печей

 

5.1. Общие с в е д е н и я .............................................................................

106

5.2.Конвективный теплообмен в рабочем пространстве нагреватель­

 

ных

и термических

печей................................................................

 

 

 

 

107

5.3.

Тепловое излучение в рабочем пространстве п е ч и ...................

 

114

5.4. Общая постановка задачи о внутреннем теплообмене

 

121

5.5.

Расчет внутреннего

теплообмена при условии,

что

В і^В іКр

123

5.5.1.

Нагревание массивного

тела

классической

 

/ X

 

формы

I — =€[0,1;

 

 

dt

 

\

 

 

 

 

'

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

123

 

~ ~ ~

Ві^Вікр )

.......................................................................

 

 

 

 

 

 

dx

 

/

 

 

 

 

 

 

 

5.5.2. Нагревание

массивного тела

произвольной

формы /

х >0,1;

 

 

dt

 

dt

dt

 

dt

 

\

.

126

 

dx

=5^=0; —— ¥=0', —; — Ф0; — — ¥=0; В і ^ В і к р )

 

 

■ "

d x

â y

'

dz

 

 

 

 

5.5.3. Нагревание системы массивных тел классической формы при пе­

 

 

ременных термофизических константах ^ -^ -^ 0 ,1

и Ві^Вікр^

128

5.5.4. Нагревание массивных заготовок на монолитном поду методи­

136

 

ческих печем

 

 

 

 

 

 

346

5.6.

Расчет внутреннего теплообмена при В і< В іКр .

137

5.6.1. Нагревание

заготовок

или

изделии

при т

<0,1;

ВІ "С! Вікр

 

и rr=

const

 

 

 

 

 

 

138

5.6.2. Нагревание

заготовки

или

изделия

при

>0,1;

Ві<С Вікр

 

и /,-= const

 

 

 

 

 

 

140

5.6.3. Нагревание

заготовки

или

изделия

при

<0,1;

Ві <СВікр

 

и tTX

/ГТо+агтг .

 

 

X

 

140

5.6.4. Нагревание

заготовки

или

изделия

>0,1;

Ві<С Вікр

при -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

141

Г л а в а 6.

Нагрев металла

 

 

 

 

 

 

6.1.

Общие с в е д е н и я .....................................................................................

 

 

 

 

142

6.2.

Нагрев массивныхзаготовок (изделий)

в рабочем пространстве

 

п е ч и .......................................................................................................

 

 

 

 

 

 

145

6.3.

Нагрев

тонких

з а г о т о в о к ................................................................

 

 

152

Г л а в а 7.

Химико-термическая обработка в контролируемых атмосферах

7.1.

Сущность метода

и его з а д а ч и ..........................................................

 

 

153

7.2.Взаимодействие атмосферы печи со стальными изделиями при

 

химико-термической о б р а б о т к е ..........................................................

156

7.3.

Насыщение поверхностного с л о я ...................................................

167

7.4.

Основные типы контролируемыхат м о с ф е р ........................................

175

Г л а в а 8.

Оборудование для химико-термической обработки

в контроли­

 

руемых атмосферах

 

8.1.Описание и технологическиеособенностиоборудования . . . 179

8.2. Регулирование процессанасыщенияуглеродом....................................

192

8.3.Расчет печей для химико-термической обработки в газовой ат­

мосфере ................................................................................................

196

8.4.Применение псевдоожиженных систем в процессах химико-тер­

 

мической о б р а б о т к и .............................................................................

215

Г л а в а 9.

Генераторы для приготовления

контролируемых атмосфер

9.1.

Эндотермические генераторы..........................................................

230

9.2.

Экзотермические генераторы..........................................................

234

347

9.3.Генераторы для приготовления богатого очищенного экзогаза

методом каталитической конверсии .............................................

241

9.4. Другие типы генераторов ..........................................................

251

Г л а в а 10. Эффективность использования топлива в промышленных печах

10.1.

Коэффициент

использования т о п л и в а .......................................

252

10.2.

Нормирование

расхода топлива и оценка эффективности

его

 

с ж и г а н и я ..........................................................................................

 

255

10.3.Экономия тепла топлива за счет подогрева компонентов рабо­

 

чей смеси продуктами сгорания, покидающими печь . .

.

260

10.4.

Общий и зональные тепловые балансы пламенных печей .

.

262

10.5.

Показатели, характеризующие экономичность работы печи

.

263

10.6.

Переменный режим работы промышленных печей . . . .

 

269

Г л а в а 11. Регенерация теплоты дымовых газов, покидающих печь

11.1.

Общие п о л о ж е н и я ...................................................................

271

11.2.

Топливный эквивалент п о д о гр е в а .........................................

272

11.3.Утилизация теплоты дымовых газов за счет установки рекупе­

ративного

теплообменника ..........................................................

 

274

11.4. Утилизация теплоты печных газов в котлах-утилизаторах . .

276

11.4.1. Газотрубные котлы-утилизаторы типа КУ (Г К ).....................

281

 

11.4.2. Пакетные

конвективные котлы-утилизаторы типа

КУ (ПКК)

281

Г л а в а 12. Автоматическое регулирование пламенных печей

12.1.Характеристика зоны печи как объекта автоматического регули­

рования ................................................................................................

285

12.2. Уравнение общей тепловой производительности печи. . . .

290

12.3.Распределение общей тепловой нагрузки между зонами пламен­

ной п е ч и ................................

■ . ...................................................

292

12.4.Регулирование температуры, соотношения «топливо — воздух»,

давления и защита рекуператора от п ер егр ева ................................

300

12.4.1. Регулирование температуры ................................................................

300

12.4.2. Регулирование соотношения «топливо — воздух» . . . .

307

348

12.4.3. Регулирование давления в зоне выдержки или камере печи . . 309

12.4.4. Защита рекуператора от п ер егр е в а .............................................

310

12.5.Схемы автоматического регулирования и контроля параметров

теплового режима п е ч е й .................................................................

310

Приложение

 

I. Таблица перевода единиц и з м е р е н и й .......................................

317

II.Таблица приставок для образования кратных и дольных единиц

измерений..........................................................................................

 

 

319

 

111.1. Температурный

критерий для поверхности

пластины . .

.

320

111.2. Температурный

критерий для поверхности

пластины при малых

 

значениях критерия Fo .................................................................

 

 

320

Ш.З. Температурный

критерий для средины пластины . . . .

 

321

111.4. Температурный критерий для средины пластины при малых зна­

 

чениях критерия F o .......................................................................

 

321

 

111.5. Температурный

критерий для поверхности

цилиндра . .

.

322

111.6. Температурный

критерий для поверхности

цилиндра при малых

 

значениях критерия Fo ................................................................

 

 

322

II 1.7. Температурный

критерий для средины цилиндра . . . .

 

323

III.8. Температурный критерий для средины цилиндра при малых зна­

 

чениях критерия F o

.............................................................................

 

 

 

 

 

323

IV.

Температурная зависимость изменения свободной энергии неко­

 

 

торых химических соединений при р = 1 а т а

[52] . . .

.

324

V.

Изменение

свободной

энергии (к а л / м о л ь )

при образовании

 

 

окислов из простых веществ при различных температурах

[77]

324

VI.

Температурная зависимость теплового эффекта и константы

 

 

равновесия важнейших химических реакций при р= 1

а т а

[52]

325

VII.

Значения

Г і —

-----

для

равновесных смесей

окиси

углерода

 

 

и углекислоты

Р C02

 

 

 

 

 

 

329

 

(по данным Смита) [7 5 ].......................................

 

 

 

 

, „ , т

г2=

РСН4

для

равновесных смесей

метана

и

водо-

VIII.

Значения

--------р 2 и2

 

 

 

 

[ 7 5 ]

 

 

 

 

330

 

рода (по данным Смита)

 

 

 

 

IX.

Интеграл

вероятностей................................................................

 

 

 

 

 

331

349

X.Состав и физико-механические свойства материалов, имеющих

удовлетворительную стойкость в углеродосодержащих средах

(эндогаз, цементационная среда, экзогаз) [ 7 3 ] ................................

332

XI. Физические .характеристики дымовых газов среднего

состава

в зависимости от температуры [ I ] ....................................................

333

Л и т е р а т у р а .......................................................................................................

334

А л ф а в и т н ы й у к а з а т е л ь .............................................................................

339

Н е с е н ч у к А н а т о л и й П е т р о в и ч , Ж м а к и н Н и к о л а й П а н т е л е е в и ч , К а л ь т м а н И л ь я И с а к о в и ч

ПЛАМЕННЫЕ ПЕЧИ ДЛЯ НАГРЕВА И ТЕРМООБРАБОТКИ МЕТАЛЛА

Редактор Л . Л. Н агорская Обложка М. Я- Войтовой

Худож. редактор И. Е. Беленькая Техн. редактор Г. М. Романчук

Корректор Л . А. Ш лыкович

АТ 15241.

Сдано в набор 21/ѴІ 1973 г. Подписано

к печати

20/ХІ 1973 г. Бумага 60X90Vit тнпогр. № 1.

Печ. л. 22+1 вкл. Уч. изд. л. 24,49. Изд. № 70—121. Тип. зак. 354. Тираж 2000 экз. Цена 99 коп.

Издательство »Вышэйшая школа» Государствен­ ного комитета Совета Министров БССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Редакция литературы по технике. 220600, Минск, ул. Кирова, 24.

Ордена Трудового Красного Знамени типография издательства ЦК КП Белоруссии, Минск, Ленин­ ский проспект, 79.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ