2.2Конструктивный расчет

В задачу расчета входит:

-определение объема и формы плавильной ванны.

-выбор вутировки.

-определение габаритов печи.

Применяем для расчета миксер емкостью 20 тонн для плавки Al.

Объем плавильной ванны составит:

y=

где: y - объем ванны, m³

Р - вес плавки, т

Ɣ_t – плотность жидкого металла;

Для алюминия:

Ɣ_t=2,382-0,000237(t-658),

Температура разливаемого Al примерно 700 градусов.

Ɣ_t=2,382-0,000273(700-658)=2,371

Тогда объем ванны: y=

Объем ванны так же определяется:

ПR² *h=3,14*R²*h

R²- радиус рабочего пространства м²

h- высота ванны м²

Глубина ванны или толщина расплавляемого металла выберается следующим образом:

1.Слой должен равномерно и быстро прогреваться.

2.Поверхность металла должна быть минимальной чтобы снизить поглощение газов.

При использовании жидкого металла глубина ванны ~ 800 мм ~ 0,8 м

Применяем h=0,8 м

Определяем поверхность металла в миксере

F=

F= ³; F= м²; ПR²=5.57 м²

L= ; R

L=3,54 м ; ɸ=3,54

П

В С

О

Ɣ

Р h=0,8 м

К

Д

А

L=3,54 м, h=0,8 м , Ɣ=45^˚

Расположение ВПА

ВП=АП/tgƔ=

KO= BП= 0,8=0,4 м

ОР=КА-КО=3,54-0,43,14 м

ВС=ОР+ВП=3,14+0,8=3,94 м

0,15(tg45)=0,15*1=0,15 м

3,94+0,15=4,09 м

Определяем габаритные размеры

4.1Определяем диаметр миксера.

4,09+0,44+0,44=4,97 мм — наружный диаметр миксера.

Высоту выбираем по габаритным размерам;

h=2,75 мм

2.3Тепловой расчет миксера

Приход тепла

1.Тепло от нагревательных элементов.

2.Тепло от окисления алюминия.

2Mg+1,5O₂ Al₂O₂ +1646670 кДж/моль

Угар алюминия составляет 1,5% или 414,066 кг (расчет шихты).

При окисления этого количества выделяется тепло.

54 кг — 1646670 Х=12626482,6 кДж

414,066 кг— Х

— время плавки.

3.Тепло с заливаемым металлом.

Q=C_me*m_me*T_me где ;

C_me - теплоёмкость металла

m_me – масса металла

T_me – конечная температура металла

Q=1,04*19956,594*700=49528400,5

Расход тепла

Тепло на поддержание сплава в жидком виде.

Q=[Q_пл+С₂(t_кон-t_нач)]*m

Q=

Тепло с выливаемым металлом.

Q=1,04*19956,594*710=14169182,7

Потери тепла в ок. среду.

- потери тепла сводом миксера.

Q={Ɣ_к(t₁-t₂)+Ɛ*Co(( )⁴-( ))}F*3,6

F=ПR²=3,14*2,485²=15,605 м²

Q={3,26 (80-25)+0,5*5,57(( )⁴-( )⁴)}*15,605*3,6=48129,097

• потери тепла подины, применяем 50% от потери сводом.

48129,097*0,5=24064,54

- потери тепла стенками.

Площадь стен F=2ПR*h

F=2*3,14*2,485,2,75=42,91 м²

Q= (45-25)+0,5*5,57 ⁴-( )⁴)}*42,91*3,6=52929,65

- неучтенные потери тепла.

(48129,097+24064,54+52929,65)*0,1=12512,32

Таблица №8 Тепловой баланс

Приход тепла		Расход тепла
1.Тепло с заливаемым металлом	2421400,88	1.Тепло на поддержание сплава в жидком виде	1368357,13
2.Тепло от нагревательных элементов	1446123,11	2.Тепло с выливаемым металлом	2361530,45
		3.Потери тепла в ок. среду
		3.1Потери тепла сводом миксера	48129,097
		3.2Потери тепла подиной	24064,54
		3.3Потери тепла стенками	52929,65
		4.неучтенные потери	12512,32
Итого:	3867523,19	Итого:	3867523,19

Тепло от нагревательных элементов находится по разности:

3867523,19-2421400,08=1446123,11 кДж/ч

С писок использованных источников

1. Карпухин. В.В’’ Печи цветных и редких металлов”, М.Металлургия, 1980г.

2. Правила безопасности при производстве алюминия, ВАМИ, 1977г.

3. Ененко Г.М’’ Промышленные печи’’, М.Металлургия, 1964

4.В.И. Напалков, Г.В. Черепок, С.В. Махов, Ю.М. Черновол

Нпрерывнре летьё алюминевых сплавов.