3. Расчёт времени нагрева

Продолжительность нагрева в камерных печах слитков и заготовок толщиной свыше 60 мм с достаточной для практики точностью можно определить по формуле Н.Н.Доброхотова :

, где

d = 200мм = 0,2м (диаметр заготовки)

k - коэффициент равный 10 для низко-среднеуглеродистых и малолегированных сталей и равный 20 - для высокоуглеродистых и высоколегированных сталей.

а - коэффициент, учитывающий способ укладки заготовок на поду

расстояние между заготовками 0.5d a= 1,4

Подставив значение в формулу получим:

Количество одновременно нагреваемых заготовок, можно посчитать по этой формуле:

n` = n · τ, где

n = 8 шт/час

τ = 1,25 часов (время нагрева)

откуда:

n` = 8 1,25 = 10 шт.

4. Выбор и определение основных размеров печи

Для камерной печи ширина пода (B) и длина пода (L) определяются следующим образом:

B=n`·d<sub>з</sub>+(n`-1)·δ+2·(100÷200) мм (при однорядном расположении заготовок)

B=10·0,2+(10-1) ·0,1+2·0,15 = 3,2 м

L= l_з+ 2·(100÷200)мм

L=1,1+2·0,15 = 1,4 м

Где:

ń - 10 (Количество одновременно нагреваемых заготовок)

d_з - 200мм=0,2 м (диаметр заготовки)

l_з - 1100мм=1,1 м (длина заготовки)

δ - 100 мм =0,1 м (расстояние между заготовками)

Высота рабочей камеры печи определяется по формуле:

H` = (0,65 +0,05·B)·t_п·10^-3мм

H` = (0,65 + 0,05·3,2)·1200·10^-3 = 0,97м

Где:

t_п= t_м^к + 100 С= 1100+100=1200 С

5. Выбор материалов для сооружения печи

Стена трехслойная:

230мм шамот

мм пеношамот

113 мм трепел

Свод двухслойный:

мм динас

мм трепел

Под - многослойный с верхним слоем из хромомагнезитового кирпича (100мм)

6. Составление теплового баланса печи

Уравнение теплового баланса печи:

, где

- сумма статей прихода теплоты

- сумма статей расхода теплоты

, где

- теплота горения топлива

- теплота, вносимая с подогретым воздухом

- теплота экзотермических реакций

6.1 Расчет прихода теплоты

.1.1 Теплота горения топлива

_{Где Bm - расход топлива(м3/с)}

_{Qнр -теплотворность топлива(ккал/м3)}

6.1.2 Теплота, вносимая подогретым воздухом

Где С_в - средняя теплоемкость воздуха

t _в-температура подогрева воздуха

.1.3 Определим величину

,

где

(Производительность печи,

где - плотность стали, длина заготовки, -радиус заготовки, -производительность печи)

6.2 Расчет расхода теплоты

, где

-теплота, расходуемая на нагрев металла.

-теплота, уносимая с уходящими дымовыми газами.

-потери теплоты через рабочие окна печи.

-потери теплоты через кладку печи.

-потери теплоты от неполного сгорания топлива.

-неучтенные потери.

.2.1 Расход теплоты на нагрев металла

.2.2 Потери тепла с уходящими дымовыми газами

(Средняя теплоёмкость дымовых газов)

t_д.г.=1150С⁰ (Температура уходящих дымовых газов)

.2.3Потери теплоты через рабочие окна печи

Потери теплоты излучением:

, где

(Площадь Окон)

(Коэффициент диафрагмирования

)

(Средняя заготовка)

(Температура печи в Кельвинах)

_{Потери теплоты с выбивающимися из окон газами:}

t_д.г.=1150С⁰

.2.4 Потери теплоты через кладку печи

, где

- потери тепла через стены печи

- потери тепла через свод печи

- потери тепла через под печи

; ;

;

;

,

;

;

;

,

.2.5 Потери теплоты от неполноты горения

.2.6 Неучтённые потери теплоты