Расчет внутренних размеров печи

Внутренние размеры проходной и камерной печи включают: ширину длину и высоту печи.

Ширина проходной печи зависит, во-первых, от размеров нагреваемых изделий и, во-вторых, от способа их укладки. В методических толкательных печах заготовки располагаются вплотную друг к другу по длине печи и в один или несколько рядов поперек печи. Между рядами, а также между стенкой и крайним рядом принимают зазоры величиной . При таком способе укладки ширина печи равна

, (6)

где – ширина печи,м;

– длина заготовки, м;

– количество рядов;

а – зазор между заготовками, заготовкой и печью, м.

В небольших кузнечных методических толкательных печах заготовки цилиндрической формы укладывают на поду вдоль печи несколькими рядами, без зазоров между ними и вплотную к боковым стенкам. Поэтому ширина печи может быть выражена формулой:

, (7)

где количество рядов;

диметр заготовки, м.

В секционных печах для скоростного нагрева слябов и в роликовых печах для нагрева листовой стали, изделия часто располагают в один ряд, вдоль печи. В этом случае ширина печи определяется выражением

, (8)

где - ширина нагреваемого изделия, м;

- зазор между стенкой и изделием, м.

Аналогично определяет ширину печей с шагающим подом, конвейерных, протяжных и т.д.

Когда нагрев производится на поддонах, в расчетные формулы вместо размеров изделий входят размеры поддона.

В садочных печах периодического действия размеры рабочего пространства определяются в зависимости от заданной высоты садки, разме­ров изделий и способа их укладки в печи. По размерам изделия рассчитывают его массу, по массе одного изделия и массе садки рассчитывает количество изделий в садке. Количество изделий в одной садке и их размеры поз­воляют выбрать способ укладки, представленный на рис.1.

Например, длинномерные, большой массы заготовки, типа литых электродов для ЭШП, укладывают в один ряд с промежутками, близкими по размерам их толщине (рис.1, а), или в два-три слоя с промежутками (рис.1, б).

Слябы или блюмсы загружают клетками из нескольких слоёв по высоте, без проложек (рис.1, в). Листовой металл укладывают одной стопой или несколькими стопами, причём стопа делится на ряды по 10–20 ли­стов, разделенные проложками, толщиной 60–80 мм (рис. 1, г).

Круглую сортовую сталь загружают в бугелях, связками, в две-три стопы по ширине и в 4–5 рядов по высоте (рис. 1, д). Листовой металл в рулонах укладывают стопами, между которыми располагают конвекторные кольца (рис.1, е). Особо крупногабаритные изделия (сварные узлы, крупнотоннажное литьё) загружают, как правило, по одному на всю печь, например, ямную. Стальные слитки в нагревательных колодцах ставят вертикально рядами.

На основе выбранного эскиза укладки изделий устанавливают размер части пода, занятой изделиями (так называемый активный под). Для того чтобы определить габариты рабочего пространства печи, нужно только добавить зазоры, то есть расстояния от садки до кладки. По длине и ширине берут обычно зазоры 0,3–1,0 м, от верха садки до свода - около 1 1 м.

Высота печи прямо зависит от её рабочей температуры. Особенно четко это прослеживается в топливных высокотемпературных печах, так как для сжигания большего количества топлива нужен больший об­ъём рабочего пространства печи. Поэтому методические печи, имеющие различную температуру по зонам, соответственно имеют и разную высоту зон. Высокотемпературные сварочные зоны, в которых сжигают большое количество топлива, имеют высоту в раза больше, чем методическая и томильная зоны. Для приближенного определения минимальной высоты зон таких печей можно применить эмпирическую формулу М.А.Глинкова

, (9)

где ширина печи, м;

температура рабочего пространства печи, .

Хотя в электропечахувеличение высоты печи с повышением температуры рабочего пространства слабее, но всё же оно имеет место, так как способствует равномерному нагреву металла.

В большинстве случаев высота рабочего пространства проходных печей выбирается конструктивно – на основе опыта предыдущего проектирования печей данного типа. Для студентов этот опыт выражен в том графическом материале, который они собирают на предприятиях, во вре­мя производственной практики.

Длина проходной печи. Для расчета длины проходной печи, неообходимо:

– определить массу металла, одновременно находящегося в печи (вместимость печи)

(10)

где – производительность печи, кг/с;

– полное время пребывания металла в печи, с.

– определить либо массу одной заготовки при условии их расположения вплотную друг к другу без зазора, например, в методической толкательной печи; либо массу загрузки одного поддона; либо массу погонного метра изделий в протяжных печах или изделий, расположенных, например, на конвейерной ленте с разрядкой.

В методических печах прокатных цехов, где заготовки имеют форму прямоугольного параллелепипеда, масса заготовки определяется

(11)

где – масса одной заготовки, кг;

– высота одной заготовки, м;,

– ширина одной заготовки, м;

– плотность заготовки, кг/м³.

Определяющим размером для расчёта длины печи будет размер блюма или сляба, совпадающий с направлением длины печи.

Если нагрев производится на поддонах, то в соответствии с выбранным способом укладки заготовок и массой одной заготовки, определяется масса загрузки одного поддона. Она может быть указана и в технических условиях на печь. Определяющим размером для расчёта длины печи будет размер поддона, совпадающий с направлением длины печи.

Если заготовки располагаются на конвейере с разрядкой, или рассчитывается протяжная печь, то определяется масса заготовок, находящихся на одном погонном метре конвейерной ленты.

– определить количество заготовок, поддонов, погонных метров изделий, одновременно находящихся в печи (штучная вместимость печи)

(12)

где – количество заготовок, поддонов, погонных метров изделий, одновременно находящихся в печи;

– масса заготовки, масса загрузки поддона или масса погонного метра изделий, кг;

– масса металла, одновременно находящегося в печи, кг.

– определить общую длину печи

(13)

где – размер заготовки или поддона, совпадающий с направлением длины печи.

За размер зазора может быть принята:

– ширина блюма или сляба в методических толкательных печах металлургических заводов, м;

– длина цилиндрической заготовки в методических толкательных печах машиностроительных заводов и секционных печах, м;

– длина листа в роликовых печах, м;

– единица длины в конвейерных и протяжных печах, м;

– сторона поддона, совпадающая с направлением длины печи, м.

Дата добавления: 2014-11-18