179383 (Проект толкательной печи для нагрева заготовок под прокатку (125х125х12000мм) из низколегированной стали производительностью 80 т/ч), страница 3

Решение этого уравнения даёт t` = 755.3 oC.

Окончательно коэффициент теплопроводности шамота:

коэффициент теплопроводности диатомита:

Количество тепла, теряемое теплопроводностью через стены:

Общее количество тепла, теряемое теплопроводностью через кладку:

Потери тепла с охлаждающей водой, по практическим данным, принимаем равным 11% от тепла, вносимого топливом и воздухом:

0.11 В(35430+4001) = В4338 кВт.

Неучтённые потери принимаем равными 12% от той же величины:

Qнеучт= 0.12 В(35430+4001) = В4732 кВт .

Уравнение теплового баланса:

Результаты расчётов приведены в таблице

Удельный расход тепла на нагрев 1 кг металла:

2. Выбор горелок

В многозонных методических печах подводимая тепловая мощность ( а следовательно, и расход топлива) распределяется следующим образом : в сварочной зоне 60 - 70% от тепловой мощности всей печи, в томильной зоне 30-40%

Распределяя расход топлива по зонам пропорционально тепловой мощности получим:

В *0.7 = 1.2*0.7 =0.84

Подбираем инжекционную горелку для сжигания 0,053 м3/с природного газа с теплотой сгорания 35,4 МДж/м3. Давление газа перед горелкой 120 кН/м2

Для сжигания высоко калорийных газов предназначены инжекционные горелки типа В и ВП

Для осуществления равномерного нагрева свода принимаем шахматное расположение горелок на своде с шагом по длине печи S = 3.25 м.

Тогда число рядов горелок по длине сварочной зоны печи:

nLм = L/S = 26/3.25 = 8 рядов

По длине томильной зоны с шагом 3 м

nтL = 12/3 = 4 ряда

По ширине сварочной зоны печи размещается:

nB = 5.57/1.4= 4 ряда горелок

В сварочной зоне находится 16 горелок, в томильной зоне 8 горелок.

По графику находим, что при данном давлении пропускная способность горелки В 100 для газа с заданной теплотой сгорания равна Vг = 0,014 м3/с. Отношение заданного расхода газа к пропускной способности горелки В100 равно 0,053/0,014=3,79

По таблице находим, что этому соотношению соответствует горелка с диаметром носика dн.г=205мм, т.е. горелка В205

Принимаем газ холодным (273 К) и находим скорость истечения газа из сопла:

Здесь р0 =101,3 кН/м2 - давление окружающего воздуха.

Тогда диаметр газового сопла:

Остальные конструктивные размеры инжекционной горелки:

dн.г=205мм, L = 2130 мм, d1= 2``.

Плотность газа равна ρ=1.0 кг/м3 расход воздуха при коэффициенте расхода n=1.1 равен 10.119 м3/м3 газа.

Пропускная способность горелок по воздуху: сварочная и томильная зона 0,053*10.119=0.54 м3.

2. Определение высоты кирпичной трубы

Общие потери при движении газов hпот = 300 Н/м2 температура дымовых газов перед трубой 717 К.

Плотность дымовых газов ρг = 1,24 кг/м3. Температура окружающего воздуха Тв= 273 К.

Количество продуктов горения, проходящих через трубу составляет

11,222 м3/с или 40399 м3/ч

Находим площадь сечения устья трубы, принимая скорость дыма в устье 3 м/с:

Действительное разрежение, создаваемое трубой, должно быть на 20-40 % больше потерь напора при движении дымовых газов, т.е.

Для определения температуры дымовых газов в устье трубы по графику ориентировочно находим высоту трубы Н = 45 м.

Падение температуры для кирпичной трубы принимаем 1 -1,5 К на 1 метр высоты трубы:

ΔТ = 1,25 * 45 = 56,3 К.

Тогда температура газов в устье трубы:

Для кирпичных труб коэффициент трения λ = 0.05

Подставляя полученные значения в формулу получим:

1. Расчёт сечения борова:

Скорость движения дымовых газов = 2,3

- площадь сечения борова м2 , - объём дыма при сжигании единицы топлива м3/м3.В - расход топлива м3/ч.

1. Выбор типа и размеров футеровки

Стены:

Шамот 345мм, диатомитовый кирпич 115мм;

Свод:

Диатомит Д-500 – 300мм.

Под:

Тальковый кирпич – 230мм, шамот – 230мм, диатомит – 115мм.

1. Расчет узла печи

Толкатели широко применяются для передвижения нагреваемых заготовок или деталей в печах и поточных линиях. Основное отличие одного толкателя от другого заключается в способе приведения в движение рабочего органа – башмака, который непосредственно проталкивает заготовки или детали. По этому признаку толкатели делятся на две группы: толкатели с гидравлическим или пневматическим приводом и толкатели с электрическим приводом. Толкатели с электрическим приводом выполняются винтовые, реечные, фрикционные, рычажные, с цепным приводом. Наибольшее распространение, благодаря своей надежности и экономичности, получили реечные толкатели. Рабочий ход толкателя выберем равным ширине рабочего пространства печи в томильной зоне. Толкатель следует располагать так, чтобы толкающие пальцы в крайнем правом положении не упирались в конструкции печи, а в крайнем левом положении уходили в предусмотренные для них пазы в левой стенки печи примерно на 100мм.

Реечный толкатель.

Рабочий ход – 5580мм.

Усилие толкателя определяется по формуле

где f и - соответственно коэффициенты трения заготовок о направляющие в томильной зоны.

Q - соответственно масса заготовок, лежащих на этих направляющих.

Практические значения коэффициента трения скольжения металла по металлу принимают равными:

- при t = 1000-1200^оС – 0,7-0,9.

Масса одной заготовки:

Определяем усилие толкателя

Принимаем, что усилие на две штанги будет 335500 кН.

Мощность электродвигателя привода толкателя

Где - усилие толкателя, кН; - скорость проталкивания, м/с; - общий к.п.д. винта и привода.

Принимаем, что скорость передвижения при толкании равна 0,3м/с, а общий к.п.д. винта и привода

По полученной мощности подбираем электродвигатель:

Тип – АИР355М8;

Мощность – 160 кВт;

Синхронная частота вращения – 750 об/мин;

К.П.Д. – 93,5%;

Количество электродвигателей – 1.

Общее передаточное число находят из выражения

где - число оборотов выбранного электродвигателя, об/мин; - число оборотов реечной шестерни, об/мин; - скорость толкания, м/с; - диаметр начальной окружности шестерни, м.

Находим передаточное число редуктора:

Устанавливаем конически-цилиндрический трехступенчатый редуктор типа КЦ2-750, передаточное число исходя из основных технических характеристик примем равным 71.

1 – опорные катки;

2 – толкающая штанга;

3 – амортизатор;

4 – толкающий палец;

5 – замыкающая пружина;

6 - зубчатая рейка;

7 – приводная шестерня.

Рисунок 2.1 – Кинематическая схема толкателя

Рекуператор

Для подогрева воздуха принимаем радиационный металлический рекуператор, т.к. температура отходящих дымовых газов составляет . Рекуператор подогревает воздух до температуры

Список использованной литературы

1. Мастрюков Б.С. Теория, конструкция и расчеты металлургических печей. Т.2.Расчеты металлургических печей. - М.: Металлургия, 1987г. -272с.

2. Тайц Н.Ю., Розенгарт Ю.И. Методические нагревательные печи. - Харьков: Металлургиздат, 1956г. -248с.

3. Металлургические печи: Атлас. Учеб. пособие для вузов / Миткалинский В.И., Кривандин В.А., Морозов В.А и др. - М.: Металлургия, 1987. -384с.

4. Кривандин В.А., Белоусов В.В., Сборщиков Г.С. и др. Теплотехника металлургического производства. Т.2.- М.: МИСиС, 2002г. -735с.

5. Соболев Б.М. Расчеты нагревательных печей. - Учебное пособие /Б.М. Соболев – Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2006г. -66с.

6. Воителев В.В., Могилевский Е.И. Механическое оборудование печей. - М.: Металлургия, 1991г. -148с.

7. Тимошпольский В.И., Губинский В.И. и др. Металлургические печи теория и расчеты. Т.1,Т.2. –Минск: Беларуснаука, 2007г. -596с,832с.