11 (1001777)
Текст из файла
Безокислительный и малоокислительный нагрев Уменьшение окисления стали имеет особое значение при нагреве под штамповку мелкихзаготовок, при производстве тонкостенных изделий и мелкого инструмента (медицинский ит.д.)Способы без окислительного нагрева можно разделить на:1. Нагрев в печах открытого пламени, где защитная атмосфера создается за счет неполногосжигания топлива2. Специальные методы нагрева.Безокислительный нагрев — угар до 0,3 %,Малоокислительный— угар 0,3…0,7 %Основные конструкции печей.Все конструкции подразделяют по следующим основным признакам:1. По величине угара:- печи безокислительного нагрева (угар составляет 0…0,3 %),- печи малоокислительного нагрева (угар составляет 0,3…0,7 %)2. По виду потребляемого газа: отапливаемые коксовым, смешанным, городским, природными другими газами.3.
В зависимости от подогрева первичного воздуха: печи рекуперативные, регенеративные, сцентрализованным снабжением горячим воздухом.4. По методу сжигания:- печи с двухстадийным сжиганием;- печи с двухслойным сжиганием;- печи с сжиганием газа в отдельных зонах одного и того же рабочего пространства (подлине печи);5. По характеру процесса нагрева:- методические;- полуметодические;- камерные.6. В зависимости от обогащения первичного воздуха кислородом:- с применением кислорода;- без применения кислорода.Печи обычно работают на природном газе, в котором основной составляющей являетсяметан СН4.При обычных условиях сжигания метана идет по реакции (результирующая реакция)α=1α=0,54CH4+8O2=4CO2+8H2O4CH4+4O2=CO2+3CO+H2O+5H2Установлено, при 1200°С окалины не наблюдается если CO/CO2>3, H2/H2O>1,2Это требование выполняется, если метан сжигается по реакции4CH4+4O2=CO2+3CO+H2O+5H2Однако, при α=0,5 температура горения сильно снижается, и даже высококалорийный газ необеспечивает кузнечного нагрева.Кроме того, половина топлива уходит из печи в виде полугаза.Чтобы поднять температуру горения топлива воздух, подаваемый в печь, необходимоподогревать в рекуператарах или регенераторах за счет сжигания полугаза.Рассмотрим способы повышения температуры горения топлива.Калориметрическая температура горения топлива tk определяют по формулеtк =Qнр + qт + qвСгVггде QнрVгqтqв- теплотворность топлива (твердое топливо [ккал/кг]; газообразное [ккал/м3])- количество продуктов горения;- физическое тепло топлива;- физическое тепло воздуха;Сг - средняя теплоемкость продуктов горения в интервале температур от 0 до t °С.Калориметрическую температуру горения топлива можно повысить:- уменьшением коэффициента избытка воздуха;- применение кислорода;- предварительный подогрев воздуха и газа.Рис.
1. Температура горения газов и мазутав зависимости от αв: 1 – природный газ; 2 –мазут; 3 – доменный газРис. 2. Температура горения газов взависимости от подогрева воздуха илигаза: 1 — бугурусланский природныйгаз; 2 — саратовский природный газНагрев в печах открытого пламени, где защитная атмосферасоздается за счет неполного сжигания топливаБезокислительный нагрев в однокамерных печах.Если α=0,5, то для получения в печи ковочную температуруЗащитная атмосфера для безокислительного нагрева может быть получена:1.
Путем подогрева воздуха для горения до высокой температуры (800…1000°С).При одновременном подогреве газа возможна более низкая температура подогрева воздуха;2. Применение кислорода для сжигания топлива;3. Путем комбинирования двух указанных способов.Если обогатить воздух кислородом до 30 % (вместо 21 %), то температуру подогрева воздухаможно снизить вдвое до 480 °С.Необходимо учитывать: металлические воздухонагреватели не обеспечивают tв прибезокислительном нагреве. Необходимо применять керамические, карборундовые,трубчатые, которые размещают в камерах дожигания.КПД однокамерных печей низкий (доходит до 10 %), т.к.
тепло, получаемое при дожиганииполугаза используется только для высокотемпературного подогрева воздуха с низким КПД.Температура отходящих газов также велика.Двухкамерные печи.Применение двухкамерных печей позволяет несколько увеличить КПД за счет болеерационального использования отходящих газов.Двухкамерная печь для безокислительного и предварительного нагрева (реверсивная печь)Температура нагрева в камере предварительного нагрева 600…700 °С.Подогрев воздуха в рекуператоре происходит до 900 °С.В камере окончательного безокислительного нагрева установлена горелка.Рис.
3. Двухкамернаяпечь длябезокислительного ипредварительногонагрева: 1 — камераокончательногобезокислительногонагрева; 2 — камерапредварительногонагреваПечи с излучающим подом.Рабочее пространство печи разделяют карборудновым ребристым сводом на две камеры –нижнюю и верхнюю.Дожигание продуктов неполного горения производится в верхней камере 2, куда ониинжектируются горелкой, благодаря горению с подогретым воздухом достигается прогревразделяющего свода до высокой температуры. Свод излучает тепло на заготовки.КПД печи может достигать до38 %.Рис. 4. Камерная печьс излучающим сводомдля двухстадийногосжигания газа:1 — рабочая камера сзаготовками; 2 —камера, где дожигаютпродукты неполногогоренияКамерные печи с двухслойным сжиганием газа за счет аэродинамического разделениязон.Смесь газа с воздухом (α=0,5) попадает по наклонным горелкам в восстановительную зону.Наклонные горелки прижимают восстановительный газ к поду.
После частичного сгоранияэти газы по боковым каналам поднимаются в верхнюю зону. Этому способствуютвоздушные инжекторы. При дожигании газов в верхней зоне развивается высокаятемпература, обеспечивающая лучеиспусканием ковочный нагрев. Происходитаэродинамическое разделение зон.Это позволяет снизить температуру подогрева воздуха.Предусмотрена воздушная завеса для исключения подсоса холодного воздуха (исключаетвыбивание из печи токсичных газов СО) и поддержания положительного давления.Рис.
5. Камерная печьс двухслойнымсжиганием газа за счетаэродинамическогоразделения зонПолуметодические печи.По сравнению с камерными являются более удобными и доступными для осуществленияполной механизации и автоматизации всех операций, связанных с нагревом металла.При переводе таких печей на безокислительный и малоокислительный нагрев не требуетбольших капитальных затрат.Полуметодическая рекуперативная толкательная печь безокислительного нагрева сдожиганием продуктов неполного горения непосредственно в рабочей зоне.Рис. 6.
Трехзоннаяметодическая печьСпециальные методы нагрева для уменьшенияокалинообразования.Скоростной нагревПри повышении температуры в рабочей камеры печи увеличивается температурный напор(разность температур рабочей камеры печи и нагреваемого металла), происходит резкоеснижение продолжительности повышение производительности печи.Обусловлено тем, что при высокой температуре в рабочей камере печи наибольшееколичество тепла – до 80 % - передается металлу лучеиспусканием и около 20 % передаетсяконвекцией.Нагрев стальных заготовок при температуре рабочей камеры печи 1400…1500 °С называютскоростным нагревом.Поддерживая температуру в рабочем пространстве пламенной кузнечной печи1400…1500 °С, можно сократить время нагрева в 3…4 раза и соответственно повыситьпроизводительность печи.Рис.
7. Продолжительность нагрева заготовокразной толщины до 1200°С в зависимости оттемпературы печи:1 — область нагрева в печах с tп=1250…1300°С; 2— область скоростного нагреваПреимущества скоростного нагрева:1. Быстрый нагрев – увеличение производительности печи при тех же габаритах;2. При быстром нагреве сталь обладает более мелким зерном и, следовательно, лучшимипластическими свойствами, требует меньших сил деформирования.3.
Малое окисление стали – одно из основных преимуществ. Угар уменьшается в 2…3 раза,чем при обычном нагреве. Чем тоньше изделие, тем меньше окалина. В отдельных случаяхслой окалины 0,002…0,005 мм. Качественная поверхность заготовок.Недостатки скоростного нагрева:1. Отходящие газы уходят с более высокой температурой, что снижает КПД печи, повышаетрасход топлива. Такие печи необходимо оборудовать рекуператорами.2. С увеличением скорости нагрева увеличивается температурный градиент (разностьтемператур поверхности и центра изделия). Поэтому скоростной нагрев применяют длязаготовок до 60…100 мм.Конструктивные особенности печей скоростного нагреваЦелесообразно применять для массового производства для нагрева не толстых заготовок(толщиной 100 мм) в специальных печах.Для уменьшения потерь тепла – рабочее пространство печей делают как можно меньше.В обычных пламенных печах отношение поверхности нагреваемых заготовок к поверхностистенок рабочего пространства составляет 1/4 или 1/5, при скоростном нагреве от 1/1,25 до1/1,15.Футеровка печи выполняют из высокоогнеупорного материала (шамота класса А 1-го класса)Повышение температурного напора достигается форсированием сжигания топлива илиустановкой в печах дополнительных форсунок или горелок, а также подогрева воздуха врекуператорах.Точное и автоматическое смешение газа и воздуха.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
