1 (682903), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Р_Ф=Р_Н/3=240/3=80 кВт (1)

Фазовое напряжение на концах нагревателя:

U=U/3=380/3=220В (2)

Сила тока проходящего через нагреватель

I=10³Р_Ф/U_Ф=10 *80/220=363.6 А (3)

Сопротивление электронагревателей

Р_ф=U_ф/10³ P_ф=220²/10³*80=0.6 Ом (4)

Выбираем ленточный электронагреватель. Нагревательные элементы должны обеспечивать бесперебойную длительную службу при заданном тепловом режиме.[7]

Поэтому необходимо выбирать материал в зависимости от максимальной температуры нагрева и характера среды.

По таблице 4[7] выбираем материал Х20Н80Т3.

Толщина ленты определяется по следующей формуле

а=10³Р²_ф/2m(m+1)U²_ф, (5)

Где =1,31 Ом мм²/м удельное сопротивление материала (таблица 4 [2])

=0,7 Вт/см²-удельная поверхностная мощность нагревателя.

M=8-12-отношение ширины ленты к ее толщине, выбираем m=12

А=10⁵80²1,31/2*12(12+1)*220²0,7=3,4 мм (6)

По таблице 6 [9] принимаем максимальное значение а=3,2мм.

Длина нагревателя

L₁=Rab/=0.6*3.2*38.4/1.31=56.26 (7)

Длина трех нагревателей

L_общ=l₁*3=56.26*3=168.84 м (8)

Масса трех нагревателей

G=a*b*l_общ10³, где (9)

=8,4г/см³-плотность (табл.4[2])

G=3.2*38.4*168.84*8.4*10^-3=174.28

кг

Проверяем поверхностную нагрузку

=50*Р_ф /(а+b)*l₁=50*80/(3.2+38.4)56.28=0.7 (10)

Сравнивая поверхностную нагрузку, рассчитанную с допустимой (таб.2[9]) видно что она находится в пределах допустимой.

Ленточные элементы сопротивления располагаются обычно зигзагом на стенках, своде и поде печи.[9]

Расстояние внутри зигзагов Р принимаем 17 мм. Высоту зигзагов принимаем равной 200 мм., тогда А=183 мм.

Р - расстояние внутри зигзагов.

В - высота зигзага.

А - высота зигзага между центрами закругленной ленты.

И - шаг зигзага

Длина одного зигзага:

L_{зигзага}=2*Р+2А, мм. (11)

L_{зигзага}=2*17+2*183=419 мм.

Число зигзагов

N=(1*10³-2_вывода)/L_зиг., (12)

Где L_вывод=с+100, мм.

С - толщина стенки печи (с=375 мм.)

N=(127.4*10³-2(375+100))/419=302

Шаг зигзага И=34 мм.

Длина нагревательного элемента свернутого зигзагом L:

L=И*n*10^-3, м.

L=34*302*10^-3=10.268 м.

3.3 Тепловой расчет термоагрегата

Тепловой расчет термической печи сводится к определению расхода тепла, мощности печи коэффициента полезного действия[10]

Расход тепла определяется по формуле Q_расх=Q_ме+Q_кл+Q_{н. п}, (13) где Q_ме - тепло идущее на нагрев металла

Q_кл-тепло теряемое в окружающее пространство через кладку печи (свод, стена, под)

Q _нп - прочие не учтенные потери.

Тепло идущее на нагрев металла

Q_ме=G(c₂t_к-c₁t_н), (14)

где G-производительность печи,

А t_к t_н-начальная и конечная температура металла

С₁,с₂-удельные теплоемкости соответственно t _н, t_к

G=m/_нагр, (15)

Где m-масса металла находящегося в камере нагрева

_нагр-время нагрева

m=V*, (16)

где V-объем металла находящегося в камере нагрева;

=7,8 кг/м³-плотность металла;

V=а*b*l, (17)

Где а-толщина полосы;

b-ширина полосы;

l-длина камеры нагрева.

V=0,5*1065*3350=878387,50 мм³=0,0178 м³

M=0,0178*7,8=0,1388=138,8 кг

Время нагрева определяется как одна минута на миллиметр сечения.

_нагр.=1*0,5=0,5 мин=30 сек.

Производительность печи:

G=138.6/30=4.63 кг/сек.

Тепло идущее на нагрев металла:

Q_Me=4,63*[0.653(800+273)*0.47(20+273)]=2607 кВт

С₁=0,47 кДж/кг*К, при t=20⁰C;

C₂=0.653 кДж/кг*К, при t=800⁰C

Тепло теряемое в окружающее пространство через кладку печи[8]:

Q_кл=Q_ст+Q_под+Q_свод, (17)

Где Q_ст-потери тепла через стены,

Q_под-потери тепла через под,

Q_свод-потери тепла через свод.

2. Свод печи

t_к=t_г

Рис.4 Схема трехслойного свода печи

1)Диатомит не обожженный в кусках =0,11+0,232*10^-3t,Вт/(м*к)

2)Шамот легковесный ШЛ-0,4;

=0.1+0.00021t, Вт/(м*К) (18)

3) Асбестовый картон

=0,12+0,00024t,Вт/(м*К)

2 Стены

Рис.5 Схема трехслойной плоской стенки печи.

Шамот легковесный ШЛ-0,9

=0,29+0,00023t, Вт/(м*К);

Шамот легковесный ШЛ-0,4

=0,1+0,00021t Вт/(м*К);

Асбестовый картон

=0,12+0,00024t, Вт/(м*К)

3 Под

Рис.6 Схема трехслойного пода печи.

1)Диатомит необожженный в кусках

=0,11+0,000232t,Вт/(м*К)

2)Шамот легковесный ШЛ-0,4

=0,1+0,00021t, Вт/(м*К)

3)Асбестовый картон

=0,12+0,00024t, Вт/(м*К);

Исходные данные для расчета потерь через кладку[10]:

1.Температура внутренней поверхности стенки t_к, равной температуре печи, ⁰С.

2. Температура окружающего воздуха в термическом отделении t_в,⁰С.

3. Температура на границе первого и второго слоя кладки t_1,⁰С.

4. Температура на границе второго и третьего слоя кладки t₂,⁰С.

5. Температура наружней поверхности стенки t₃,⁰С.

6.Толщина слоев:

внутренний-S₁ ;

средний-S₂;

наружний-S₃;

7.Коэффициент теплопроводности слоев при 0⁰С-_1, _2, ₃ ,Вт/(м*к)

8.Коэффициент температурного измерения теплопроводности слоев -В₁ В_2, В₃, Вт/(м*с)

Расчет плотности теплового потока методом последовательного приближения и температур t₁, t₂, t₃ на границах слоев кладки выполняем на микро-ЭВМ ” электроника-МК61” по программе.

1. Свод: t₁ =506⁰C; t₂=300⁰C; t₃=55⁰C; q₁=331 Вт/м².

2. Стены: t₁=599⁰C; t₂=322⁰C; t₃=59⁰C; q₂=362 Вт/м².

3. Под: t₁=505⁰C; t₂=279⁰C; t₃=53⁰C; q₃=304 Вт/м^2.

Потери тепла через свод:

Q_св=q_св*F_св*10^-3; (18)

F_cв=L*B=192*9=1728 м²; (19)

Q_св=331*1728*10^-3=571.9 кВт.

Потери тепла через стены:

Q_ст=q_ст*F_ст*10^-3; (20)

F_ст=2LH=2*192*8.5=3264м²; (21)

Q_ст=362*3264*10^-3=1181,6 кВт. (22)

Потери тепла через под принимаем 0,75Q_cт.

Q_под=0,75Q_cт=1181.6*0.75=886.2кВт; (23)

Q_кл=Q_ме+Q_cв+Q_под=1181.6+571.9+886.2=2639.7 кВт.

Неучтенные потери принимаем 10% от Q_кл.

Q_н.п.=2639,7*0,1=263,97 кВт

Q_расх=Q_ме+Q_кл+Q_{н. п}; (24)

Q_расх=2607+2639,7+263,97=5510,67кВт.

Мощность печи

P_расх=Q_расх; P_расх=5510,67кВт. (26)

Коэффициент полезного действия.

=Q_ме/Q_расх100%; (27)

=2607/5510.67*100%=48.8%

3.4 Расчет количества оборудования.

Расчет оборудования производится на основании производственной программы, спроектированного технологического процесса термической обработке, режима работы отделения и фонда времени оборудования.

Полный календарный фонд времени равен 365*24=8760 часов. Так как характер работы непрерывный, то календарный фонд равен номинальному, Ф_н=8760 часов.

Действительный фонд времени равен тому времени, которое может быть полностью использовано для производства. По характеристике агрегата Ф_д=7000часов.

Таким образом потери времени на простом оборудовании, связанные с его ремонтом и наладкой, t_потерь=Ф_н-Ф_д=1760часов, что составляет приблизительно 20% от Ф_н.

Задолженность оборудования.

Z=W/Q, ч (25)

Где: W-годовая программа, кг;

Q-часовая производительность оборудования;

Z=120000000/7589=15812 ч

(а=53125т/г=7589кг/ч)

Количество единиц оборудования

N_р=z/Ф_д, шт (26)

N_р=15812/7000=2.4 принимаем п=3

Коэффициент загрузки к₃=n_р/n*100% (27)

К₃=2,4/3*100%=80%, что удовлетворяет условию

75%к₃85%

3.5 Расчет производственных площадей, планировка, грузопотоки.

Площадь занимаемая агрегатом непрерывного отжига вычисляется по формуле; F=L*a, м² (28)

Где l-длина агрегата, м;

А-ширина агрегата, м.

F=326*10=3260 м²

Площадь занимаемая тремя агрегатами равна 9780 м².

Расстояние между агрегатами принимаем 4 м, проходы и проезды 4 м

Перед агрегатом и после него предусматривают площадки для складирования рулонов, размерами: ширина 10 м, длина 5 м и оставляем проезды 4 м, таким образом ширина термического отделения составляет 4+10+4+10+4=28 м, а длина 4+5+326+5+4=344 м. Общая площадь соответственно S_пр=344*28=11008 м².

Термическое отделение находится на территории отделения холодной прокатки. Каркас здания смешанный: железобетонные колонны и металлические конструкции. Высота здания принимается 12 метров. Общий грузопоток осуществляется в одном направлении[6].

Определение количества и типов приборов контроля

Для регулирования технических процессов термообработки применяют програмные регулирующие устройства РУБ-01М, которые регулируют по заданной программе различные технологические параметры (температуру, давление, расход газа и т.п.). Измерение температуры при термообработке осуществляется двумя способами:контакным (при помощи термопар)и бесконтакным (оптическими пирометрами). Для измерения температуры в первой камере нагрева применяют три ленточных нагревателя. Для второй камеры нагрева применяют (с пределом измерения 300-1600⁰С). Температура в камере выдержки измеряется шестью оптическими пирометрами ВИМП-0,15 м с диапазоном измерения (400-1100⁰С [6]).

Точка росы азото-водородной смеси газа измеряется датчиком типа УРСТ

Для регулирования продолжительности выдержек нескольких операций применяют электронные рыле времени типа РВЧ-3.

Автоматические электронные приборы с феродинамическими преобразователями которые контролируют, записывают, регулируют давление, расход, уровень и другие параметры в печи

Применяются приборы типа КСФ-2.

Для регулирования температуры нагрева воды прменяют 5 термостатов. Мощность электронагревателей регулируют с помощью четырех терристорных выключателей [6].

5.Организация труда и управления отделением

Организованный труд людей на любом предприятии является непременным условием функционирования производства, а следовательно, организация труда является составной частью организации процесса производства.

Основной задачей организации и планирования термического отделения является: 1) обеспечение высокопроизводительной и эффективной работы агрегатов, за счет интенсивного их использования; 2) организация ритмичной работы всего отделения для своевременного обеспечения рулонами следующих технологических стадий обработки металла; 3) обеспечение экономичного расхода сырья, материалов, электроэнергии; 4) укрепление дисциплины труда, улучшение организации рабочих мест, применение эффективных форм морального и материального стимулирования передовых форм и методов труда.

В отделении применяется схема управления производством приведенная на схеме 1.

Отделение возглавляет начальник термического отделения. В его подчинении находится старший мастер. Руководителями сменные мастера, имеющие среднетехническое образование. Сменные мастера руководят бригадами. Главными задачами мастеров являются:

Строжайшее соблюдение технологической дисциплины, точное выполнение режимов термообработки, в случае необходимости фиксирует в журнале допущенные нарушения режима термообработки и принятия мер.

Схема1

Начальник термического отделения

Характеристики

Список файлов реферата