Назначение и принцип работы печи

Назначение и область применения. Печи нагревательные камерные с выдвижным подом применяются для нагрева слитков или крупных заготовок под ковку с конечной температурой нагрева 1100 - 1300 С. Загрузка на под и съем заготовок с пода осуществляются с помощью средств цеховой механизации (обычно мостовыми кранами).

Производительность печей может изменяться в зависимости от марки стали, размеров заготовок или слитков, вида топлива и должна уточняться в каждом конкретном случае.

Состав установки печи. В комплект установки печи входят рельсовые пути как в печи, так и внешние, механизмы выкатки пода и подъема заслонок, а также приборы теплового контроля и автоматики.

Основные технические решения. Печи этого типа отапливаются природным газом или жидким нефтяным топливом (мазутом), сжигаемым с помощью типовых горелок или форсунок. Применение для печей с выдвижным подом газовых горелок среднего давления (инжекционных) не рекомендуется.

Для подогрева воздуха, идущего на горение, печи этого типа оборудуются рекуператорами (трубчатыми, игольчатыми или радиационными).

Продукты горения отводятся в боров и дымовую трубу или вверх под зонт и далее в систему цеховых дымопроводов.

Тепловой режим и режим давлений в печах поддерживаются автоматически.

Кладка печей выполняется из шамотного, шамотного легковесного, диатомового и глиняного (красного) кирпича и заключается в сварной металлический каркас с обшивкой из листовой стали. Печи устанавливаются на специальный фундамент, общий для печи и для рельсовых путей выдвижного пода (внутри печи и вне ее).

В фундаменте предусматриваются приямки для размещения механизмов выкатки пода и для механизмов подъема заслонки.

Подины печей состоят из рамы, сваренной из проката, литой гарнитуры и футеровки из шамотного нормального и легковесного кирпича. Рама подины перемещается на цепях катков.

Механизмы выкатки пода применяются с рейками цевочного типа. В качестве механизмов подъема заслонок используются типизированные электрические лебедки или гидравлические подъемники.

Расположение механизмов может быть как правым, так и левым.

В случае необходимости выкатки пода на трансбордер подина устанавливается на колесах и выкатки ее осуществляется с помощью механизма трансбордера.

5. Определение размеров рабочего пространства печи.

В печах периодического действия конструктивные размеры рабочего пространства определяются расположением и габаритами садки, которая может состоять как из одного, так и из многих изделий.

При укладке изделий в один ряд на поду печи размеры последнего определяются следующим образом, м:

B = nd + + 2c,

Где:

В – линейный размер пода в данном направлении (ширина или длина), м

n – число заготовок в направлении, по которому определяется размер пода, шт.

а – зазор между заготовками в том же направлении (например, толщина заготовки), м

с – расстояние между концами заготовок и стенкой (зависит от толщины заготовок, обычно с=0,25…0,5 м)

Если заготовки устанавливаются в несколько рядов по высоте, то общая высота садки не должна превышать ≤1.5 м. Высота подставок выбирается в пределах 0,3…0,4 м.

Заготовки, нагреваемые в печи, представляют собой вытянутые поковки цилиндрической формы. Длина h= 2 м., диаметр = 0.475 м. Объём V одной такой заготовки будет вычислен по формуле :

V=πr²h

V=π*0.23752*2=0.354 м³.

Плотность ρ среднеуглеродистой стали равняется 7800 , исходя из этого масса одной заготовки равна:

m=V*ρ, кг

m=7800*0.354=2761.2 кг.

По условиям задания масса единовременно садки не должна превышать 30 000 кг, а значит максимальное количество заготовок в садке: 10 штук. Расположим заготовки в одной садке следующим образом: 5 поковок на двух подставках располагаются на полу пода. На них сверху кладутся ещё 2 подставки, на которых располагаются ещё 5 поковок. Т.о. заготовки расположены в 2 слоя по 5 штук в каждом. Вид сбоку:

Вид спереди:

а). Рассчитаем ширину пода печи:

В=5*0,400+ + 2*0,3 = 3,375 (м)

б). Рассчитаем длину пода печи:

Прибавим к длине поковки (2м) величину отступов от краёв (0,3):

В=2+0,3*2=2,6 (м)

в). Рассчитаем высоту пространства печи над уровнем пода:

Прибавив к диаметру двух поковок (0,475 м) высоту двух подставок (0,3 м), получим высоту садки:

В_с=0,475*2+0,3*2=1,55 (м)

Так же учтём зазор между верхней кладкой и потолком печи:

Высота рабочего пространства над уровнем металла для печей с камерным режимом работы ориентировочно может быть определена в зависимости от температуры газов и ширины рабочего пространства печи по формуле:

h₃=(A+0.05B)t_max*10^-3

Где:

В – ширина рабочего пространства, м (3,375 м)

t_max – максимальная температура газов печи, °С (2000 °С)

А – опытный коэффициент (~0,5)

h₃=(0.5+0.05*3.375)*2000*10^-3 = 1.3 (м).

Таким образом, высота рабочего пространства печи:

h=В_с+h₃=1,55+1,3=2,85 (м)

Тип свода печи – арочный.

Отношение длины L пода к ширине B для камерных печей с выдвижным подом – 2,0…2,3.

Общая высота печи с выдвижным подом, м:

H=h₁+h₂+h₃+δ_св

Где h₁ – высота свода печи до уровня пода, м. (~1 м)

δ_св – толщина свода печи, м. (~0,5 м)

Н = 1+1.55+1.3+0,5=4,35 м.