КАМЕРНЫЕ ПЕЧИ
1. Характеристика печей
Камерные печи применяют как для нагрева, так и для термической обработки слитков, слябов, труб, готовых изделий большой массы и сложной конфигурации. Обычно печи имеют большую садку, изделия в них загружают в пакетах или стопами. Чаще всего в них нагревают металл, поступающий небольшими партиями, отличающимися по размерам и режимам нагрева или термообработки.
Достоинством камерных печей является их универсальность, т. е. возможность загружать в них каждый раз различные изделия, в том числе и неудобные для транспортирования в непрерывных печах, и варьировать режимы нагрева или термообработки в широких пределах. Камерные печи чаще всего устанавливают группами, однако возможно использование единичных отдельно стоящих печей.
2. Классификация печей и особенности отопления
Различают вертикальные (шахтные) камерные печи и горизонтальные. Последние классифицируют по способу подачи в печь и выдачи из нее нагреваемых изделии: печи с выкатным подом и печи с внешней механизацией, в которых загрузка и выгрузка производятся специальными механизмами, расположенным и вне печи.
Система отопления камерных печей предназначена для создании максимальной равномерности температур в рабочем пространстве печи, поэтому ее выполняют рассредоточенной. В низкотемпературных печах применяют подподовые топки, внешнюю и внутреннюю циркуляцию печной атмосферы.
3 Особенности расчета теплообмена
Расчет теплообмена излучением и конвекцией в рабочем пространстве печи производят по методике, изложенной соответственно в разд. 13.1 и 13.2.
Особенностью расчета теплообмена излучением для камерных печей с нагревом в продуктах сгорания является то, что кладка в этих печах не является адиабатной, а в процессе нагрева или охлаждения поглощает или отдает тепло. Кладка печи остывает во время загрузки и при посадке холодного металла, поэтому в первый период нагрева она является существенным потребителем тепла и ее температура сильно отличается от температуры адиабатной кладки, рассчитанной по формуле (13.22). С течением временм кладка прогревается в ее температура приближается к адиабатной.
В общем случае суммарный удельный тепловой поток, Вт/м2, излучением от продуктов сгорания и кладки на металл в камерной печи можно определить по формуле:
(11.1)
где СS=5,77 Вт/(м2·К4) - коэффициент излучения абсолютно черного тела; tГ tн tм - температуры соответственно продуктов сгорании, кладки и металла, °С; значения θ=[(t+273)/100]4 можно определять по табл. 1.1;
;
;
;
и
—
степени черноты соответственно продуктов
сгорания, кладки и металла;
—угловой
коэффициент излучения кладки на металл.
Значение М можно определить по графику
в зависимости от значении
и
.
Для расчета температурами продуктов сгорания, кладки и металла необходимо предварительно задаться.
Коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м2-К):
.
Расчет нагрева и охлаждения металла проводят в зависимости от его массивности по формулам и графикам.