1.Введение

Современные промышленные теплотехнологии основываются на применении органического топлива. Широкое внедрение в теплотехнологии высокотемпературных процессов в настоящее время ставит ряд энергетических и экономических задач. Поэтому такое большое внимание уделяется высокотемпературным процессам и установкам.

Высокотемпературные процессы часто являются основой промышленных технологий получения целевого продукта из исходного сырьевого материала (известь, нефть, сланцы, угли, газ и др.) в процессе его тепловой обработки. К ним относят физические, химические и маассообменные процессы, обеспечивающие заданное превращение исходного сырья.

Методические печи, применяемые для нагрева заготовок перед сорто- и листопрокатным станом, наиболее распространены в металлургическом производстве. Для методических печей характерно противоточное движение продуктов сгорания и нагреваемых заготовок в рабочем пространстве, а также наличие, помимо сварочной (нагревательной) зоны, методической (зоны предварительного нагрева заготовок), которая является теплоутилизационной зоной. Нагреваемые заготовки проталкиваются через методические печи проталкивателем.

Методические печи – непрерывные, у которых при неизменном характере нагреваемых заготовок и темпе работы, тепловой и температурный режимы являются переменными по длине печи и постоянными во времени.

При трёхзонном режиме, температура в сварочной зоне может быть значительно выше, а нагрев – интенсивнее, чем при двухзонном режиме.

Возникающий при этом больший перепад температур по сечению, выравнивается в томильной зоне, куда заготовки поступают из сварочной по достижении заданной конечной температуры поверхности.

При выборе температурного режима следует стремиться не только к высокой интенсивности нагрева, но и к минимальному окислению и обезуглероживанию металла при нагреве. Эти явления тем сильнее, чем выше температура поверхности заготовки и чем больше время пребывания поверхности при этой температуре. Интенсификация нагрева приводит к быстрому повышению температуры поверхности заготовок, однако, общее время нагрева сокращается. Следовательно, существует оптимальная интенсивность нагрева, обеспечивающая минимальное окисление и обезуглероживание металла.

При высокой интенсивности нагрева необходимо организовать трёхзонный режим с развитой сварочной зоной, то есть с высокими температурами на большой длине печи. При существенном снижении интенсивности, целесообразно переходить на двухзонный режим, чтобы уменьшить окисление и обезуглероживание металла.

2. Разработка температурного графика

График является основой для выполнения расчета, с его помощью выбирают необходимую температуру продуктов сгорания и нагреваемой садки. Для построения графика используют ориентировочные значения теплофизических характеристик, коэффициентов теплоотдачи.

В первом приближении температурный график должен иметь зону выдержки. Температуру задаем в первом приближении = 870 ⁰С. Температуру определяем расчетным путем: