Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Красноярского края

КГБОУ СПО «Красноярский индустриально - металлургический техникум»

Курсовой проект

По дисциплине ТЕПЛОТЕХНИКА

Тема Проект отражательной печи для плавки медного концентрата производительностью 1435т/сутки

Руководитель проекта Бирюлев В.Н

Студент Чигрин И.А

Группа Мд-08-1

Красноярск

2010

Содержание

отражательная печь плавка тепловой горение

Введение

1. Расчетная часть

1.1 Расчет горения топлива

1.2 Расчет температуры горения топлива

1.3 Определение времени нагрева

1.4 Составление теплового баланса

Введение

Проходные (методические) печи чаще всего применяются для нагрева слитков металла перед прокаткой для придания или пластичности. В этих печах обычно используется противоточное движение продуктов сжигания топлива и металла. Это дает возможность снизить температуру отходящих газов и повысить коэффициент использования топлива. В зоне сжигания топлива температура максимальна (на С выше конечной температуры нагрева металла), к концу печи она уменьшается. При нагреве тонких изделий время нагрева могло бы быть уменьшено при поддержании высокой температуры по всей длине печи. Таким образом, при выборе температуры отходящих газов в печи следует учитывать все экономические соображения и выбирать оптимальное решение.

При нагреве массивных изделий, кроме зоны постепенного нагрева (методической), зоны интенсивного нагрева (называемой часто сварочной), устанавливается еще третья зона - зона выдержки (томильная), температура которой лишь на С выше конечной температуры нагрева металла. В этой зоне происходит выравнивание температуры по сечению слитка перед выдачей его из печи.

1. Расчетная часть

1.1 Расчет горения топлива

79,22 19,5

2,3 1,18

5,2 330

1,35 o.кг/ 1,29

11,5 а 1,1

Низкая теплота сгорания топлива

Расход воздуха, количество и состав продуктов полного сгорания 1 килограмма топлива

где

Практический расход воздуха с учётом а

Количество и при горении 1 килограмма топлива

Количество водяных паров

Количество азота

Избыточное количество кислорода

Количество продуктов полного сгорания

Состав продуктов сгорания

Плотность дымовых газов

По полученным данным составляем материальный баланс горения 1 килограмма топлива (таблица 1)

Таблица 1 Материальный баланс горения 1 кг топлива

Приход	кг	%	Расход	кг	%
Твердое топливо	1	8,4	Газообразные продукты сгорания	12	99,887
Воздух	10,939	91,6	Зола	0,01	0,113
Всего	11,939	100	Всего	11,98	100

Невязка баланса 0,38%

1.2 Расчет температуры горения топлива

Энтальпия продуктов сгорания

где

где физическая теплота подогретого воздуха

- физическая теплота подогретого воздуха кДж/

удельная теплоемкость воздуха при 33

относительное избыточное количество воздуха в продуктах сгорания

По приложению II при

Зададим температуру

При энтальпия, кДж/

?=2965,9

При энтальпия, кДж/

?=3150,3з

Калориметрическая температура горения по интерполяции

Действительная температура горения при пирометрическом коэффициенте

1.3 Определение времени нагрева металла

Размер слитков 240х 240х 900мм

Конечная температура отжига 87

Температура воздуха

Температуру уходящих газов из печи дымовых газов принимает равной температуру печи в томильной зоне на 5 выше температуры нагрева металла, т.е.

Основным назначением методической зоны является медленный нагрев металла до состояния пластичности, и температура в центре металла при переходе из методической в сварочную зону должна быть порядка 400-500°С Разность температур между поверхностью и серединой заготовки в конце методической зоны печей прокатного производства можно принять (800-700)*S, где S - прогреваемая толщина,

В рассматриваемом случае одностороннего нагрева

S=µ*д=1,0*0,24=0,24 м

Дt=700*0,24=16

Следовательно принимаем температуру поверхности сляба в конце методической зоны равную 50

Предварительное определение размеров печи

При десятирядном расположении заготовок ширина печи

Здесь а - расстояние между заготовками и стенами печей 0,2 м

0,05 - расстояние между заготовками, м

По конструктивным соображениям высоту печи принимаем ровной:

в томильной зоне 2,75 м

в сварочной зоне 3,1 м

в конце методической зоны 1,03 м

средняя высота методической зоны 0,5*(1,03+3,1)=2,065 м

Определим степень развития кладки печи (на 1 метр длины печи)

Для методической зоны

Для сварочной зоны

Для томильной зоны

Определим эффективную толщину газового слоя

Для методической зоны

Для сварочной зоны

Для томильной зоны

Определение времени нагрева металла в методической зоне

Парциальное давление излучающих газов и

Произведение парциального давления на эффективную толщину газового слоя

По номограммам на рисунках 21,22,23 находим степень черноты газов в начале методической зоны при Tr=

в конце методической зоны при Tr=

Степень черноты металла принять

Приведенная степень черноты

Средний по длине методической зоны коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(

где 5,7 Вт/(константа излучения черного тела

Принимаем среднюю температуру металла в методической зоне

Определим температурный критерий и критерий Био

Для хромистой стали при средней по массе температур металла по приложению находим коэффициент теплопроводности а

л=29 Вт/(

а=2,3*

По найденным значениям по монограммам рисунок 19 для поверхности пластины находим критерий Фурье Fo=0,65

Время нагрева металла в методической зоне, час

Находим температуру центра металла в конце методической зоны. Согласно номограммам рисунок 20 для центра пластины при Fo=0,65 и Bi=1,14

температурный критерий

тогда температура центра сляба

определение времени нагрева металла в сварочной зоне

Определим степень черноты дымовых газов в сварочной зоне при средней температуре газов tг=

Парциальное давление излучающих газов и

По номограммам рисунков 21,22,23 находим

Принимаем температуру поверхности металла в конце сварочной зоны

Приведенная степень черноты

Средний по длине сварочной зоны коэффициент теплоотдачи излучением Вт/(

Средняя температура металла в конце методической зоны (в начале сварочной)

Определим температурный критерий и критерий Био для поверхности слябов

Для хромистой стали при средней по массе температуре металла по приложению находим коэффициент теплопроводности л и температуропроводности а

Так как при средней температуре металла

Вт/(

А=2,4* /ч

По найденным значениям i по номограммам для поверхности пластины находим критерий Фурье Fo=0,3

Время нагрева металла в сварочной зоне, час

Находим температуру центра металла в конце сварочной зоны. Согласно номограммам рисунок 20 для центра пластины при Fo=0,3 и Bi=2,17

температурный критерий

Тогда температура центра сляба

Определение времени томления металла

Перепад температур по толщине металла в начале томильной

5-807,2=67,8

Допустим перепад температур в конце нагрева

Степень выравнивания температур

При коэффициенте несимметричности нагрева критерий Фурьер для томильной зоны согласно номограммы рисунка 27 Fo=1,0

При средней температуре металла в томильной зоне

Вт/(

А=1,3*/ч

Время томления металла, час

Полное время пребывания металла в печи, час

Рисунок 1 Распределение температур по длине печи

1.4 Составление теплового баланса. Определение расхода топлива

Приход тепла

Тепло от горения топлива

Здесь В - расход топлива, кг/с, при нормальных условиях.

- низшая теплота сгорания топлива

2 Тепло, вносимое подогретым воздухом

Здесь энтальпия воздуха, подогретого до 30

практический расход воздуха

Тео экзотермических реакций (угар металла принимаем а=1%)

Здесь Р - заданная производительность печи

Расход тепла

Тепло, затраченное на нагрев металла

Здесь - - энтальпия хромистой стали при

=9,38 кДж/кг - энтальпия хромистой стали при

(приложение IX)

Тепло, уносимое уходящими газами

Здесь объем продуктов полного сгорания

Энтальпия продуктов сгорания при

Из-за малого количества его можно учитывать вместе с его можно учитывать вместе с

Размещено на Allbest.ru