Назначение и общая характеристика нагревательных печей непрерывного действия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Назначение и общая характеристика нагревательных печей непрерывного действия

нагревательный непрерывный металл кладка

Нагревательные печи непрерывного действия предназначены для нагрева металла перед обработкой металла давлением. В прокатном и трубопрокатном производстве основными типами нагревательных печей непрерывного действия являются толкательные печи, печи с шагающим подом и шагающими балками, кольцевые печи.

В этих печах обычно нагревают для сортовых станов прямоугольную (квадратную) заготовку толщиной 60-400 мм, шириной 60-400 мм и длиной 1-12 м, для листовых станов - слябы толщиной 90-350 мм, шириной 400-2000 мм и длиной 1-12 м, для трубных станов - круглую заготовку диаметром 40-600 мм и длиной 1-12 м, а также трубную заготовку.

В нагревательных печах осуществляется открытый нагрев металла высокотемпературными продуктами сгорания газообразного или жидкого топлива. Эти печи характеризуются преимущественно противоточным движением нагреваемого металла и продуктов сгорания, а также наличием в начале печи (со стороны загрузки металла) развитой неотапливаемой методической зоны, вследствие чего их часто называют методическими печами.

С увеличением толщины нагреваемого металла возникает необходимость двухстороннего нагрев металла, для чего организуют зоны нижнего обогрева, над которыми металл размещается на водоохлаждаемых подовых трубах (балках). В печах шагающего типа для металла толщиной до 150-200 мм применяют односторонний нагрев (печи с шагающим подом) а при большей толщине - двухсторонний нагрев (печи с шагающими балками). В печах толкательного типа нижний обогрев применяется для металла толщиной свыше 100 мм, при этом в большинстве существующих печей для устранения неравномерности температур в металле, возникающей при нагреве водоохлаждаемых подовых трубах, в томильной зоне сохраняют участок монолитной подины (бесподинные толкательные печи) в кольцевых печах возможен только односторонний нагрев.

Температура нагрева металла

Температура нагрева под прокатку зависит прежде всего от качества нагреваемого металла. Так,

температура нагрева легированных и качественных сталей 1060-1200С. Значение температуры нагрева для каждого конкретного случая задается в зависимости технологии прокатки, характеристики стана, величины обжатия, расстояние от печи до стана и др.

Конечный перепад температур по сечению заготовки также зависит от вида металла и условий его прокатки. Так, при нагреве под прокатку на тонколистовом стане требования по конечному перепаду температур выше, чем для сортовых станов. Для ориентировочных расчетов принимают конечный перепад температур по сечению заготовки порядка 10-15С на 100 мм расчетной толщины для легированных и качественных сталей и 15-20С на 100 мм расчетной толщины для рядовых сталей.

Режимы нагрева металла

Практикуют двухзонный и трехзонный режимы нагрева металла в непрерывных нагревательных печах.

При двухзоном режиме имеются две теплотехнические зоны по ходу металла (по мере нагрева): не отапливаемая методическая зона, в которой температура непрерывно повышается, и отапливаемая сварочная зона, с постоянной температурой.

При двухзоном режиме температура в сварочной зоне должна быть выбрана так, чтобы к моменту достижения заданной конечной температуры поверхности металла перепад температур по его сечению не превышал допускаемой величины. При этом чем меньший перепад надо получить, тем ближе должна быть температура сварочной зоны к заданной конечной температуре поверхности металла. Поэтому пи двухзоном режиме интенсивность нагрева ограничена и, кроме того, нельзя допускать задержек металла в печи сверх необходимого времени нагрева во избежание перегрева металла.

При трехзонном режиме нагрева к методической и сварочной зоне добавляется третья теплотехническая зона по ходу металла (по мере нагрева) - отапливаемая томильная зона с постоянной температурой, близкой к заданной конечной температуре поверхности металла.

Температура сварочной зоны при трехфазном режиме может быть выше, а нагрев интенсивнее, чем при двухфазном режиме, так как возникающий при интенсивном нагреве больший перепад температур по сечению выравнивается в томительной зоне, куда металл попадает из сварочной зоны по достижении заданной температуры поверхности.

Благодаря близости температур поверхности металла и продуктов сгорания в томильной зоне снижается опасность перегрева при задержке металла в печи и облегчается задача выдачи из печи идентично нагретых заготовок. Применение трезхзонного режима тем более целесообразно, чем массивнее нагретый металл и чем меньший перепад по его сечению требуется получить.

Зоны отопления (регулирования) в печи могут не совпадать с теплотехническими зонами. Так, сварочная зона часто состоит из нескольких зон отопления, которые нумеруют по ходу движения металла (1-я сварочная зона, 2-я сварочная зона и т.д.), причем в первых зонах отопления температура по ходу металла может повышаться так же, как в методической зоне.

При двухзоном режиме имеются две теплотехнические зоны по ходу металла (по мере нагрева): не отапливаемая методическая зона, в которой температура непрерывно повышается, и отапливаемая сварочная зона, с постоянной температурой.

При двухзоном режиме температура в сварочной зоне должна быть выбрана так, чтобы к моменту достижения заданной конечной температуры поверхности металла перепад температур по его сечению не превышал допускаемой величины. При этом чем меньший перепад надо получить, тем ближе должна быть температура сварочной зоны к заданной конечной температуре поверхности металла. Поэтому при двухзоном режиме интенсивность нагрева ограничена и, кроме того, нельзя допускать задержек металла в печи сверх необходимого времени нагрева во избежание перегрева металла.

При трехзонном режиме нагрева к методической и сварочной зоне добавляется третья теплотехническая зона по ходу металла (по мере нагрева) - отапливаемая томильная зона с постоянной температурой, близкой к заданной конечной температуре поверхности металла.

Температура сварочной зоны при трехфазном режиме может быть выше, а нагрев интенсивнее, чем при двухфазном режиме, так как возникающий при интенсивном нагреве больший перепад температур по сечению выравнивается в томительной зоне, куда металл попадает из сварочной зоны по достижении заданной температуры поверхности. Благодаря близости температур поверхности металла и продуктов сгорания в томильной зоне снижается опасность перегрева при задержке металла в печи и облегчается задача выдачи из печи идентично нагретых заготовок. Применение трезхзонного режима тем более целесообразно, чем массивнее нагретый металл и чем меньший перепад по его сечению требуется получить.

Зоны отопления (регулирования) в печи могут не совпадать с теплотехническими зонами. Так, сварочная зона часто состоит из нескольких зон отопления, которые нумеруют по ходу движения металла (1-я сварочная зона, 2-я сварочная зона и т.д.), причем в первых зонах отопления температура по ходу металла может повышаться так же, как в методической зоне.

Температура газов и кладки

Исходя из общих принципов расчета нагрева металла излучением на каждом расчетном участке нагревательной печи должны быть заданны: температура продуктов сгорания или температура кладки.

Температуру продуктов сгорания в сварочной зоне принимают на 80-130С, а в томильной на 30-50С выше заданной конечной температуры поверхности металла. Повышение температуры продуктов сгорания выше 1350-1400С нежелательно, так как приводит к увеличению окисления металла и уменьшению стойкости огнеупоров и элементов печи.

Для некоторых марок стали температуру продуктов сгорания в начале печи со стороны посада металла ограничивают, что обусловлено опасностью чрезмерно высоких температурных напряжений в металле в начальный период нагрева.

Для расчета нагрева металла при косвенном радиационном нагреве (сводовое отопление) в качестве средства нагрева может быть принята кладка. При выборе температуры кладки следует учитывать, что в зонах, где металл имеет высокую температуру, температура кладки близка к температуре продуктов сгорания, а в зонах, где металл сравнительно холодный, температура кладки может быть ниже температуры продуктов сгорания на 100-150С.

Размещено на Allbest.ru