Проект тепловой работы камерной термической печи с выкатным подом ЭСПЦ ЧерМК ОАО Cеверсталь (стр. 1 из 3)

ФГОУ СПО «Череповецкий металлургический колледж»

Специальность 150101 «Металлургия черных

металлов»

Проект тепловой работы камерной термической печи с выкатным подом ЭСПЦ ЧерМК ОАО «Cеверсталь»

КП 150101.01.40 ПЗ

Руководитель работы Медведева Л.В.,

преподаватель спец. дисциплин

Работу выполнил Александренков И.С.,

студент группы 3-МЧМ

Череповец 2010

Содержание

Стр.

Введение 2

1. Общая часть 3

1.1 Устройство камерной термической печи 3

1.2 Характеристика материалов, используемых

для футеровки печи 5

1.3 Тепловая работа печи 6

2. Специальная часть 7

2.1 Расчет горения природного газа 7

2.2 Определение времени термической обработки слябов 12

Заключение 23

Литература 24

Введение

Тепловая работа печи - это совокупность тепловых процессов, обеспечивающих решение поставленной технологической задачей. Технологический процесс в термических печах сводиться к определенному тепловому воздействию на обрабатываемый металл, т.е. к осуществлению какого-либо из графиков нагрева. Тепловое воздействие выражается в изменении температуры металла и, следовательно, в измерении его энтальпии.

Для решения технологической задачи требуется подвод определенного количества тепла к металлу. Это достигается благодаря тому, что температура в рабочей камере печи в периоды нагрева и выдержки превышает температуру поверхности металла, поскольку именно разность температур является движущей силой теплообмена.

Повышенная температура в печи достигается и поддерживается посредством генерации в ней тепла. Теплорегенерация производится либо за счет сжигания топлива (в топливных печах), либо путем превращения электроэнергии в тепло (в электрических печах). Далеко не все тепло, генерируемое в печи, расходуется на изменение энтальпии металла. Значительная его часть теряется в окружающее пространство через стенки печи, через открытые окна, уходит на нагрев разного рода устройств для перемещения металла через рабочую камеру, а в топливных печах еще и уходит с покидающим рабочую камеру дымовыми газами. Поэтому в печах всегда осуществляется генерация большого количества тепла, чем это нужно только для нагрева металла по заданному графику.

Температурный и тепловой режимы работы печи, обеспечивающие осуществление заданной технологии термической обработки, оказывают самое непосредственное влияние на такие важные показатели, как производительность и расход топлива или электроэнергии.

1 Общая часть.

1.1 Устройство камерной термической печи

Камерные термические печи ЭСПЦ являются печами периодического действия и предназначены для отжига слябов после машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) ЭСПЦ и отжига деталей.

Камерные печи получили широкое распространение в термических цехах благодаря своей универсальности и сравнительной простоте конструкции.

Печи рециркуляционные, камерные, С взаимозаменяемыми выкатными подинами, обслуживаемые трансбордерами.

Основным способом управления режимом работы печей является автоматическая система управления технологическим процессом (АСУ ТП) с использованием ПЭВМ. При неработоспособности АСУ ТП управление режимом работы печи осуществляется вручную.

Печи отапливаются природным газом. Газоснабжение печей осуществляется от цехового газопровода. Давление газа перед печью должно быть 700±50 кгс/м² (7000±500 Па), температура газа от 0 до +50⁰С.

На каждую горелку подаются рециркуляционные газы. Подача рециркуляционных газов осуществляется эксгаустером Э-5Б по системе трубопроводов. Продукты горения природного газа смешиваются с рециркулятором в вертикальных горелочных каналах сечения 232*348 и поступают в рабочее пространство печи.

Рабочее пространство печи условно разделено на 4 зоны продольной и поперечной вертикальной плоскостью. Каждая зона печи имеет индивидуальное регулирование температурного режима.

Удаление дымовых газов из рабочего пространства печи осуществляется посредством эксгаустера через систему боровов. Часть дымовых газов возвращается в печь для создания

рециркуляции, а часть уходит в дымовую трубу. Пропорции дымовых газов на рециркуляцию и уходящих в дымовую тру

бу определяется периодом отжига.

Для розжига газовых горелок и наблюдения за их работой в стенах термической печи устроены отверстия с крышками. Должна быть исключена возможность самопроизвольного открывания крышек.

Краткая техническая характеристика и описание технологического оборудования

Тип печи Рециркуляционная, камерная, с выкатным подом

Площадь пода, м² 45(5×9)

Размеры печи:

Длина (по кладке), мм 9860

Ширина (по кладке), мм 6496

Длина рабочего пространства, мм 9396

Ширина рабочего пространства, мм 5104

Средняя высота, м 2

Масса садки, т до 130

Производительность, т/ч 1,90-2,45

Температура максимальная:

-в рабочем пространстве, ⁰С 850

-дымовых газов за эксгаустером, ⁰С 450

Тип вентилятора для подачи воздуха к горелкам ВВД-8У

-максимальная производительность, м³/ч 4000

-давление воздуха, кгс/м² (кПа) 350(3,5)

Тип эксгаустера Э-Б5

-максимальная производительность, м³/ч 16 000

Топливо - природный газ

-удельная теплота сгорания, ккал/м³ 8000-8100

(МДж/м³)(33,5-33,9)

-Максимальный расход газа, м³/ч 350

-давление газа перед печью, кгс/м² (кПа) 800 (8)

Тип горелок ГНП-4

Количество горелок, шт. 14

Кладка печи шамот класса Б

Свод печи арочный

1.2 Характеристика материалов, используемых для футеровки печи

Для футеровки печи используются шамотные огнеупоры кала Б. Основой шамотных материалов служат оксиды алюминия и кремния (Al₂O₃ и SiO₂ ), причем содержание Al₂O₃ составляет в них от 28 до 45%. Шамотные изделия изготовляют из огнеупорных глин и минерала, называемого каолином. Это сырье подвергают предварительному отжигу, а затем размалывают и просеивают. Смесь обожженного и сырого материалов, взятых в равных количествах, увлажняют, и из этой массы посредством прессования под высоким давлением изготавливают изделия требуемой формы. Их сушат, а затем обжигают при температуре, возрастающей до 1400⁰С, в течение 70-120ч. В процессе обжига происходит перекристаллизация глинозема и образуется муллит 3 Al₂O₃×2 SiO₂, зерна которого

укрупняются и формируют кристаллический сросток. Муллит- Это прочное и тугоплавкое (температура плавления 1870⁰С) соединение. Оно и определяет в основном свойства шамотных изделий.

Применение и свойства шамотных огнеупоров. В

настоящее время в мировом производстве огнеупоров шамотные изделия занимают по объему первое место(70-75%) и их широко применяют почти во всех отраслях промышленности, в том числе и при сооружении термических печей.

Они используются для футеровки практически всех частей печи (за исключением, в ряде случаев, пода), а также для кладки дымовых каналов, дымовых труб и т.д. Доступность и низкая стоимость (шамот - самый дешевый огнеупорный материал) также обусловливают их широкое распространение.

Шамотные огнеупоры имеют сравнительно невысокую предельную температуры службы (до 1500⁰С), небольшую усадку при повторном обжиге и хорошую термостойкость ( не менее 10 водяных теплосмен). Шамотные изделия плохо сопротивляются воздействию окалины.

Повышение содержания Al₂O₃ в шамотных огнеупорах и увеличение их плотности позволяет довести предельную температуру службы до 1500⁰С.

В термических печах различных типов шамот показывает достаточно хорошую стойкость и служит до 10-15 лет.

1.3 Тепловая работа печи

В печах с выкатным подом металл помещают на выдвигаемую из печи футерованную тележку - под, задвигают этот под обратно в печь и нагревают вместе с металлом. Горелки располагают в топочных нишах, образуемых специальными углублениями в кладке печей. Топочные ниши соединяются с рабочим пространством каналами. Через эти каналы в них подсасываются частично остывшие газы из рабочего пространства за счет инжектирующего действия вытекающих из горелок струй топлива и воздуха. Для усиления регуляции газов в рабочем пространстве используются и струи воздуха, вдуваемого через специальные сопла. Образующая смесь с пониженной

температурой вытекает с большой скоростью в рабочую камеру. В итоге обеспечивается интенсификация конвективного теплообмена и повышение равномерности температурного поля в печи.

Число горелок зависит от размеров печи и составляет 4-

40.

Уходящие из печи дымовые газы удаляются через боров, расположенный под печью. В этот боров они попадают через вертикальные дымоотводящие каналы, выполненные в нижней части боковых стен печи в начале и конце рабочей камеры.

2 Специальная часть

2.1 Расчет горения природного газа

· Определяем низшую теплоту сгорания природного газа по формуле (1):

=127,7CO+108H₂+358CH₄+590C₂H₄+555C₂H₂+636C₂H₆+913C₃H₈+