Определение основных размеров печи

2.3 Определение основных размеров печи

Для обеспечения производительности 72,22 кг/с в печи должно одновременно находиться следующее количество металла

 кг.

Масса одной заготовки равна

 кг.

Количество заготовок, одновременно находящихся в печи

 шт.

При однорядном расположении заготовок общая длина печи

 м.

По ширине печи =10,9 м

 м².

Длину печи разбиваем на зоны пропорционально времени нагрева металла в каждой зоне.

Длина методической зоны

 м.

Длина I сварочной зоны

 м.

Длина II сварочной зоны

 м.

Длина томильной зоны

 м.

В рассматриваемом случае принята безударная выдача слябов из печи. В противном случае длину томильной зоны следует увеличить на длину склиза =1,5 м.

Свод печи выполняем подвесного типа из каолинового кирпича толщиной 300 мм. Стены имеют толщину 460 мм, причем слой шамота составляет 345 мм, а слой изоляции (диатомитовый кирпич), 115 мм. Под томильной зоны выполняем трехслойным: тальковый кирпич 230 мм, шамот 230 мм и тепловая изоляция (диатомитовый кирпич) 115 мм.

2.4 Тепловой баланс

 

Приход тепла

1. Тепло от горения топлива

В кВт,

здесь В – расход топлива, м³/с, при нормальных условиях.

2. Тепло, вносимое подогретым воздухом

В кВт.

3. Тепло экзотермических реакций (принимая, что угар металла составляет 1 %)

 кВт.

Расход тепла

1. Тепло, затраченное на нагрев металла

 кВт,

где =838 кДж/кг – энтальпия углеродистой стали при ^оС; =9,72 кДж/кг – то же, при ^оС.

2. Тепло, уносимое уходящими дымовыми газами

В кВт.

Энтальпию продуктов сгорания находим при температуре =1050^оС

^{___________________________________}

=1622,35 кДж/м³

3. Потери тепла теплопроводностью через кладку.

Потерями тепла через под в данном примере пренебрегаем.

Рассчитываем только потери тепла через свод и стены печи.

Потери тепла через свод

Площадь свода принимаем равной площади пода 396,76 м²; толщина свода 0,3 м, материал каолин. Принимаем, что температура внутренней поверхности свода равна средней по длине печи температуре газов, которая равна

^оС.

Если считать температуру окружающей среды равной =30^оС, то температуру поверхности однослойного свода можно принять равной =340^оС.

При средней по толщине температуре свода ^оС коэффициент теплопроводности каолина  Вт/(м^.К).

Тогда потери тепла через свод печи будут равны

 кВт,

где  Вт/(м^2.К).

Потери тепла через стены печи

Стены печи состоят из слоя шамота толщиной =0,345 м и слоя диатомита, толщиной =0,115 м.

Наружная поверхность стен равна:

методическая зона

 м²;

I сварочная зона

 м²;

II сварочная зона

 м²;

томильная зона

 м²;

торцы печи

 м².

Полная площадь стен равна

 м².

Для вычисления коэффициентов теплопроводности, зависящих от температуры, необходимо найти среднее значение температуры слоев. Средняя температура слоя шамота равна , а слоя диатомита , где – температура на границе раздела слоев, ^оС;  – температура наружной поверхности стен, которую можно принять равной 160^оС. Коэффициент теплопроводности шамота

, Вт/(м^.К).

Коэффициент теплопроводности диатомита

, Вт/(м^.К).

В стационарном режиме

.

Подставляя значения коэффициентов теплопроводности

или

.

Решение этого квадратичного уравнения дает значение

=728,8^оС.

Тогда

^оС,

^оС.

Окончательно получаем

 Вт/(м^.К).

 Вт/(м^.К).

Количество тепла, теряемое теплопроводностью через стены печи, равно

 кВт,

где  Вт/(м^2.К).

Общее количество тепла, теряемое теплопроводностью через кладку

 кВт.