Находим температуру муфеля на новом шаге по времени путем расчета его теплового баланса

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Методы охлаждения металла в колпаковых печах ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Находим температуру муфеля на новом шаге по времени путем расчета его теплового баланса БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ Разработка мер защиты от выявленных опасных и вредных факторов ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Анализ результатов исследования устройства струйного охлаждения садки ЭКОНИМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА Расчет снижения себестоимости единицы продукции за счет снижения цен на сырье и материалы Расчет доплаты за переработку

99701

знак

таблиц

изображений

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Читать далее: БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

6. Находим температуру муфеля на новом шаге по времени путем расчета его теплового баланса.

7. По формулам

, (3)

где Т_ф - температура футеровки, К;

Т_пс- температура продуктов сгорания, К;

Т_м - температура муфеля, К;

а₁, а₂, а₃ - эмпирические коэффициенты;

(4)

где Т_р - температура боковой поверхности нижнего рулона, К;

Т_эг - температура защитного газа на выходе из

диффузора направляющего аппарата стенда, К;

в₁, в₂, в₃, в₄ - эмпирические коэффициенты;

d_мr_мс_м(Т_м)×(dТ_м/dt)=a_лс(Т_пс-Т_м)+a_зг(Т_зг-Т_м)+a_{изл.,внут.}×(Т_{изл.,внут.}-Т_м)+a_{изл.,нар.}×(Т_{изл.,нар.}-Т_м) (5)

8. Проверяем условие:

, (6)

где В - расход топлива, м³/с;

Т_ст - температура стендовой термопары, К;

Т_зт - температура зональной термопары, К;

Т^зад_ст, Т^зад_зт - задание по стендовой и зональной термопары,

и определяем расход топлива на новом шаге по времени:

1. Если расход топлива изменился по сравнению с предыдущим шагом по времени, то продолжаем расчет с п.3, если нет - с п.4.

2. Окончание расчета - по достижении заданного времени отжига. Технологический режим ведется путем установления закона изменения во времени заданий зональной и стендовой термопар:

Т^зад_ст=f(t) и Т^зад_зон=f(t).

Данная математическая модель, как указывалось выше, была адаптирована для КП КарМК в данном исследовании проведена адаптация к условиям работы КП ЛПЦ-5 ММК.

2.1.2. Адаптация математической модели тепловой работы колпаковой печи

При адаптации математической модели к условиям ЛПЦ-5 ММК были приняты следующие значения основных параметров, влияющих на длительность и качество отжига в колпаковой печи. Эти значения приведены в табл. 8 -17.

Таблица 8

Данные по конструкции печи

Колпак			Муфель				Внутренний
Высота от стенда, мм	Внутренний радиус, мм	Высота от стенда, мм		Толщина, мм	Внутренний радиус, мм	радиус рулонов, мм
5735	1605	5400		0.800	1150	800

Таблица 9

Футеровка колпака

Толщина свода печи,

мм

Толщина боковых стен,

мм

Толщина горелочного пояса, мм

130

135

230

Таблица 10

Циркуляция в колпаковой печи

Производительность ЦВ, тыс. м³/ч		Время	Время	Объем
продувка	отжиг	продувки N₂, ч	продувки Н₂, ч	продувки, N₂, м³/ч
14,000	12,000	2,000	2,000	23,000

Таблица 11

Отопление в колпаковой печи

Максимум		Минимум			Температура
Расход газа, м³/ч	Коэффициент расхода воздуха	Расход газа, м³/ч	Коэффициент расхода воздуха	подогрева воздуха, ⁰С
144,000	1,100	20,000	1,300	20

Таблица 12

Холодильники в колпаковой печи

Площадь

поверхности теплообмена,

м²

Средний коэффициент теплопередачи,

Вт/(м²К)

Температура охлаждающей воды,

⁰С

Расход охлаждающей воды,

м³/с

Место выдачи газа из холодильника

55,000

20,000

1,800

к муфелю

Таблица 13

Состав природного газа, %

СО₂	N₂	H₂O	CO	H₂	H₂S	CH₄	C₂H₆	C₃H₈	C₄H₁₀	C₅H₁₂	O₂	C₂H₂
0,000	2,000	0,000	0,000	0,000	0,000	97,6	0,400	0,000	0,000	0,000	0,000	0,000

Таблица 14

Режим отжига в колпаковой печи

Начальный период (задание): колпак	Первая выдержка		Скорость подъема на вторую ступень, ⁰С/час	Вторая выдержка			Условия окончания отжига, время или темпера-тура холодной точки		Темпера-тура окончания отжига (по холодной точке)		Время простоя под горячим колпаком		Температура распаковки
	продолжи-тельность, час	темпера-тура, ⁰С		продолжи-тельность, час	темпера-тура, ⁰С
870,00	6,00	580,00	70,00	10,00	650,00	что быстрее		690,00		2,00		150,00

Таблица 15

Начальные условия и параметры расчета для отжига

Начальные условия

Параметры расчета (настройка)

Температура колпака, ⁰С

Температура рулона, ⁰С

Шаг по времени

Пирометри-

ческий коэффициент

Степень черноты торца верхнего рулона

400,000

60,000

300,000

0,650

0,990

Изменением настроечных коэффициентов (табл. 16), было обеспечено соответствие реального и расчетного режима отжига в колпаковых печах ЛПЦ-5, причем длительность нагрева и выдержки составляет 128 часов, а охлаждения - 63 часа.

Таблица 16

Настроечные коэффициенты

Коэффициент контакта газа с торцом рулона				Коэффициент заполнения витков в рулоне					Т_ст А×Т_муф+В×Т_р+С×Т_зг				Т_к А×Т_колп+В×_Тмуф+С×Т_пс
100 ⁰С	300 ⁰С	500 ⁰С	700 ⁰С	100 ⁰С	300 ⁰С	500 ⁰С	700 ⁰С	А		В	С	А		В	С	К
1,300	1,400	1,500	1,600	0,002	0,002	0,002	0,002	0,050		0,050	0,900	0,100		0,800	0,100	0,700

Таблица 17

Сведения о садки колпаковой печи (4 рулона)

Толщина полосы, мм	Ширина полосы, высота рулона, мм	Плотность смотки, %	Вес рулона, т	Наружный радиус рулона, мм	Тип конвектор-ного кольца	Доля защитного газа, проходя-щего в кольцо, %
1	2	3	4	5	6	7
1,500	1250	0,97	23,000	975	Серийные	30,000
1,500	1250	0,97	23,000	975	Серийные	30,000
1,500	1250	0,97	23,000	975	Серийные	20,000
1,500	1250	0,975	23,000	975	Серийные	15,000

На рис. 5 приведены кривые изменения коэффициента теплообмена к воздуху - a. Начальное значение этого коэффициента равно 50, дальнейшее его изменение приведет к сокращению процесса охлаждения. Чтобы достичь изменения скорости процесса охлаждения рулонов под муфелем на 25 %, величина коэффициента a должна равняться 82,53. Также на рис. 5 приведены кривые охлаждения, при которых коэффициент теплообмена к воздуху соответственно равен 75 и 100.

Влияние коэффициента теплообмена к воздуху - a на скорость охлаждения садки колпаковой печи