Материал: Несенчук А.П. Пламенные печи для нагрева и термообработки металла учеб. пособие

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

п °бЩ

Сприв—

Со фі2

1

 

 

 

 

Ф“Г

( т

~ 1) +ф2°ібщ( ^ г _ 1) +1

 

 

 

 

6і

 

 

 

 

 

 

 

5,77-0,68

 

3,92

0,68( —------1- ),+2,69

 

0,734+0,843+1

( ,—-------—l11+1)l

 

 

 

V0,48

/

\V 0,.45

/

 

 

 

= 1,52 в

т / м 2 °

К4; С„=1,31 к к а л / м 2 - ч - °

К } .

Теплонапряжеиие поверхности радиационных труб

 

cnpJ ( ^ )

-

( —

V I = 1,52(2661-6360) =30300 в т / м 2 (26000 к к а л / м 2 - ч ) .

L V loo /

 

V юо /

J

 

 

 

При подсчете значения СІ1РІИ, угловые коэффициенты определялись в зависи­ мости от относительного шага труб по графику (рис. 8.20).

Коэффициент теплоотдачи излучением

<7л

30300

ал= -----------Ттр-Гм ; с іл =

-----------------1273-893 =80 в т м 2 ° К (69 к к а я / м 2 - ч - ° С )'.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией для печи, снабженной вентилятором для перемешивания печной атмосферы, может быть принят равным 15% от а д. Тогда эффективный коэффициент теплоотдачи к поверхности стопки изделий

а2= 1,15-80= 92 в т / м 2 - ° К (79 к к а л / м 2 - ч - ° С).

Для определения времени нагрева по формуле (8.11) подсчитываем эффек­ тивную теплопроводность стопки деталей. Вычислим входящие в эту формулу величины.

Теплопроводность газа находим из соотношения (8.7). В качестве опреде­

ляющей температуры принимаем среднюю температуру металла Тм. Тогда

 

^см —П S Х і

Я;+ (1—ß)

1

 

2 Xj »

 

 

 

U

Ясм =

 

 

1

0,42 (0,2• 0,052+0,4 • 0,371+0,4 • 0,0525)'+0,58

 

 

 

12,52

 

= 0,1216 к к а л / м

- ч . - " С (0,141 в т / м - ° К).

Содержание С02 и Н20, составляющее менее 1%, при нахождении ЯСы не

учитывалось. Коэффициент а = 0,42 (стр. 202).

 

Величины а '

и Я' определялись следующим образом:

 

а'=0,186 ( —

V = 132 в т / м 2 ■° К,

 

V 100 /

 

Яг+ a's

 

0,141+ 132-0,04

5,88

Ям

~

33,2

=0,166

33,2

в т / м - ° К ,

где s — средняя толщина газовых прослоек, равная 40 м м .

14 З а к . 354

209

Эффективная теплопроводность материала волокнистого строения

Ь. [ 1 - .H - V ) ] . _

33.2 [1-0.5(1-0,166)1

1—е(1—Г )(1 -е )

1-0,5(1-0,166) (1-0,5)

Коэффициент эффективной температуропроводности стопки изделий

а0ф =

----------- =0,0364 м г / ч .

 

ср( І - е)

Размеры поддона принимаем равными 500X500 м м , а высоту укладки — 0,285 м . Поддоны располагаем в два ряда. В этом случае массу деталей на под­ донах, примыкающих друг к другу, можем рассматривать как плиту, ширина и длина которой значительно больше толщины. Эффективный критерий Био

 

92-0,1425

 

 

Ві =

=0,53.

 

 

24,7

 

 

Относительная температура в конце нагрева

 

tu

1000-930

0,0715; А

0,0715.

---^ц.кон

1 0 0 0 -2 0

tu ^ц.пач

 

•öo

 

Используя графики

( —— ) ^ ( B i,

Fo), см. приложение III, для средины

 

' Ü0 /

 

 

стопки (пластины) нагреваемых изделий, находим эффективный критерий Фурье Fo = 5,95.

Время нагрева средины стопки

 

 

Т е а г р =

Fo (s/2)

5,95 - 0,1425

 

#эф — Тнагр —

0,0364

=3,25 ч .

Подсчитаем время подстуживания деталей от температуры цементации до 890° С. Температуру труб и внутренней поверхности стен зоны подстуживания принимаем равной 885° С. Безразмерная температура

t u

^м.кон

885—

890

/ Ov

--------------

Ім.пач

--------------=0,11;

— М

t u

885—

930

' Öo '

В качестве определяющей принимаем температуру 930—2/3(930—890)« «904° С. Таким же образом, как и для зоны нагрева, вычисляем коэффициент теп­ лоотдачи, коэффициенты эффективной теплопроводности и температуропровод­ ности стопки деталей и критерий Ві:

а=110

ет/л£2-° К; А.Эф = 23,1 в т / м - ° К; аэф =0,0395 м 2 / ч

и

 

Ві=0,68.

 

 

По графикам

/

\ц

( ----- I = /(Ві, Fo), составленным для средины пластины

 

\ Фо

'

(стопка деталей), см. приложение 3, определяем критерий

Fo = 4,2.

210

Время охлаждения центра стопки деталей до температуры 890° С

Тох л —

4,2-0,14252

-------------- =2,14 ч .

0,0395

Рассчитываем температуру поверхности изделия Ім.коя в конце подсту-

жнвания.

При Ві = 0,68, Fo = 4,2 для поверхности пластины (см. приложение III) находим безразмерную температуру

Откуда

ім.!іоп= (930—885) 0,08+885=888,6° С.

Совмещая вторую стадию цементации (диффузионное выравнивание) с подстужпванпем, полагаем, что ее продолжительность равна времени подстуживанпя Тох л. Тогда общее время процесса

Т = Тнагр~ЬТцем + Т о х л ;

т= 3 ,25+8,2+2,14= 13,59ч.

Как видно, доля времени диффузионного выравнивания тДем = т0:Ел со­ ставляет

2,14-100

= 20,6% от времени цементации Тцем+Тцсм,

8,2+2,14

что полностью соответствует рекомендации работы [70].

Определяем параметры конструкции печи. Вес садки при производитель­ ности 575 к г / ч

р = 575-13,59= 7800 к г .

Вес детален на одном поддоне

//=0,5-0,5-0,28 р(1—е);

р '=0,5 • 0,5■0,285• 7800 • 0,5=278 к г .

Количество поддонов в печи

р7800

п —

----; п =

------= 28 шт.

 

р '

278

Следовательно, в каждом ряду

(при производительности печи 575 к г / ч ) должно

находится 14 поддонов.

 

 

Длина рабочего пространства печи

 

£ = -^ W (l+ ß O + 150;

28

L= — 500(1+ 1 8,8■10-6• 940) +150^7270 м м .

Принимаем L= 73Q0 м м .

14*

211

Длины зоны нагрева, а также первой и второй зон цементации находятся

III

всоответствии со значениями тпагр; тцем и тцем (т0хл):

Тпагр

ft

^нагр=

' /дод(1 "bßO = 1»74;

т

2

I

X

ft

Тцем

/•цем=

T

2 /под (1+ ß/) = 4,41

rII

Тцем

H

/■цем —

X

' 2 '/под (1+ ß/) = 1,15 М .

Высоту рабочего пространства печи из конструктивных соображений прини­ маем равной 900, а ширину печи— 1500 м м .

Темп толкания поддонов составит

2т

13,59

т ' = — ; т '=

------- =0,97 ч (58 м и н ) .

п14

Вес поддона с оправкой для укладки деталей Р п ' принимаем равным 70 к г . Тогда производительность печи брутто

 

 

 

2,70

 

 

/3 б р = 575Ң--------=720 к г / ч .

Вес брутто садки

 

 

0,97

 

 

 

Р в р

=

п ( р ' +

Р п ' ) =28(278+70) =9750 к г .

Продвижение поддонов осуществляется по гладким направляющим. Необхо­

димое усилие толкания

(8.15)

 

F j —

f ß p c p ;

FT= 1X2X9750= 19500 к г .

Здесь коэффициент 2 принят в связи с наличием в печи защитной атмосферы (табл. 8.3). Округляя принимаем к установке толкатель с усилием 20 т (по 10 т на каждый ряд поддонов).

Тепло в камере нагрева расходуется на нагрев изделии, поддонов, компенса­ цию потерь теплопроводностью через кладку, излучением на водоохлаждаемые поверхности вентиляторов, излучением в тамбуре при открывании дверок и на нагрев защитного газа.

Выбираем конструкцию тамбура загрузки н выгрузки со шлюзовыми каме­ рами, куда постоянно подается защитная атмосфера. Давление в тамбурах и печи принимаем одинаковым. В этом случае при закрытых дверцах газ из печи в там­ бур через неплотности практически не поступает и тепло на его нагрев не учиты­ ваем. Основной расход защитного газа осуществляется в печи. Газ из рабочего пространства печи выходит в трех местах: у загрузочной камеры нагрева (первый вывод), на границе между камерой нагрева и зоной цементации первой стадии (второй вывод), а также на границе между зонами цементации первой и второй стадии (третий вывод). Такая организация газовых потоков обеспечивает авто­ номность и стабильность состава атмосферы во всех зонах печи. Расход атмосферы в печи принимаем в соответствии с практическими данными равным 80 н м 3/ ч . Рас­ пределение подачи свежей контролируемой атмосферы в отдельные зоны печи

иудаление отработанных газов через выводы рассчитываем исходя из условия пропорциональности расхода через каждую зону ее объему. Полагаем, что высота

иширина печи во всех зонах одинаковы. Тогда подача в камеру нагрева составит

212

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/126956

Смотрите также:

Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_-___-~1
_1-тема-СтрМетал