Технические и конструкторские характеристики печи

Оценка отлично. Московский институт стали и сплавов. ...

Введение…………………………………………………………….... 3
Общая характеристика печи………………………………………… 4
Технические и конструкторские характеристики печи…………… 7
Механизация печи………………………………………………….. 19
Охрана окружающей среды………………………………………... 20
Литература……………………….……………..…………………… 21

Нагревательными печами обычно называют печи, в которых осуществляется нагрев металла перед обработкой давлением (прокаткой, ковкой). Часто прокатку металла ведут последовательно на нескольких станах, что определяет и состав парка печей. Заготовки, уложенные поперёк печи, передвигают навстречу движению продуктов сгорания топлива; при таком противоточном движении достигается высокая степень использования тепла, подаваемого в печь.
Блюмы и слябы, полученные на обжимных станах, перед дальнейшей прокаткой на рельсобалочных, сортовых, листовых и других станах нагревают до температуры прокатки почти исклю¬чительно в нагревательных проходных печах различного типа. Наряду с тепловым и температурным режимом определяющее значение для работы этих печей имеет метод транспортирования металла через печь.
Рабочий проект строительства третьей нагревательной печи универсального стана 800 выполнен в соответствии с заданием на проектирование, утвержденным главным инженером. Стан 800 введён в эксплуатацию в 1978 году. Проектная производительность стана с двумя нагревательными печами 750 тыс. тонн полосы в год. Строительство третьей нагревательной печи позволит увеличить проектную производительность стана до 800 тыс. тонн полосы в год. Улучшить качество нагрева за счёт более равномерного подогрева заготовки, повысить маневренность при проведении ремонта печей. Строительства стана 800 велось с учётом строительства в перспективе третьей нагревательной печи. Установлено примыкающее оборудование загрузки и выгрузки и возведена дымовая труба.

Вызвано это тем, что чем выше разница температур между печью и металлом, тем больше тепла он поглощает и тем быстрее нагревается. Чтобы обеспечить общий подъем температурного уровня, в печи выполняют две сварочных зоны, и каждой из которых происходит сжигание топлива. Назначение зоны при этом сохраняется. При нагреве металла тонкого тепловом отношении используют камерный режим, при котором поддерживается практически одинаковая температура по всему рабочему пространству.Методическая печь №3 отапливают газообразным природным топливом объёмной теплотой сгорания 33,4 МДЖ/м3 (7970 Ккал/м3), с помощью горелок или форсунок, которые устанавливают главным образом на торцевых стенах сварочной и томильной зон; реже горелки располагают на боковых стенах и своде.Таблица 1- Техническая характеристика печи №3НаименованиеВелечина1. Давление воздуха перед печью кПа (мм.вод.ст.) у горелок11 (1100)4 (400)2. Утилизация тепла уходящих продуктов горения, ºСдо 4003. Удельный расход топлива при максимальной производительности, кг/т504. Тепловая мощность печи, мВт42,15. Максимальный объёмный расход газа при максимальной производительности, м3/час33006. Максимальный объём расход воздуха, м3/час7. Расход воды: технически чистой для охлаждения гарнитуры, м3/час для смыва окалины, м3/час1001508. Давление воды, кПа2009. Горизонтальных ход шагающих балок, мм.300…35010. Горизонт. ход шагающих балок от уровня стационарного пода, мм.90 вверх90 вниз11. Назначение печинагрев слябов и блюмов перед прокаткой12. Качество металлауглеродистые и легированные13. Размер заготовок толщина, мм ширина, мм длина, мм120…300150…6002,4…3,0; 5,6…6,014. Масса садки в печи не более, т29015. Температура металла при загрузки, ºC перед выгрузкой, ºCдо 20до 125016. Производительность печи, т/чДо 7517. Напряжение пода, максимальное, кг/м2*ч42018. Топливоприродный газ19. Объёмная теплота сгорания МДЖ/м3 (ккал/мм3)33,5 (7970)20. Давление газа: перед печью, кПа (мм.вод.ст.) у грелок, кПа (мм.вод.ст.)8(800)5(500)В сварочной и томильной зоне температура почти постоянна, а в методической — падает к началу печи. Толкательные М. п. для нагрева заготовок толщиной до 120 мм делают с наклонным подом, для нагрева более крупных заготовок — с горизонтальным подом.Отопление печи осуществляется сводовыми радиальными горелками. Применение такой системы отопление печи позволяет улучшить равномерность и качество металла, снизить удельные расходы тепла за счёт более рационального распределения подвода тепла и улучшения теплообмена по всей печи.В настоящее время сводовыми горелками оборудуют нагревательные печи различного типа: методические с шагающим подом, с роликовым подом, с кольцевым подом, причем применение отопления такого вида дает, весьма существенный эффект, значительно повышая интенсивность и равномерность нагрева металла. Сводовое отопление применяют как при создании новых печей, так и при реконструкции существующих. В частности, при реконструкции методических печей с целью повышения их производительности сводовые горелки устанавливают в своде методической части печи. Установка горелок в своде томильной зоны способствует ускоренному прогреву металла по толщине. Опыт эксплуатации печей со сводовым отоплением показывает (по литературным данным), что производительность печей со сводовым отоплением на 20—40% выше, а стоимость нагрева вдвое меньше, чем у печей с обычным отоплением. Резкое снижение стоимости нагрева связано со значительным (до 40—45%) уменьшением удельного расхода тепла. Правда, капитальные затраты па строительство печей со сводовым отоплением выше из-за увеличения числа горелок и другого оборудования. Сводовое отопление в сочетании с механизированным подом (с шагающими балками, с роликами) — наиболее перспективное направление в развитии нагревательных печей прокатного производства.Расположение грелок по всей длине отапливаемых зон значительно упрощает конструкцию свода печи. Металл в печи транспортируется с помощью двух шагающих балок.Установочная мощность горелок в зонах печи №3 на 10-15% больше максимальной, что позволяет при наладке и эксплуатации печи распределять тепловую мощность оп зонам печи. В проекте применено унифицированное и типовое оборудование: гарнитура стен, нормализованные горелки с плитами, дроссельные и дымовой клапаны, оборудование насосно-аккумуляторной станции, трубопроводная арматура.Конструкция нагревательной печи №3 показана на чертежах №Л32208-ТХ1. Размеры печи по кладке: длина 31290мм, ширина 8120мм.Воздух для сжигания топлива подогревается до 400 ºC в двух металлических петлевых рекуператорах общей поверхностью нагрева 500м2 (рекуператоры изготавливает ДЗМО).Предварительный нагрев металла до температуры 900-1000° C, при которой не наблюдается существенного окисления, производится в условиях дожигания продуктов неполного сгорания, что позволяет почти полностью использовать тепло химического недожога топлива в рабочем пространстве печи.Газовые и воздушные коллекторы тепловых зон печи расположены вдоль печи по оси 368. Все узлы регулирования и отсечки обслуживаются с площадок.Для визуального наблюдения за транспортировкой слябов в печи, чистки подлинны от окалины и других операций в боковых стенах печи предусмотрены окна с заслонками, футерованными блоками из жароупорного бетона.Давление в рабочем пространстве печи поддерживается автоматически с помощью поворотного клапана КПК3,5 исполнительным механизмом МЭО-63/63.Посад металла в печь при длине слябов 2,1-3,0 м. – двухрядный, а при длине 5,6-6,0 – однорядный. На торцах загрузки и выдачи имеются водоохлаждаемые заслонки со своим механизмом подъёма.Окалина с поддона печи периодически сдувается сжатым воздухом в щели между подвижными и неподвижными балками в бункерах, откуда она смывается водой в систему гидроуборки стана.Некоторые недостатками существующей методической печи при использовании их для нагрева специальных сталей являются:а)трудность получения равномерного распределения температур по сечению заготовки;б)значительные потери металла от угара, особенно при остановках стана.При нагреве небольших партий заготовок разного сечения из разных марок сталей возникают дополнительные трудности, связанные с созданием различных температурных режимов для одновременно находящихся в печи заготовок из разных марок сталей, а также с проталкиванием садки, состоящей из заготовок разного сечения.Эти затруднения в большей или меньшей степени устраняются в различных конструкциях методических печей с шагающими балками.Заготовки располагаются на шагающих балках с зазорами, благодаря чему обеспечивается более равномерный их нагрев; Представляется также возможным перемещение заготовок различного сечения и быстрое удаление из печи с этих балок нагреваемого металла при остановках стана, что предотвращает его усиленное окисление.Отопление печей. Обеспечение того или иного температурного режима работы печи достигается соответствующим расположением горелочных устройств и дымоотводящих каналов. Для обеспечения камерного режима необходимо горелки (форсунки) и дымоотборные каналы равномерно распределить по длине рабочего пространства.Подача воздуха осуществляется от расположенных вентиляторах.Дымоудаление от печи №3 подключается к системе существующих боровов с дымовой трубой.Методический режим нагрева металла происходит в тех случаях, когда при встречном движении металла и дымовых газов горелочные устройства располагают на одном конце рабочего пространства в зоне интенсивного нагрева металла, а дымоотборные каналы — на другом, где металл загружается в печь. При этом дымовые газы будут постепенно остывать, отдавая тепло металлу, температура которого будет постепенно повышаться. Метод отопления и тип горелочных устройств выбраны таким образом, чтобы достигались такая калориметрическая температура, при которой в печи будет поддерживаться необходимая рабочая температура, В методических печах эта минимально необходимая калориметрическая температура составляет 1800 °C. Как известно, калориметрическая температура горения топлива зависит от четырех основных факторов:теплоты сгорания топлива количества тепла вносимого подогретым воздухом;количества тепла вносимого сжигаемым топливом;количества дымовых газов, образующегося от сжигания единицы топлива (м3/м3; м3/кг).Выбор теплоты сгорания топлива зависит от тех возможностей, которыми располагает данное предприятие. Мазут стараются применять лишь в том случае, если нет газа.Подогрев воздуха и газа связан с установкой на печи рекуператоров. Если необходимо подогреть воздух до 400 °C и выше, то обычно применяют керамические рекуператоры, если до 360-350 ºC, то используют различные металлические рекуператоры. Подогрев газа всегда осуществляется в металлических сварных рекуператорах, характеризуемых абсолютной герметичностью.Количество образующихся дымовых газов зависит не только от вида топлива, но и от коэффициента избытка воздуха, величина которого зависит от конструкции применяемого горелочного устройства.Таким образом, комбинируя эти факторы с подбором наиболее экономичного варианта, разрабатывают метод отопления печей. Необходимо заметить, что подогрев воздуха за счет тепла отходящих дымовых газов экономически целесообразен всегда, в том числе и в тех случаях, когда печь отапливается топливом с высокой теплотой сгорания, при которой необходимое значение будет достигнуто и без подогрева воздуха и газа. При этом будет развиваться калориметрическая температура, превышающая минимально необходимую. Однако требуемую рабочую температуру в печи можно поддерживать регулированием расхода топлива.Целесообразное расположение горелок в печи с точки зрения создания наивысшего теплового потока на металл имеет первостепенное значение. Причем наивысший тепловой поток следует получать без увеличения угара металла, т. е. не направляя факел на металл.Футеровка печей. В качестве огнеупорных материалов могут применяться шамотный, динасовый, магнезитовый, хромомагнезитовый, каолиновый и высокоглиноземистый огнеупорный кирпич, тальк; в качестве изоляционных — диатомовый (трепельный) кирпич, диатомито- вая засыпка, легковесные шамот и динас, пеношамот и др.Основными элементами кладки являются стены, свод и под.Стены. Стены методических печей выполняются прямыми вертикальными. В качестве огнеупорного материала для кладки стен применяется шамот, иногда для внутренней облицовки стен используют каолиновый или хромомагнезитовый кирпич (72 кирпича). Толщина кладки боковых стен 1,5—2 кирпича (350 и 470 мм), а в современных крупных печах 27г кирпича (585 мм) для верхней камеры и 3 кирпича (705 мм) для нижней камеры. Изоляция стен выполняется легковесным шамотом в 7г кирпича.С целью повышения прочности и плотности боковые стены снаружи охватываются кожухом из листового котельного железа толщиной до 10мм.Торцовые стены выкладываются толщиной 272 — 4 кирпича. В этих стенах выполняются горелочные амбразуры обычно из глиноземистого, а также хромомагнезитового и динасового кирпича.