Екі камералық пешті есептеу: бұйымды қыздыру және пештің конструкциясын есептеу

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі.

Қарағанды Мемлекеттік Техникалық Университеті.

 

МҚӨ және КМ

кафедрасы

 

Курстық жұмыс

Тақырыбы: «Екі камералық пешті есептеу: бұйымды қыздыру және пештің конструкциясын есептеу»

 

 

                                            

 

 

                                                  Орындаған:Байсеркин Т.О.

                                                             МТО-02-1 тобының студенті.

                                                     Тексерген:Әлжанов М.Қ.

 

 

 

 

 

 

 

 

2007

Жоспар.

Кіріспе

Берілгені

1.Кокс газының жануын есептеу.                                                                    

2.Жылжымалы еденді камералық пешті есептеу.

3.Метелды қыздыру есебі.

4.Қыздыру периодының жылу балансы

5. Пештің жұмыс істеу үрдісі.

Қорытынды.

Пайдаланған әдебиеттер

Спецификация

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

Бұл курстық  жұмыста ковштың тісін термиялық өңдеуден (бекендетуден) өткізетін пешті өңдеп және есептеу қажет.

Ковш тісі 110Г13Л маркалы болаттан жасалады. Қазіргі кезеңде ковш тісін техникаларда өте көп қолданады деуге болады және кен өндіру саласында да  қолданылады.

Ковш тісі аса үлкен қаттылыққа, беріктілікке ие болып келеді.

Кез келген термиялық  өңдеу жасаған кезде металды  қыздыру қажет. Сондықтан термиялық алаңдағы металды қыздыратын  ең басты қондырғы  пеш болып табылады. Термиялық пештердің қаншама түрлері бар. Олар бір-бірінен өлшемі арқылы, пайдаланылатын қуаты максимальды температурасымен айрықшалынады.

Осы пештердің ішінде үздіксіз түрде жұмыс істейтін жылжымалы еденді камералық пешті таңдаймыз. Өйткені бұл камералық пеші тісті дөңгелекті термиялық өңдеу (бекендету) жасау үшін қолайлы. Ал оған бұйымдарды алып-салып тұру үшін көтергіш механиз (кран-балка)  пайдаланамыз.    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Берілгені

 

1. Бұйым ковш  тісі

2. Жалпы жылына  шығарылатын өнім мөлшері 8000 тонна. Ал тәулігіне шығарылатын өнімділікті келесімен анықтаймыз:

Q_тәу=8000/260=30,7 т/тәул.

мұндағы  260 – 1 жылдағы жұмыс күнінің саны.

3. Болат маркасы: 110Г13Л

4. Бұйымға жасалатын термиялық өңдеудің түрі: бекемдету және жасыту жоғары температурада.

5. Бұйымды қыздыру  үшін арналған энергия: кокс газы.

6. Пайдаланатын  пеш түрі: Екі камералық пеш.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. Кокс газының  жануын есептеу

Кокс газының құрамы:

 

CH4	C3H8	H2S	H2	N2	O2	CO	CO2	∑
23	2	0.5	57	7.5	1	7	2	100%

 

 

1. Кокс газы жанған кездегі шығарған жылулығын есептейміз:

 

 кДж/нм²

 

 кДж/нм²

 

2. Отынның жануына теориялық жұмсалатын ауаның көлемін есептейміз:

 

 

 

 м³/м³

 

3. Жану процессіне қажетті ылғал ауа көлемін есептеу:

Егер d=10 болса, онда:

 

 м³/м³

 

4. Шыңдық ауа көлемі:

Егер α=1.1 болса, онда:

 

Құрғақ ауа  м³/м³

 

Атмосфералық ауа  м³/м³

Ауаның ылғалдығы қарапайым  жағдайда d=10 гр/кг деп аламыз.

 

5) Түтін құрамы және компонент  көлемі

Түтін құрамында болатын компоненттер: СО₂, Н₂О, N₂, О₂, SO₂

Жанатын Н₂О көлемі

 

 

 м³/м³

 

 

Жанатын RO₂ көлемі 

 

 м³/м³

мұндағы

Жанатын N₂ көлемі

 

 м³/м³

Жанатын О₂ көлемі

 м³/м³

Құрғақ ауаның α=1.1 болғандағы шығыны:

 

мұндағы ауа үшін

Түтіннің α>1 болғандағы жалпы көлемі

 

 

 м³/м³

 

6) Түтіннің проценттік көлемі:

 

 

 

 

 

%RO₂+%H₂O+%N₂+%O₂=100%

7) 100нм³ кокс газының жану процессінің материалдық балансын құрастырамыз

Материалдық баланс кестесі

 

Кіріс	кг	Шыққан зат	кг
Кокс газы   ауа
∑=700.06		∑=700.05

 

 

 

Невязка

 

 

8) Отынның теориялық калориметриялық  температурасын анықтаймыз:

Түтіннің шындық энтальпиясын анықтаймыз

 

 

Мұндағы с_В=1.3302 кДж/м₃К – t_B=400^оС болғандағы ауаның жылу сыйымдылығы,

ал с_Т=1,3329 кДж/м³К – t_B=200^оС болғандағы отынның жылу сыйымдылығы.

 

 

 

 

 

 

 температурасын беріп және  осы температурадағы түтіннің  энтальпиясын табамыз:

 

 болғандықтан  температурасын аламыз және қайтадан түтіннің энтальпиясын табамыз:

 

 

 

 

Кокс газы жанған кездегі калориметриялық температурасын анықтаймыз:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II. Жылжымалы  еденді камералық пешті есептеу.

 

 

Ст 110Г13Л маркалы болаттан жасалған дайындаманың өлшемі:

Биіктігі h=275мм

ұзындығы 1290мм

   Ауыр бұйымдарды  және ірі өлшемді жартылай фабрикаттарды (профильдер, беттер және т.б.) қыздыру үшін термиялық цехтерде екі камералық пештер кеңінен қолданылады. Бұл пештерде еденді арту және түсіру жұмыс кеңістігінен тыс орындалады, яғни жалпы цехтік жүк көтергішті қолдануға мүмкіндік береді. Пештің едені арнайы бағыттаушылар арқылы роликте қозғалады.

  Бұйымды қыздыру  үшін қозғалмалы еденді камералық  пешті аламыз. Оның ішкі қабырғасының қалыңдығы δ_ш= 232 мм шамот кірпішімен қалаймыз. Ортаңғы қабатқа диатомит Д=500 кірпішін саламыз. Оның қалыңдығы δ_д=116 мм. Енді пештің сыртын қызыл кірпішпен қалаймыз. Оның қалыңдығы δ_кр.к.=65 мм.

  Екі камералық пешке бұйымдарды екі қатар етіп орналастырамыз. Қабырғамен бұйымның арасын 20 мм, ал бұйым арасындағы саңылауды 20 мм деп алып, 5 бұйымды орналастырамыз. 

Пештің ұзындығы

L=4*1290+5*20=5260мм

Пештің ені

B=450+2*20=490мм

Пештің биіктігі

Н=275+150=425мм

Бұйымның массасы:

m=200кг

Сонда еденге түсетін  жалпы масса мынаған тең болады:

 

G=4*200=800кг

 

Қабырға арқылы жылудың  жоғалуын есептейміз. Ол үшін шамот пен диатомиттің түйіскен нүктесіне температура береміз ;

Ал диатомитпен қызыл кірпіштің  түйіскен жеріне  деп беріп, сыртқы қабатқа тең деп аламыз.

Шамоттың орташа температурасы:

 

 

Диатомиттің орташа температурасы:

 

 

Қызыл кірпіштің орташа температурасы:

 

 

Жылу өткізгіштік коэфициент мынаған  тең болады:

Шамот үшін:

 

 

Диатомит үшін:

 

 

Қызыл кірпіш үшін:

 

 

Сыртқы қабырғаның бетінен  қоршаған ортаға жылу бергіштік коэфициенті:

 

 

 

Меншікті жылу ағынын есептейміз:

 

 

Шамот пен диатомит кірпішінің шекарасындағы температураны анықтаймыз:

 

 

 

Диатомит пен қызыл  кірпіштің арасындағы температураны  анықтаймыз:

 

 

Сыртқы қабаттың температурасын табамыз:

 

 

Енді жалпы жылу мөлшерінің шығынын анықтаймыз:

 

Жалпы уақыт 

Жылу ағыны  

 

 

 

III. Металды  қыздыру есебі.

 

   Қыздыру кеңістігін  үш интервалға бөлеміз:

1. -қа дейін қыздыру;

2. -қа дейін қыздыру;

3. -қа дейін қыздыру.

 

   Осы интервалдардағы  орташа жылу сыйымдылығын есептейміз. Ол үшін әрбір температура  үшін бұйымның сәйкес энтальпиясын  кестеден табамыз.

 

1-интервал.

 

 

 

Осы интервалдағы жылу беру коэфициентін есептейміз:

 

 

1-ші интервалдың аяғындағы  жылу беру коэфициентін табамыз:

 

 

1-ші интервалдың орташа  жылу беру коэфициентін табамыз:

 

 

 

 дейін қыздыру үшін жұмсалған  уақытты табамыз:

 

 

 

 

 

 

 

2-интервал.

 

 

 

Осы интервалдағы жылу беру коэфициентін есептейміз:

 

 

2-ші интервалдың аяғындағы  жылу беру коэфициентін табамыз:

 

 

2-ші интервалдың орташа  жылу беру коэфициентін табамыз:

 

 

 

 дейін қыздыру үшін жұмсалған уақытты табамыз:

 

 

 

3-интервал.

 

Осы интервалдағы жылу беру коэфициентін есептейміз:

 

 

3-ші интервалдың аяғындағы  жылу беру коэфициентін табамыз:

 

 

3-ші интервалдың орташа  жылу беру коэфициентін табамыз:

 

 

 

 дейін қыздыру үшін жұмсалған  уақытты табамыз:

 

 

Жалпы қыздыруға кеткен уақытты табамыз:

 

 

IV. Қыздыру  периодының жылу балансы

   Жылудың келуі

А) отынның жануынан

 

 

мұндағы - қыздыру периодындағы кокстың шығыны.

Б)  металдың тотығуынан

 

Осы металдың тотығуынан бөлінген бүкіл жылу мөлшері қыздыру және ұстау кезде бөлінді, сондықтан қыздыру кезіндегі жылуды осының жартысы деп аламыз.

 

 

Жылудың кетуі

1. Металды қыздыруға кеткен жылу

 

 

2. Түтінмен кететін жылу

 

 

 

мұндағы

 

3. Қабырғамен аккумулирленген жылу

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Ескерілмеген шығынды отынның жануынан бөлінетін жылудың 10% тең деп есептейміз

 

 

Қыздыру периодындағы жылу балансының теңдеуі мынадай:

 

 

Қыздыру периодының жылу балансы.

кіріс		шығыс
Отынның жануынан Металдың тотығуынан	492 (99.2)   4 (0.8)	Металды қыздыруға Түтінмен кеткен Қабырғамен аккумулир. Ескерілмеген шығын	4 (0.8)   144,31 (29.2) 49.2 (9.9)   298,49 (60.1)
	496 (100)		496 (100)

 

 

 

 

 

V.Пешпен жұмыс істеу үрдісі.

Пешті қосуға дайындау: Ең алдымен пешті жұмысқа қоспастан  бұрын  алдын-ала тексерулерден  өткізу қажет. Пеш іргесін және іргені бекітетін механизмдерді тексеру. Бекіткіштер пештік кеңістікте газ қыздыртқыштардың элементермен кедергі болдырмауын қадағалайды.

Пештің ішкі кеңістігін жан-жақты  тексеріліп, бұйымдардың дұрыс орналасуын қарайды. Өйткені температура көтерілгеннен  кейін пешті тексеруге болмайды, егер тексеретін болсақ , онда жөнделмейтін ликвацияға тап болып, пеш температурасын бөлме температурасымен теңестіруге тура келеді. Пештің ішкі кеңістігі тексерілген соң,  дұрыс жұмыс істей алатындығы туралы акт жасалынады. Акт монтаж жасаушы мастер мен үйлестіруші және футеровка мастерімен жасалады. Егер ешқандай ақаулар мен ескертулер болмаса жұмыс келесі кезеңнен тұрады: Пештегі бүкіл механизмінің суық күйінде қолданылуы. Механизмдерді жеке-жеке қолдану. Ақау болған жағдайда істен шығарылып, қайтадан суық күйде тексеріледі, бірақ автоматтық тәртәпте.Пешке балласт жүктеліп, басқару автоматты тәртіпте қосылады. Бұл кезде пеш механизмінің гидропривод жүйелері тексеріледі. Ақау болса, істен шығарылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды.

 

Бұл курстық жобалау жұмысында  біз  термиялық өңдеу (бекендету) жасау үшін екі камералық пешін өңдеп, есептедік. Пештің жұмыстық кеңістігін, сыртқы диаметрін, , қандай материалдардан жасалғанын, қанша отын жұмсалғанын т.с.с. анықтадық.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланған әдебиеттер.

1. В.А. Гусовский, А.Е. Лифшиц Методика расчета нагревательных и термических печей
2. Мастрюков Б.С. Теплотехнические расчеты промышленных печей Уч. пособие для техникумов. М.: Металлургия 1972, 368с.
3. Кацевич Л.С. Теплотехника и тепловые расчеты электропечей. М-Л.: Госэнергоиздат. 1959,458с.
4. Кацевич Л.С. Расчет и конструкции электрический печей. М-Л.: Госэнергоиздат. 1959, 440с.
5. Фельдман И.А. и др. Расчет и конструирование нагревателей электропечей сопротивления. Изд 2-е М-Л., 1966
6. Аверин С.И. и др. Расчеты нагревательных печей Изд.2-е, Киев, 1969
7. Мастрюков Б.С. Расчеты металлургических печей М., 1986 – 376с.
8. Николаев Е.Н. Термическая обработка металлов и оборудование термических цехов. М, 1978
9. Долженков И.Е., СтародубовК.Ф. Основы проектирования термических  цехов.-Киев: Вища школа, 1986.-215с.
10. Солодихин А.Г. Технология, организация и проектирование   

          термических цехов. -М.: Высшая школа, 1987.-368с.

11. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г. Технология термической  
12. Мастрюков Б.С. Расчеты металлургических печей. Учебник в 2-х томах. Т.2. – М.: Металлургия, 1986. – 376 с.