Слитки, уширенные книзу, устанавливают в вертикальном положении, а уширенные кверху – наклонно, опирая их головной частью на боковые стены ячейки. Слитки, предназначенные для сортового проката, в поперечном сечении обычно близки к квадрату; у листовых же слитков отношение ширины к толщине обычно равно 1,5…2. Поэтому посадку сортовых слитков можно осуществлять произвольно, а листовые следует садить широкой гранью к поверхности стенки.
Преобладающим видом теплообмена в ячейках колодцев является теплообмен излучением. Режим теплообмена приближается к равномерно распределенному. Но с изменением температуры газов в ячейке меняется и соотношение между лучистым и конвективным теплообменом; температура газов неравномерна по объему ячейки и эта неравномерность меняется вместе с температурой газов и расходом топлива. Неравномерность температур зависит и от организации процесса сжигания топлива. К этому добавляется изменение теплофизических свойств металла и его степени черноты в процессе нагрева. Поэтому излагаемую ниже методику расчета внешнего теплообмена и нагрева слитков следует считать приближенной.
Как известно, полную равномерность нагрева тел, когда выравниваются температуры поверхности, центра и средняя по массе, можно обеспечить только при очень длительной выдержке тела в среде, температура которой равна конечной температуре поверхности тела. Удельный расход тепла и, соответственно, топлива при этом резко возрастает, а производительность печи резко падает. Поэтому металл из печи обычно выдают с некоторым перепадом температур Dt между температурой поверхности t n и центром симметрии (оси) t ц слитка, если нагрев симметричный. Величину этого перепада устанавливают на основании экспериментов в реальных условиях цеха, учитывающих как теплотехнические, так и организационные факторы. В курсовом проекте мы условимся нагрев слитков считать симметричным относительно их вертикальной оси, а перепад температур по глубине прогрева S к моменту выдачи слитков Dtк принимать равным от 100 до 200 К на метр глубины прогрева, но не более 70 К.
Глубину прогрева сортовых слитков будем определять как радиус цилиндра, равновеликого со слитком по площади поперечного сечения, то есть примем a´b = pS2. Так, если слиток имеет размеры (750´670)/(650´570), то размеры его среднего сечения будут (700´620), а глубина прогрева S= (0,7´0,62/ p )0,5=0,37м. Перепад температуры при этой величине S может быть от 37 до 70К.
У листовых слитков ширина больше толщины, как указано раньше, в 1,5…2 раза, поэтому глубину прогрева можно принимать равной половине толщины, хотя в действительности их температурное поле двухмерно, и расчет следовало бы вести как для тела с ограниченными размерами.
Из определения понятия “температура печи” следует что плотность результирующего лучистого потока на слитки
q = Сгкм (Qг – Qn) = Cпм (Qп – Qn).
Здесь
Сгкм – приведенный коэффициент излучения системы газ –
- кладка - металл, Вт/(м2 К4);
Q г = (Тг /100)4 – температурный фактор газов, K4;
Qn = (Tn /100)4 – температурный фактор поверхности слитков;
C пм – приведенный коэффициент излучения системы печь –
- металл, Вт/(м2 К4);
Qп = (Тп /100)4 – температурный фактор печи, К4 ;
Из этого равенства, зная q, можно найти как температуру печи t п, так и температуру газов t г, а именно:
tп = 100(Qn + q / Cпм )0,25 – 273, t г = 100(Q n +q / C гкм )0,25 – 273. (1)
(Определение Сгкм и С пм см. далее, разд. 2 “Расчет параметров теплообмена в ячейке”).
Температуру печи и температуру внутренней поверхности кладки
t к =100 (Q n + q/C0 e м) 0,25 – 273 (2)
определить по приведенным формулам довольно просто, а t г - сложнее, так как С гкм = f (t). Поэтому ее определяют подбором, или задают два значения t г’ и t г’’ с разницей между ними в 100 – 150 К и так, чтобы получилось соотношение q’< q < q’’, а затем составляют пропорцию
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.