Разработка технологии нагрева при термической обработке рабочих валков холодной прокатки и роликов машин непрерывного литья заготовок в крупногабаритных газовых печах с импульсной подачей теплоносителя

• Автор: Гусев, Сергей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 218 с.

Содержание
Введение

Анализ технологии нагрева при термической обработке прокатных валков и роликов МНЛЗ

Требования к технологии нагрева и оборудованию для термообработки прокатных валков и роликов МНЛЗ.

Конструкции печей.

Рабочая камера

Система сгорания

Система дымоудаления

Система герметизации

Система механизации

Система автоматического управления

Анализ математических и экспериментальных методов исследования процессов нагрева при термообработке Математические модели процессов нагрева в печи Экспериментальные методы исследования Постановка задачи
Моделирование процессов нагрева при термообработке Математическое моделирование
Разработка математической модели сопряженного теплообмена
Математическая модель расчета термических напряжений
Физическое моделирование
Объекты исследований
Экспериментальная печь
Огневой стенд
Шахтная и камерная печи
Методы измерений
Температура продуктов сгорания
З
Состав продуктов сгорания
Давление в камере
Скорость продуктов сгорания
Тепловой поток
Условия и порядок измерений
Исследования на экспериментальной печи
Исследования на огневом стенде
Исследования на натурных объектах
Результаты исследовании
Температура продуктов сгорания
Состав продуктов сгорания
Поля скоростей
Поля давления
Тепловые потоки
Разработка методики синтеза печи для нагрева валков холодной
прокатки и роликов МНЛЗ при термообработке
Алгоритм функционирования печи
Алгоритм пуска печи
.Алгоритм работы системы безопасности
Алгоритм регулирования температуры на стадии нагрева и охлаждения .Алгоритм останова печи
Модульный принцип создания системы сгорания печи Определение элементов системы отопления и требования к ним Параметры элементов модуля
Использование математической модели для определения параметров печи
Методика расчета системы дымоудаления печи с импульсной подачей теплоносителя
Методика теплового расчета системы дымоудаления Методика гидравлического расчета системы дымоудаления Рекомендации по конструкции системы дымоудаления.
5 Исследование режимов нагрева под термическую обработку в печах с
импульсной подачей теплоносителя
5.1. Методика проведения исследований
5.2. Результаты исследований режимов нагрева
6. Разработка и промышленное внедрение технологии нагрева при
термообработке роликов МНЛЗ в печи с импульсной подачей теплоносителя
6.1. Номенклатура изделий и режимов термообработки
6.2 Реконструкция печи
6.3. Методика проведения аттестационных испытаний
6.4. Результаты аттестационных испытаний
6.5 Обсуждение результатов
7. Общие выводы
8. Список используемой литературы
I. Введение
Актуальность


Технология проведения термической обработки предполагает диффере»тированный подход к назначению режимов (скоростей нагрева / охлаждения, температуры и длительности выдержек) в зависимости от химического состава материала, размера и сечения заготовок, применяемого оборудования. По технологии промышленно развитых стран мира требования термической обработки , приведенные, например^в стандартах AS ME (США), DIN (Германия), по точности, равномерности температуры поверхности металла составляет ± °С. Для обеспечения этих требований в современных печах перепад температур (по измеряемым значениям) на поверхности изделий в процессе выдержки в диапазоне температур 0 - °С должен находится в пределах ±5 °С. Это обеспечит точное выполнение режима термической обработки для получения заданной структуры стали и требуемых свойств. Термические газовые печи для термообработки крупногабаритных изделий должны отвечать следующим требованиям: ! Конструкции печей. Для термообработки крупногабаритных деталей ответственного назначения в настоящее время применяются шахтные печи и печи с выкатным подох» периодического действия с объемом рабочей камеры от м3 до м3 и грузоподъемностью от т до 0т /, . Рабочая камера включает в себя, металлический каркас, футеровку, заслонку (крышку), неподвижный под (для камерных и шахтных печей) или выкатной под. Размеры и форма рабочей камеры определяются исходя из формы, геометрических размеров изделий, производственной программы, количества изделий в садке, а также от особенностей смежных технологических операций и способа транспортировки изделий к печи. Характеристики теплоограждения рабочей камеры, футеровки выкатного пода, дьгмоотводяшкх канатов и дымовой трубы зависят от требуемого температурного диапазона и режима термической обработки. Традиционные конструкции теплоограждений промышленных печей из огнеупорного кирпича в большинстве случаев не отвечают современным требованиям, предъявляемых к тепловым агрегатам для сложных режимов термической обработки, приводят к дополнительному расходу топлива за счет значительных тепловых потерь через футеровку и на нагрев массивных футсровок. К числу новых огнеупорных матсриатов следует отнести изделия на основе огнеутюрных волокон, огнеупорных бетонов и панельные конструкции с использованием эффективных изоляционных материалов. Использование волокнистых огнеупоров в качестве рабочего слоя футсровок позволяет снизить массу футсровок в - раз и вследствие этого сократить расход топлива на нагрев футеровок в печах периодического действия /&7/. Применение этих материалов также позволяет производить в печи сложные виды термообработки (включая охлаждение), так как такие печи имеют малую тепловую инерционность. Система сгорания является основной системой печи, обеспечивающей подачу в печь тепла необходимого для нагрева изделий в процессе их термической обработки. В общем виде система включает в себя: горелки, устройства регулирующие подачу топлива и воздуха, устройства розжига и контроля горения Необходимость проведения в печи различных режимов термообработки (высокотемпературных и низкотемпературных) и для различных типов садок (количество заготовок и их размеры) требует обеспечить работу печи в широком диапазоне тепловой мощности печи. Следовательно, система сгорания печи должна обеспечивать коэффициент регулирования тепловой мощности к=-. Существует несколько способов регулирования тепловой мощности. ГТПЦ. В отечественных крупногабаритных газовых печах сжигание газа осуществляется в двухпроводных горелках неполного предварительного смешения (например горелки ГНП, составляющие более % всего парка печей). Коэффициент избытка воздуха изменяется от 1. Расположение горелок одно или двухрядное по высоте рабочей камеры печи. Стабилизация горения происходит в горслочном туннеле, а догорание - в рабочей камере печи. Режим работы горелок в процессе термической обработки - непрерывный Регулирование тепловой мощности производится по способу 1 или 2. Первые два способа не обеспечивает проведения режима термообработки, так как имеют недостаточный коэффициент рабочего регулирования, а также приводят к ухудшению равномерности и местным перегревам. Ш - потери тепла теплопроводностью. О» - низшая теплота сгорания. ТсСо ~ энтальпия продуктов сгорания, Дж/м1.