ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Металлы занимают главенствующее положение среди материалов, применяемых в машиностроении. Существенную роль в техно логии изготовления изделий из металлов играют процессы на грева, осуществляемые в основном для повышения пластических свойств металлов перед обработкой давлением, а также в целях изменения их структуры и свойств путем термической обработки 1.
Средства нагрева металла для обработки давлением и для термической обработки различают по р.оду используемого энерго носителя, конструкции и назначению./ Для нагрева металла ис пользуют либо топливо, либо электроэнергию 2. Преимуществен ное значение в качестве топлива для средств нагрева металлов приобретает природный газ, в меньшей степени используется мазут. Твердое топливо в настоящее время считается, как пра вило, непригодным для отопления средств нагрева металлов — ни путем непосредственного сжигания его, ни путем переработки для получения генераторного газа.
По виду средства нагрева можно разделить на две основные группы: печи и непечные установки.
При печном нагреве в обычной атмосфере поверхностный слой изделий из металлов существенно окисляется, а изделий из чер ных металлов, кроме того, обезуглероживается [1, с. 146—160]. В тех случаях, когда это нежелательно или недопустимо, нагрев ведут, поддерживая в рабочем пространстве печи искусственную атмосферу 3 или вакуум.
В пламенных термических печах для изолирования пламени от искусственной атмосферы, окружающей нагреваемые изделия, либо их помещают в муфель (муфелирование садки), либо топ ливо (газ) сжигают внутри трубчатого радиационного нагрева теля (муфелирование пламени). Муфели и радиационные нагре ватели находят применение и в электропечах.
1 Нагрев в машиностроении, применяемый для других целей, менее рас пространен и в настоящей книге упоминается в той мере, в какой описываемые средства дают возможность осуществлять его.
2 Опыт применения установок, использующих одновременно и топливо и электроэнергию, недостаточен, поэтому в настоящей книге подобные комбиниро ванные установки не рассматриваются (см. Кудрин Н. А. и др. Установки пла менно-индукционного нагрева. Изд-во «Металлургия», 1971).
3 О терминологии, относящейся к атмосфере в печи, см. [2].
В пламенных печах для нагрева под обработку металла дав лением в качестве искусственной используют атмосферу, полу чаемую в результате неполного сжигания топлива в приборах, установленных на печи (при коэффициенте расхода воздуха а ^ ^ 0,5). При этом вследствие низкой теоретической температуры горения не представляется возможным осуществлять нагрев за готовок до ковочной температуры без подвода в рабочую камеру дополнительного тепла; в связи с этим требуется высокотемпе ратурный подогрев топлива либо воздуха, осуществляемый вне рабочей камеры теплом, получаемым при дожигании продуктов неполного сгорания топлива. В практике такие пламенные печи получили название печей безокислительного нагрева металла открытым пламенем (практически происходит малоокислитель ный нагрев).
Безокислительный нагрев значительно снижает потери ме талла с окалиной. Однако в вопросе применения печей безокис лительного нагрева открытым пламенем имеется еще ряд неяс ностей. Эти печи сложны, стоимость их высока, данные о работе в условиях нормальной эксплуатации недостаточны, нет яс ности в таких вопросах, как расход топлива, стоимость кладки, влияние безокислительной среды на обезуглероживание металла, влияние метода транспортировки заготовок на окисление металла после выгрузки его из печи, возможность образования окалины на готовых поковках и др.
Поэтому в каждом отдельном случае требуется тщательная проработка вопроса целесообразности применения печей безо кислительного нагрева открытым пламенем. Следует отметить, что за рубежом печи безокислительного нагрева применяют только в особых случаях [3].
Нагрев в вакууме для предотвращения окисления обрабаты ваемых изделий ведут только в электропечах. По сравнению с безокислительным нагревом в искусственной атмосфере нагрев при низком давлении печной среды исключает возможность взаимо действия нагреваемого металла с вводимым газом (науглерожи вание, обезуглероживание, азотирование, насыщение газами и т. п.). Во многих случаях применение низкого давления печной среды вместо использования искусственных, особенно инертных (аргон, гелий), атмосфер оказывается более целесообразным. Увеличение первоначальных затрат на изготовление и установку вакуумной электропечи с избытком компенсируется снижением эксплуатационных расходов, связанных с приготовлением и очи сткой газа, используемого для создания в печи искусственной атмосферы.
Преимущества нагрева в вакууме определили широкий круг 'технологических процессов, осуществляемых в вакуумных элек тропечах, в том числе различные виды термической обработки,
.включая отжиг, закалку и др.
Создание вакуумных электропечей сопротивления для нагрева заготовок под обработку металла давлением на оборудовании, не включенном в вакуумную камеру, очень сложно (это не отно сится к случаю использования в электропечи не окисляющихся на воздухе материалов — нихрома, хромаля). Такая сложность объясняется необходимостью затрачивать значительное время на выдачу садки через шлюзовое устройство, что приводит к ее чрезмерному остыванию. Выдача же садки непосредственно на воздух путем предварительного заполнения печи инертным га зом не исключает возможности попадания в печь кислорода воз духа; кроме того, такой способ очень дорог, так как требует боль шого расхода инертного газа.
Широкое разнообразие технологических процессов, осуще ствляемых в вакуумных электропечах сопротивления, обусло вило большое число конструкций этих печей индивидуального назначения, что усложняет их изготовление. К серийным про мышленным относятся лишь элеваторные электропечи.
Необходимо отметить, что еще не всех видов вакуумные элек тропечи сопротивления достаточно надежны и долговечны в экс-^ плуатации. Печи с нагревателями из хромоникелевых сплавов" сопротивления, размещенными на огнеупорной кирпичной футе ровке, достаточно надежно работают при температуре до 1100— 1150° С (температура на нагревательных элементах). Эти же элек тропечи с экранной теплоизоляцией и нагревателями, укреп ленными на керамических изоляторах, нельзя применять при температуре выше 1000° С из-за напыления испаряющимися с нагревателей металлами изоляторов и образования короткого замыкания на корпус печи. Лучше работают молибденовые про волочные нагреватели, закрепленные на керамических изоля торах, но и они постепенно металлизируют изоляторы. Однако температура, при которой начинается интенсивное напыление, и скорости напыления исследованы еще недостаточно [4, Лейканд М. С., стр. 29—33].
Для печей характерна тепловая инерция, что обусловливает при периодической работе потери тепла и трудности в эксплуа тации. В целях ликвидации указанных недостатков были пред ложены так называемые печи с малой тепловой инерцией (мало инерционные-печи). Широкого распространения эти печи не по лучили; вместе с тем отдельные осуществленные конструкции их с успехом используются в машиностроении.
Примером исполнения печей с пламенным обогревом могут служить спроектированные Ленинградским отделением института «Теплопроект» в 1955—1956 гг. и построенные в Ленинграде нагревательные камерные печи трех типоразмеров с тепловым ограждением и панельными воздухоподогревателями [5]. Теп ловое ограждение печей создается отходящими дымовыми газами, циркулирующими в пространстве между внутренними и наруж
ными стенками рабочей камеры. Наружные стенки опоясаны коробкой с двойными стенками, выполняющей роль панельного воздухоподогревателя и одновременно служащей обшивкой печи.
Малоинерционные установки с электрообогревом находят при менение для термообработки крупногабаритных изделий в целях снятия внутренних напряжений. Одна такая электропечь, создан ная фирмой British Furnaces, Ltd (Англия), предназначена для обработки сварных конструкций длиной до 12,2 м и диаметром 3,6 м [61. Максимальная рабочая температура в электропечи 800° С. Нагревательные элементы печи практически образуют внутренний кожух камеры нагрева и представляют собой длин ные и широкие полосы; толщина полос выбирается с учетом их механической прочности и электрического сопротивления. Прис пособление, к которому подвешивается каждый нагревательный элемент, снабжено пружиной, позволяющей нагревательному элементу удлиняться и сокращаться при изменении температуры. Для теплоизоляции применена минеральная вата — материал, обладающий небольшой теплопроводностью и в то же время не большой теплоемкостью. В такой печи 60-т садка нагревается до 650° С за 11 ч\ охлаждение до 300° С после часовой выдержки при температуре 650° С занимает 12 ч\ расход электроэнергии за цикл составляет 10400 квт-ч.
О с н о в н ы е р а з м е р ы р а б о ч е г о п р о с т р а н с т в а п е ч е й и н о м и н а л ь н ы е т е м п е р а т у р ы р е г л а м е н т и р о в а н ы Г О С Т 11995—66 « Пе ч и п р о м ы ш л е н н ы е д л я н а г р е в а и т е р м и ч е с к о й о б р а б о т к и » . Стандарт распространяется на следую щие вновь разрабатываемые промышленные печи электрического (печи сопротивления) и пламенного нагрева общего назначения для термической и химико-термической обработки, а также для нагрева под обработку давлением (пластическую деформацию) различных изделий и заготовок в искусственной или обычной ат мосфере: камерные со стационарным подом, камерные с выдвиж ным подом, шахтные, колпаковые, элеваторные, толкательные, конвейерные, барабанные, карусельные, а также печи с пульси рующим, рольганговым и шагающим подом и др.
Ширина (диаметр) рабочего пространства указанных печей должна соответствовать нижеследующему ряду значений (мм), предусмотренных ГОСТ 6636—60: 100, 120, (150), 180, 200, 250,
(300), |
320, |
400, |
(450), |
500, |
(600), |
630, |
(650), |
800, |
(850), |
1000, |
|||
(1100), |
(1200), |
1250, |
1400, |
|
(1500), |
1600, |
1800, |
2000, |
2240, |
(2360), |
|||
2500, |
(3000), |
3150, |
3550, |
4000, |
4500, |
5000, |
5600, |
(6000), |
6300, |
||||
7100, 8000 и далее через 1000 мм. Длину и высоту рабочего про странства стандартом рекомендуется выбирать, пользуясь также перечисленными выше значениями.
Номинальная температура указанных печей должна соответ ствовать следующему ряду значений, °С: 100, 200, (250), 350,
(400), |
500, |
(650), |
700, |
(750), |
800, |
900, |
(950), |
1000, |
(1050), |
1100, |
|
1150, |
1200, |
1250, |
1300, |
1350, |
1400, |
1450, |
1500, |
1550, |
1600. |
|
|
Пользоваться |
значениями |
размеров |
|
и температур, указан |
|||||||
ными в скобках, можно только в достаточно обоснованных слу чаях с разрешения головных институтов.
Стандартом установлено понятие рабочего пространства как пространства, определяемого шириной (диаметром), длиной и высотой садки максимальных размеров (а для насыпной продук ции — размерами загруженных корзин, поддонов, барабанов, подставок, конвейерных лент или плит и т. п.), неравномерность температуры которой по окончании процесса не превышает зада ваемого значения.
К непечным средствам относят: установки прямого (контакт ного) электронагрева, индукционные установки и установки для нагрева открытым пламенем. Непечные средства последних, двух видов характерны тем, что, применяя их, можно осуществлять поверхностный нагрев металла; это обстоятельство обусловливает исключительное применение этих средств при поверхностной за калке. Индукционные установки применяют и для сквозного нагрева; нагревом открытым пламенем пользуются в основном для поверхностной пламенной закалки (ППЗ). Ввиду простоты и доступности применяемого оборудования ППЗ является серьез ным конкурентом индукционного нагрева; применение ППЗ обес печивает достижение высоких технико-экономических показателей при небольших капитальных затратах и расходах на материалы. ППЗ находит широкое применение в мелкосерийном и в массовом производстве [7, 8]. ППЗ применяют и наряду с закалкой токами высокой и повышенной частоты, о чем свидетельствует практика Уралмашзавода [9], а также автозаводов зарубежных фирм — Бьюик [10] и Ганомаг [11].
И н д е к с а ц и я п е ч е й . Средства нагрева металлов в ма шиностроении (кроме оборудования для ППЗ) типизированы [12, 13, 14]. Ограничительные размерные ряды электропечей [15] и пламенных печей [16, стр. 14—19] разработаны на основании обобщенных отраслевых данных, составленных на базе анализа материалов, собранных по единой методике на ведущих заводах двенадцати отраслей машиностроения. При разработке исходных данных каждой отрасли машиностроения были учтены: специ фика обрабатываемых в отрасли деталей, марки сталей и сплавов, масштабы производства, характеристики и технико-экономиче ские показатели рекомендуемого прогрессивного термического и нагревательного оборудования, обеспечивающего выполнение принятых для внедрения в машиностроение типовых технологи ческих процессов. Размерные ряды, принятые при типизации, построены с учетом рядов предпочтительных чисел ГОСТ 8032—56.
В качестве главных параметров при построении размерных рядов печей выбраны главным образом линейные размеры^или
площадь пода рабочего пространства и температура. Для индук ционных установок в качестве главных параметров принята по требляемая мощность и частота тока, вспомогательных — раз меры нагреваемых изделий (диаметр, длина).
При разработке типажа значительно унифицирована и в боль шинстве случаев применена единая краткая буквенная и цифро вая индексация электрических печей и индукционных установок [17]; аналогичная индексация используется и для пламенных печей. Принят единый принцип образования индекса, состоящего из буквенного и цифрового обозначения, раскрывающего пара метры и размерную характеристику данного типоразмера.
Перед индексом указывается наименование оборудования: электропечь, установка индукционная, печь нагревательная (тер мическая) на газе (мазуте), машина моечная, бак закалочный и т. д. В буквенной части индекса число букв обычно не превышает 3 (4). Размерную характеристику отражает следующая цифровая часть индекса, отделяемая от предыдущей дефисом и состоящая из 1—4 групп цифр, определяющих основные параметры кон струкции. В отдельных случаях цифровой индекс дополняется буквами или цифрами, обозначающими те или иные дополни тельные признаки.
Первая буква в индексах электропечей |
обозначает вид на |
грева— С (сопротивлением), в индексах пламенных печей— на |
|
значение печи: Т — термическая пламенная, |
Н — нагреватель |
ная пламенная; |
|
вторая буква — основной конструктивный признак печи: А — |
|
с вращающимся подом (карусельная), — Б — барабанная, В — |
|
ванная, Д — с выдвижным подом, Е — с подвесным конвейером
(подвесной садкой), И — с пульсирующим подом, |
К — конвейер |
||
ная, |
Н — камерная периодического действия; |
Р — рольганго |
|
вая, |
Т — толкательная, У — методическая кузнечная |
(встре |
|
чается только в индексах пламенных печей), |
Ш |
шахтная |
|
(в индексах электропечей) или круглого сечения (в индексах пламенных печей), Щ — щелевая (в индексах пламенных печей),
Э — элеваторная, Ю — с шагающим подом, |
Я — ямнаЯ; |
||||
третья буква — характер среды или ее состояния |
в рабочем |
||||
пространстве |
печи: А — азот, |
В — вакуум, |
Г — металлы, соли, |
||
щелочи, 3 — искусственная (защитная) атмосфера, |
М — масло, |
||||
О — обычная |
(окислительная) |
атмосфера, |
П — пар |
водяной, |
|
вода, С — соль (селитра), Ц — цементационный газ; |
|
||||
четвертая |
буква — отдельные особенности: при |
индексации |
|||
электрических |
печей А обозначает агрегат, |
Л — лабораторная |
|||
печь; при индексации пламенных печей: А — печь входят в агре гат (в отдельных случаях, если основная печь шифруется четырьмя буквами, обозначающая вхождение в агрегат буква А ставится на пятом месте), В — вертикальная (в печах круглого сечения) или вертикальное перемещение заготовок (в печах щелевых меха-
12
низированных), Ж — с желобчатым подом (в печах методических, кузнечных), К — колодцевая (в печах круглого сечения) или под кольцевой (в печах с вращающимся подом), М — механизирован ная (в печах периодического действия), Н — непрерывного дей ствия (в печах барабанных), П — периодического действия (в пе чах барабанных) или при горизонтальном (параллельное поду)
перемещении заготовок (в |
печах |
щелевых |
механизированных), |
Т — с тарельчатым подом |
(в печах с вращающимся подом). |
||
Группы цифр, которые |
ставятся после букв и отделяются от |
||
них дефисом, а друг от друга точкой, означают (дм): |
|||
первая — округленную ширину пода печи (для печей с вращаю |
|||
щимся подом — внешний |
диаметр |
рабочей |
поверхности пода); |
вторая — округленную |
длину (глубину) |
пода печи (для пе |
|
чей с вращающимся подом — ширину тарельчатого или кольце вого пода);
третья — округленную высоту рабочего пространства печи или максимальную высоту окна загрузки.
В отдельных случаях две первые группы заключают в скобки и цифра перед ними указывает, из скольких отдельных камер, рядов или секций состоит печь.
После цифр, указывающих размеры рабочего пространства, через косую черту обозначают предельную рабочую температуру нагрева в сотнях °С и после нее через дефис указывают вспомо
гательные признаки: |
|
Г — |
|
|
газ,у |
|
для печей |
пламенных — род топлива: |
|
Х7 |
|||
М — мазут; |
|
|
|
природныйI--------- |
||
|
|
|
|
|
|
|
Для печей электрических |
Буквы |
|
|
Цифры |
|
|
камерных для |
газо |
М— механизирован |
|
|
— |
|
вого азотирования |
ная |
Длина |
|
камеры |
охла |
|
конвейерных, |
толка |
X — холодильник |
|
|||
тельных |
|
(камера охлажде |
ждения, |
дм |
|
|
барабанных |
|
ния) |
Количество барабанов |
|||
|
П — периодического |
|||||
ванных |
|
действия |
|
|
— |
|
|
М — металлический |
|
|
|
||
|
|
тигель |
|
|
— |
|
карусельных |
|
К — ковш |
|
|
|
|
В индексах печей с выдвижным (выкатным) подом через де фис указывается предельная нагрузка на под в тоннах: в печах
пламенных — после буквы, обозначающей род |
топлива, в пе |
чах электрических — после температуры. |
ниже. |
Некоторые примеры индексации приведены |
Конвейерная электропечь сопротивления для обработки из делий в искусственной (защитной) атмосфере с размерами рабочего пространства 1200x8000x250 мм при номинальной температуре 1150° С с камерой охлаждения длиной 16000 мм имеет индекс «Электропечь» СКЗ-12.80.2,5/11,5—X160».
Конвейерный закалочно-отпускной электропечной агрегат со противления с искусственной (защитной) атмосферой, в состав которого входят закалочная электропечь, закалочный бак, моеч ная машина, отпускная электропечь (замочный бак), индекси руется с добавлением четвертой буквы (А — агрегат) по размерам основной закалочной электропечи и температуре электропечи низкого (3—350° С) или высокого (7—700° С) отпуска, например «Агрегат электропечной СКЗА-12.100.1/3 (СКЗА—12.100.1/7)».
Несколько отлично присваиваются наименования и условные обозначения толкательным безмуфельным электропечным агре гатам нового размерного ряда: толкательный электропечной П-образный двухрядный агрегат сопротивления с левым располо жением камер загрузки и выгрузки в основной электропечи, пред назначенный для цементации.по заранее обусловленному графику температурного режима, например по схеме 4 (цементация, за калка в холодном или горячем масле, повторный нагрев под за калку, закалка в холодном или горячем масле, низкий отпуск) имеет индекс «Агрегат электропечной П-обр. 2 ряд. СХ-4 СТЦА— 10.100.5/3».
Индекс пламенной методической (кузнечной) печи с гладким подом, имеющей размеры рабочего пространства 1044 х 4988 X Х720 мм и предназначенной для нагрева заготовок до наибольшей температуры 1300° С при топливе—газ «Печь нагревательная на газе НУО-Ю.50.7/13—Г», при топливе—мазут «Печь нагрева тельная на мазуте НУО-10.50.7/13—М».
Печи нагревательной на температуру до 1300° С с выдвижным подом размером 3020x4988 мм при высоте рабочего пространства 2500 мм и предельно допустимой нагрузкой на под 100 /л, отап ливаемой природным газом, присваивается индекс «Печь нагре вательная на газе НДО-ЗО.50.25/13—Г—100».
Работающая на газе печь термическая барабанная периоди ческого действия с размерами рабочего пространства (диаметр х X длина) 400x800 мм для обработки изделий в искусственной (защитной) атмосфере при наибольшей температуре 950° С имеет индекс «Печь термическая на газе ТБЗП-4.8/9,5-Г».
Индекс печи вертикальной колодцевой на газе с размерами
рабочего пространства |
(диаметр хвысота) 2000x3000 |
мм и |
наи |
||
большей температурой нагрева |
1100° С при обычной (окислитель |
||||
ной) атмосфере «Печь |
термическая на газе |
ТШОК-20.30/11-Г». |
|||
В индексах установок индукционных закалочных первая |
|||||
буква обозначает вид |
нагрева: И — индукционный; |
вторая — |
|||
назначение: 3 — закалочная; |
третья — вид |
нагреваемого |
из |
||
делия: Б — барабаны, |
шкивы, |
В — валы, Г — гильзы, втулки, |
|||
К — валы коленчатые, П — пальцы, оси, валики, Р — валы рас пределительные, Ш — шестерни. Первая группа цифр (исклю чая последнюю цифру) означает мощность в десятках кет (по следняя цифра или присоединенная к группе цифр буква — ча-
14
стоту тока, гц: 8—8000, 2—2500, 1—1000, 5—500, П — 50); вто рая группа цифр: числитель — максимальный диаметр обрабаты ваемой детали, см, знаменатель — максимальную длину нагре ваемого участка, см. Буквы в конце — систему питания, режим: И — индивидуальное, Ц — централизованное, П — периодичес кий, Н — непрерывный или полунепрерывный.
В индексах установок индукционных нагревательных первая буква означает: И — вид нагрева, вторая — назначение: Н — нагревательная, третья — вид нагреваемого изделия: К — кольца, М — мерные заготовки, П — прутки, Т — трубы, У — участ ковый нагрев. Группы цифр и буквы в конце обозначают то же, что в индексах установок индукционных закалочных.
В индексах электропечей нагревательных индукционных пер вая буква означает: И — вид нагрева; вторая — конструкцию: Э — элеваторная, Ш — шахтная, Н — камерная, Т — толкатель
ная; третья — атмосферу: В — вакуум, |
3 — защитную; четвер |
||
тая — особенности: А — агрегат, |
К — компрессия (вакуумно |
||
компрессионная). Цифры после |
букв: |
в |
числителе — размеры |
рабочего пространства (диаметр и высота |
или ширина, длина, |
||
высота), дм, в знаменателе — температуру в сотнях °С. Вспомо гательные признаки:
|
|
Буквенные |
|
Цифровые |
|
|||
Д — нагрев под обработку давлением |
Избыточное |
давление |
||||||
К — косвенный нагрев вспомогательным на |
||||||||
|
гревателем (тиглем) |
|
в сотнях, |
кн/м2 |
(am) |
|||
Н — непрерывный |
или полунепрерывный |
|
|
|
|
|||
|
режим |
|
|
Длина |
холодильника, дм |
|||
X — холодильник |
|
|
||||||
В индексах индукционных закалочных и генераторных стан |
||||||||
ций |
первая |
буква |
означает назначение: Г — генераторная, 3 — |
|||||
закалочная; |
вторая — наименование: С — станция; третья — ис |
|||||||
полнение: |
Б — блочная, И — индивидуальная, |
К — комплекс |
||||||
ная, |
Ц — централизованная. |
Группа |
цифр, |
исключая послед |
||||
нюю — мощность |
в десятках |
квт\ последняя |
цифра — частоту |
|||||
тока, гц (расшифровку см. выше). |
|
|
|
|
||||
К типажному индексу электротермического оборудования до |
||||||||
бавляется обозначение исполнения, состоящее из одной буквы,
указывающей одну из |
отраслевых организаций — автора |
разра |
||
ботанной конструкции, |
и |
цифры — порядкового |
номера |
данной |
модели или модификации, |
например электропечь |
сопротивления |
||
с выдвижным подом, |
предназначенная для обработки изделий |
|||
в обычной (окислительной) атмосфере с размерами рабочего пространства 1400x2800x1000 мм для температуры 700° при максимальной садке 10 т , разработанная Ленинградским (Л) СКВ электротермического оборудования, модификация 2, имеет индекс «Электропечь СДО-14.28.10/7-10Л2». При нетипажной кон
струкции индекс такой же электропечи: «Электропечь ЗСДО- 14.28.10/7-10А», где «3» — условное обозначение того же Ленин градского СКБ, а «А» — первая модернизация (последующие мо дернизации — буква «Б» и т. д.).
Та же, но несколько измененная система единой индексации применена для вспомогательного термического оборудования, типизированных газоприготовительных установок, автомати ческих регуляторов температуры, щитов управления, понизи тельных печных трансформаторов, индукционных трансформа торов повышенной частоты, электронагревателей из дисилицидмолибдена и трубчатых. Ниже приводятся данные об образовании
индексов |
этого оборудования. |
оборудования 1* первая буква |
||
В индексах |
вспомогательного |
|||
означает |
тип |
оборудования: |
Б — бак закалочный (замочный), |
|
М — машину моечную, X — холодильник (камера охлаждения); |
||||
вторая и |
третья буквы — те |
же |
и расшифровываются так же, |
|
как и в случае печей (для конвейерных закалочно-отпускных аг регатов третья буква В означает воду); четвертая буква (для ба ков) — Г — горячую среду. Цифры — размеры рабочего про странства, дм: первая группа — ширину, вторая группа — длину.
В индексах установок для приготовления искусственных (контролируемых) атмосфер буквы означают: ДА — диссоциацию аммиака, ЭН — эндотермическую, ЭК — экзотермическую, ВО — очистку водорода от кислорода, АЗ — очистку азота от кислорода, ИО — очистку инертных газов. Цифры означают производитель ность, м3/ч. Буквы в конце: К — очистку от СОг и СО, О ■— очистку
от С02, С — дожигание, |
Г — с газовым обогревом. |
|
|||
В индексах |
электронагревателей трубчатых |
(ТЭНы).и Буквы: |
|||
первая — Т — трубчатый; |
вторая — Э — электрический; |
тре |
|||
тья — Н — нагреватель. |
Цифры — числитель: |
первая |
группа |
||
цифр — развернутая |
длина, см, буква — группа |
длин выводов, |
|||
см, вторая группа |
цифр— диаметр обжатого ТЭНа, см\ |
знаме |
|||
натель: первая |
группа |
цифр — номинальная |
мощность, кет, |
||
буква — обогреваемая среда, вторая группа цифр — номиналь ное напряжение, в. Группа длин выводов: А—4; Б—6,5; В—10;
Г—12,5; Д—16; Е—25; Ж—40; 3—63. Обогреваемые среды: П — вода; С — воздух спокойный до 500° С; Т — воздух спокой
ный свыше 500° С; О — воздух, движущийся до 500° С; |
Н — во |
||
здух, |
движущийся свыше 500° С; И — жиры, масла; |
Щ — ще |
|
лочи, |
селитры. |
|
|
В индексах электронагревателей из дисилицида молибдена |
|||
буквы |
означают: ДМ —- дисилицид молибдена. |
Цифры: числи |
|
тель — высота петли, мм, знаменатель — длина |
выводов — мо |
||
дификация, мм. |
|
|
|
1 Указанная индексация принята только для вспомогательного оборудования, входящего в состав электропечных агрегатов.
Лишь для некоторых ранее разработанных конструкций элек тротермического оборудования сохранились еще прежние не из мененные обозначения, например Ц-25 или ОКБ-164А.
В нашей стране из трех видов промышленного нагрева — электрического, пламенного печного, пламенного непечного — только электрический нагрев [18] обеспечивается средствами, изготовляемыми на специализированных предприятиях — заво дах электротермического оборудования (ЗЭТО).
Специализированное производство пламенного нагреватель ного и термического оборудования для машиностроения (равно как и для некоторых других потребителей) до сих пор не органи зовано. Промышленность изготовляет только горелочные устрой ства отдельных видов для пламенных печей и элементы рекупера торов (Уфалейский металлургический завод), а также отдельные виды горелок для нагрева открытым пламенем (Московский завод кислородного машиностроения).
Г о р е л о ч н ы е у с т р о й с т в а д л я п л а м е н н ы х п е^ч е й. Для сжигания природного газа [19] при нагреве изде лий открытым пламенем или при муфелировании садки исполь зуют нормализованные горелки г.
Сжигание природного газа низкого давления предусматри вается в двухпроводных горелках типа ГНП конструкции ин ститута «Теплопроект» (рис. 1, табл. 1). Диапазон регулирования производительности горелок до 1:8. Расчетный коэффициент расхода воздуха а = 1,05-ч-1,15. При применении в печах безокислительного нагрева в конструкцию горелок должно быть внесено изменение для создания условий лучшего перемешива ния газа с воздухом в целях обеспечения бессажевого сжигания топлива. Предусмотрены две разновидности наконечника газо вого сопла: тип А для короткофакельного сжигания топлива (основное изображение на рис. 1) и тип Б для образования удли ненного факела горения. При работе на подогретом воздухе про
изводительность горелок снижается сообразно указанным ниже данным:
Температура |
возду |
ха, °С |
0 100 150 200 250 300 350 400 450 500 |
Производительность |
|
горелки, % |
100 85 80 76 72 69 66 64 62 60 |
Для сжигания природного газа среднего давления применяют
работающие |
на холодном газе и холодном воздухе инжекцион-21 |
1 Альбом |
ГС-02-07 «Газогорелочные устройства для сжигания природного |
и сжиженных газов, рекомендуемые к применению». Утвержден Государственным
комитетом по газовой промышленности. Центральный институт типовых проектов, 1964 г.
2 Л. Г# СатановскиП |
17 |
ные горелки конструкции института «Стальпроект»х. Горелки прямые типа В с выходным диаметром отверстия в носике dlur от 15 до 75 мм (рис. 2, табл. 2) снабжены неводоохлаждаемыми головками и крепятся непосредственно к облицовке печи, горелки
мм
Рис. 1. Горелка низкого давления для природного газа конструкции Теплопроекта. тип ГНП
с диаметром носика dH,r от 86 до 235мм (рис. 3, табл. 3) изготов ляют с разъемным корпусом, водоохлаждаемой головкой и спе циальным кронштейном для крепления к металлоконструкции каркаса печи. Расход газа в зависимости от его .давления перед горелкой для горелки, у которой dH.г = ЮО мм, указан на гра-
1 Приведенное в общемашиностроительных типовых и руководящих мате риалах (ОМТРМ) 5432-002-66, ч. II, сообщение о применении в печах, отапливае мых природным газом среднего давления, горелок конструкции Теплопроекта типа ГИП устарело.
Рис. 3. Горелка инжекционная прямая конструкции Стальпроекта, тип В, |
г от 86 до 235 мм |
Параметры
Расход газа, Л13/ч, при давле нии, н/м2 *:
минимальном 100
максимальном 6400
Установочные размеры, мм:
L i.
и
Размеры горелочной плиты, мм:
Типоразмер горелки
ГНП-1 |
ГНП-2 |
гнп-з |
ГНП-4 |
ГНП-5 |
ГНП-6 |
ГНП-7 |
ГНП-8 |
ГНП-9 |
1,2 |
2,0 |
4,0 |
5,9 |
10,6 |
16,1 |
24,4 |
32.0 |
42,0 |
2,1 |
3,4 |
6,9 |
10 |
17,7 |
27,6 |
39,7 |
54.1 |
63,6 |
9.8 |
16,6 |
32.4 |
47,4 |
85,7 |
130 |
196,6 |
257,5 |
338,6 |
13.8 |
22,3 |
45.5 |
65,6 |
116,6 |
182 |
262 |
357 |
437,5 |
165 |
180 |
220 |
250 |
285 |
320 |
360 |
405 |
445 |
120 |
130 |
155 |
175 |
195 |
215 |
240 |
270 |
300 |
80 |
90 |
110 |
120 |
140 |
160 |
170 |
200 |
200 |
Л |
130 |
240 |
240 |
240 |
360 |
380 |
500 |
500 |
500 |
Б |
240 |
310 |
310 |
380 |
400 |
500 |
600 |
600 |
600 |
Диаметр подводящего газопро |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вода Dr, мм |
19 |
19 |
25 |
25 |
32 |
38 |
51 |
64 |
64 |
|
( 3/ Л |
(3/ 40 |
(Г) |
( П |
(1 V /) |
(1 72я) |
(2я) |
(2 72я) |
(2 Vo") |
|
Параметры |
|
|
|
|
Типоразмер горелки |
|
|
|
||
|
|
ГНП-1 |
ГНП-2 |
гнп-з |
ГНП-4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГНП-5 |
ГНП-6 |
ГНП-7 |
ГНП-8 |
ГНП-9 |
||||
Диаметр |
условного |
прохода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воздухопровода DBt мм |
36 |
40 |
70 |
80 |
100 |
125 |
150 |
175 |
175 |
||
Размеры |
горелочного |
камня, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ь |
|
|
112 |
228 |
228 |
228 |
344 |
344 |
460 |
460 |
460 |
h |
|
|
136 |
206 |
206 |
206 |
290 |
360 |
444 |
444 |
444 |
1 |
|
|
120 |
170 |
210 |
210 |
280 |
350 |
350 |
460 |
460 |
D, |
|
|
25 |
32 |
46 |
55 |
74 |
92 |
112 |
130 |
145 |
D 2 |
|
|
65 |
80 |
116 |
140 |
185 |
230 |
260 |
.260 |
300 |
Масса, кг: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
горелки |
|
5,2 |
7,0 |
12,2 |
14,7 |
25,5 |
29,0 |
38,0 |
47,0 |
68,6 |
|
горелочной плиты |
|
3,8 |
8,5 |
9,0 |
10,0 |
13,0 |
23,5 |
26,0 |
26,5 |
27,5 |
|
горелочного камня |
|
2,8 |
13,5 |
14,0 |
14,0 |
40,0 |
45,0 |
96,0 |
130,0 |
122,0 |
|
суммарная установка |
12,2 |
30,0 |
36,0 |
40,0 |
80,0 |
99,0 |
162,0 |
206,0 |
221,0 |
||
* В числителе — с соплом типа А, в знаменателе — с соплом типа Б.
|
|
|
|
Размеры, м м |
|
|
|
|
|
Индекс |
|
|
|
|
|
|
|
* |
Масса, |
горелок |
|
D |
|
d |
L |
H |
К |
кг |
|
|
|
|
dr |
|
|||||
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
В 1 5 /4 Г’ |
15 |
25 |
13 (1/2") |
220 |
120 |
110 |
1,0 |
5,1 |
|
B 1 8 /d r |
18 |
30 |
13 (1/2") |
250 |
120 |
110 |
1,2 |
5,3 |
|
B2\/dr |
21 |
30 |
13 |
(1/2") |
275 |
120 |
110 |
1,4 |
5,6 |
В 24/dr |
24 |
35 |
13 |
(1/2") |
300 |
140 |
135 |
1,6 |
8,8 |
В 28/dr |
28 |
40 |
13 |
(1/2") |
335 |
140 |
135 |
1,8 |
9,0 |
B 32ldr |
32 |
40 |
13(1/2" ) |
375 |
140 |
135 |
2,1 |
9,8 |
|
B 37/dr |
37 |
45 |
13 |
(1/2") |
440 |
160' |
165 |
2,4 |
14,3 |
B 42/d r |
42 |
50 |
13 |
(1/2") |
490 |
160' |
165 |
2,7 |
14,8 |
B 4 8 /d r |
48 |
55 |
13 |
(1/2") |
545 |
180' |
165 |
3,1 |
21,0 |
B 56 ldr |
56 |
60 |
19 |
(3/4") |
625 |
180 |
215 |
3,6 |
26,0 |
B 65ldr |
65 |
70 |
19 (3/4") |
700 |
210 |
215 |
4,2 |
33,5 |
|
B 75ldr |
75 |
80 |
19 (3/4") |
800 |
210 |
215 |
4,8 |
35,2 |
|
♦ Для природного газа.
ТАБЛИЦА 3
Размеры, мм
Индекс |
|
|
горелок d„.r |
D |
Dl |
|
|
|
|
* |
Масса , |
d |
н |
К |
L |
кг |
|
dr |
|
B 8 6 /d r |
86 |
90 |
25 |
(1 ") |
13 |
(1/2") |
145 |
285 |
960 |
5,5 |
58,7 |
|
B 100/d r |
100 |
100 |
25 |
(1") |
13 |
(1/2") |
150 |
285 |
1095 |
6,4 |
81 |
|
B 116/d r |
116 |
115 |
32 |
(1 |
1/4") |
13 |
(1/2") |
200 |
330 |
1240 |
7,5 |
107 |
В 134ldr |
134 |
130 |
32 |
(1 |
1/4") |
19 |
(3/4") |
200 |
360 |
1420 |
8,6 |
151 |
В 154ldr |
154 |
145 |
38 |
(1 |
1/2") |
19 (3/4") |
250 |
410 |
1615 |
9,9 |
216 |
|
В 178ldT |
178 |
165 |
38 |
(1 |
1/2") |
25 |
(1 ") |
250 |
475 |
1840 |
11,4 |
240 |
В 205ldr |
205 |
190 |
51 |
(2") |
25 |
(1") |
280 |
555 |
2130 |
13,2 |
342 |
|
B 235/d r |
235 |
215 |
51 |
2") |
25 |
(1 ") |
280 |
605 |
2400 |
15,1 |
401 |
|
* Для природного газа.
фике |
(рис. 4). |
Для |
горелок, |
у которых |
dH,r Ф 100 мм, расход |
||||
газа |
определяют, умножая значения, получаемые по |
графику, |
|||||||
на указанные ниже значения коэффициента К: |
|
|
|||||||
^н. г, |
мм |
15 |
18 |
21 |
24 |
28 |
32 |
37 |
|
к |
|
мм |
0,0225 |
0,0324 |
0,0441 |
0,0576 |
0,0784 |
0,102 |
0,137 |
^н. г, |
42 |
48 |
58 |
65 |
75 |
86 |
100 |
||
к |
|
мм |
0,176 |
0,23 |
0,314 |
0,422 |
0,562 |
0,74 |
1 |
^н. г, |
116 |
134 |
154 |
178 |
205 |
235 |
|||
к |
|
|
1,35 |
1,8 |
2,37 |
3,17 |
4,2 |
5,52 |
|
Диаметры |
сопел рассчитаны для |
случая сжигания |
газа при |
||||||
а = |
1,05 и при давлении (разрежении) в рабочем пространстве не |
||||||||
более |
±20 н/м2. |
|
|
|
|
|
|
||
Рис. 4. Производительность инжекционной прямой горелки конструкции Стальпроекта, тип В, dR г = 100 мм в зависи
мости от давления газа перед горелкой (в скобках значение Qjj, кдж/ма):
1 — природный газ (35 000); 2 — смесь при родного и коксового газов (30 200); 3 — смесь природного и коксового газов (27 000); 4 — коксовый газ (17 150)
Помимо |
прямых |
горелок, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
разработан (после издания аль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
бома ГС-02-07) ряд горелок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
поворотных |
типа |
ВП (рис. 5, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
табл. 4 и рис. 6, |
табл. 5), |
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
менение |
которых |
при |
незначи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
тельном |
снижении |
производи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
тельности обеспечивает |
умень |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
шение |
общих |
габаритных |
раз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
меров |
печной |
установки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Наиболее |
распространенны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ми приборами, |
используемыми |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
для сжигания мазута, являются |
конструкции |
института «Сталь- |
|||||||||||||||
форсунки |
низкого |
давления |
|||||||||||||||
проект». |
Типизированный |
ряд |
включает следующие размеры: |
||||||||||||||
Размер форсунки (диаметр трубы, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
подводящей |
воздух): |
|
|
|
|
38 |
|
|
65 |
100 |
125 |
150 |
|||||
мм |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||||
дюймы |
|
|
|
сопла |
фор |
1/2 |
2 1/2 |
4 |
|
5 |
6 |
||||||
Диаметр |
воздушного |
|
21 |
30—40 |
52—60 |
75 |
95 |
||||||||||
сунки, мм |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТАБЛИЦА 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Размеры, мм |
|
|
|
|
|
|
|||
Индекс |
|
|
|
* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса, |
горелок |
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
L |
|
ч. |
н |
н х |
К |
кг |
|
|
V r dr D i °2 |
|
|
|
|
||||||||||||
ВГИб/ф. |
|
15 |
0,9 |
12 |
19 |
13 (1/2") |
|
323 |
|
263 |
90 |
25 |
110 |
8,3 |
|||
ВП18/4Г |
|
18 |
1.1 |
15 |
22 |
|
13 (1/2") |
|
353: |
293 |
90 |
25 |
ПО |
8,45 |
|||
ВП21/4Г |
|
21 |
1.2 |
17 |
26 |
|
13 (1/2") |
|
378’ |
318 |
90 |
25 |
ПО |
8,95 |
|||
ВП24/</г |
|
24 |
М |
19 |
30 |
|
13 (1/2") |
|
416 |
|
346 |
106 |
МО |
135 |
10,55 |
||
ВП28/ d r |
|
28 |
1,6 |
23 |
35 |
|
13 (1/2") |
|
451 |
|
381 |
106 |
140 |
135 |
13,95 |
||
ВП32/ d r |
|
32 |
2,0 |
26 |
40 |
|
13 (1/2") |
|
491 |
|
*421 |
106 |
40 |
135 |
14,85 |
||
ВП37/ d r |
|
37 |
2,1 |
30 |
46 |
|
13 (1/2") |
|
569 |
|
489 |
128 |
55 |
165 |
21,85 |
||
ВП42/йг |
|
42 |
2,4 |
34 |
52 |
|
13 (1/2") |
|
619 |
|
539 |
128 |
55 |
165 |
22,9 |
||
ВП48/4Г |
|
48 |
2,8 |
39 |
60 |
|
13 (1/2") |
|
|
687 |
|
597 |
150 |
70 |
165 |
31 |
|
ВП56/4Г |
|
56 |
.3,2 |
45 |
70 |
|
19 (3/4) |
|
|
767 |
|
677 |
150 |
70 |
215 |
36,95 |
|
ВП65/^Г |
|
65 |
3,8 |
53 |
82 |
|
19 (3/4") |
|
857 |
|
752 |
170 |
100 |
215 |
48,95 |
||
ВП75/</г |
|
75 |
4,4 |
61 |
94 |
|
19 (3/4") |
|
967 |
|
862 |
190 |
100 |
215 |
51,15 |
||
* Для природного газа.
Рис. 6. Горелка ннжекционпая поворотная конструкции Стальпроекта, тип ВП, dн г от 86 до
L |
235 мм |
Индекс |
* |
|
|
горелок |
D |
||
Лн .г |
“г |
||
|
|
Размеры, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса, |
D I |
D2 |
d |
н К |
L |
кг |
|
ВП86/</г |
86 |
5,0 |
220 |
70 |
108 |
25 |
(1”) |
338 |
285 |
1026 |
72 |
|
Bni00/dr |
100 |
5,8 |
260 |
81 |
125 |
25 |
(1") |
383 |
285 |
1166 |
106 |
|
BI1116/dr |
116 |
6,7 |
300 |
94 |
145 |
32 |
(1 |
1/4") |
428 |
330 |
1316 |
128 |
ВП134/йг |
134 |
7,7 |
350 |
108 |
168 |
32 |
(1 |
1/4") |
473 |
360 |
1491 |
178,5 |
ВП154/Й,. |
154 |
8,9 |
410 |
125 |
192 |
38 (1 |
1/2") |
528 |
410 |
1691 |
248 |
|
ВП17ШГ |
178 |
10,4 |
470 |
145 |
222 |
38 |
(1 1/2") |
558 |
475 |
1886 |
280 |
|
ВП2(Ш Г |
205 |
11,9 |
490 |
166 |
256 |
51 |
(2") |
593 |
555 |
2141 |
393 |
|
ВШ35/^Г |
235 |
13,6 |
510. |
190 |
294 |
51 |
(2") |
633 |
605 |
2371 |
458 |
|
* Для природного |
газа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Общий7вид форсунки показан на рис. 7, основные размеры
и массы приведены в табл. 6. Форсунки могут быть изготовлены
вразличных исполнениях с бесфланцевой (рис. 7, а) или с флан цевой (рис. 7, б) головкой, а также с левым или правым располо
жением рукоятки управления воздушным клапаном; форсунка с бесфланцевой головкой укрепляется на трубе, подводящей воз дух (рис. 8, а), форсунка с фланцевой головкой — на установоч ной плите (рис. 8, б, табл. 7). Расход воздуха и мазута для каж
дого типоразмера форсунки приведен на |
графиках рис. 9. |
|
Г о р е л к и д л я п о в е р х н о с т н о й п л а м е н н о й |
||
з а к а л к и . |
Обычно в состав горелки |
(рис. 10, а) входят: кор |
пус 1 с регулирующими вентилями 2 ,5 |
и газоподводящими нип |
|
пелями 3 и 4, |
узел смешения 6 и мундштук 7 Другие решения |
|
предусматривают смешение горючего и окислителя в мундштуке
Рис. 7. Форсунка конструкции Стальпроекта
Индекс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
форсунки |
D |
D I |
Ог |
D, |
|
d |
|
di |
d* |
L |
Lx |
L 2 |
||
|
|
|
|
|||||||||||
Ду40 (1 |
1/2") |
21 |
40 |
40 |
50 |
|
38 (1 |
1/2") |
2 |
18 |
253 |
78 |
79 |
|
ДубО (2 1/2") |
30 |
75 |
75 |
95 |
|
64 (2 |
1/2") |
3 |
18 |
327 |
117 |
104 |
||
40 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ду100 (4") |
52 |
110 |
110 |
135 |
102 (4") |
4 |
22 |
399 |
161 |
132 |
||||
60 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ду125 (5") |
75 |
110 |
110 |
140 |
127 (5") |
5 |
22 |
487 |
205 |
187 |
||||
Ду150 (6") |
95 |
160 |
— |
— |
|
152 (6") |
5 |
г 499 |
205 |
176 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разме |
|
|
Индекс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
форсунки |
|
A |
Б |
В |
|
Г |
Е |
Ж |
К |
Л |
м |
|||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бесфлан |
||
Ду40 (1 1/2") |
|
273 |
98 |
15 |
|
10 |
30 |
48 |
120 |
50 |
50 |
|||
Ду70 (2 1/2") |
352 |
142 |
20 |
|
15 |
40 |
75,5 |
125 |
69 |
50 |
||||
ДуЮО (4") |
|
424 |
186 |
20 |
|
15 |
40 |
114 |
125 |
96 |
50 |
|||
Ду125 (5") |
|
512 |
230 |
20 |
|
15 |
40 |
140 |
140 |
125 |
50 |
|||
Ду150 (6") |
|
523 |
230 |
20 |
|
15 |
40 |
165 |
140 |
125 |
50 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С флан |
|
Ду40 (1 1/2") |
268 |
93 |
15 |
|
10 |
30 |
48 |
120 |
50 |
50 |
||||
Ду70 (2 1/2") |
347 |
137 |
20 |
|
15 |
40 |
75,5 |
125 |
69 |
50 |
||||
Ду100 (4") |
|
419 |
181 |
20 |
15 |
40 |
114 |
125 |
96 |
50 |
||||
Ду125 (5") |
|
I 507 |
225 |
20 |
15 |
40 |
140 |
140 |
125 |
50 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТАБЛИЦА 7 |
||
ры, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воздуш |
Масса , |
|
Н |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
X |
Ц |
ного |
кг |
|
сопла |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
форсунки |
|
|
цевые |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
435 |
290 |
210 |
105 |
— |
21,3 |
170 |
215 |
430 |
21 |
20,1 |
|
455 |
350 |
250 |
125 |
350 |
21,3 |
180 |
225 |
450 |
30 |
36,1 |
|
40 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
455 |
350 |
250 |
125 |
350 |
21,3 |
180 |
225 |
450 |
52 |
45,4 |
|
60 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
455 |
350 |
250 |
125 |
350 |
21,3 |
180 |
225 |
450 |
75 |
52,9 |
|
475 |
420 |
300 |
150 |
370 |
21,3 |
190 |
235 |
470 |
95 |
72,4 |
|
цами |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
435 |
290 |
210 |
105 |
— |
110 |
170 |
215 |
430 |
21 |
17,7 |
|
455 |
350 |
250 |
125 |
350 |
200 |
180 |
225 |
450 |
30 |
34,4 |
|
40 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
455 |
350 |
250 |
125 |
350 |
220 |
180 |
225 |
450 |
52 |
44,7 |
|
60 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
455 |
350 |
250 |
125 |
350 |
220 |
180 |
225 |
450 |
75 |
54 |
|
38мм(iff), d сопла=21'мм |
3^мм(2//г"), d сопла*30мм |
20 м/сен |
/о |
20 м/сек |
рис. 9
со о
|
1 |
300 |
600 |
200 |
400 |
100 / |
200 / |
/ |
( |
Др,м/мг 2 3 4 5 6 7 |
Др,м/м2 2 3 4 S 6 7 |
30 |
|
Пределы хорошего распылидания
10 20 м/сей
20 м/сем
рас 9
рис.9
Рис. 9. |
|
Характеристики |
фор |
|
|||||
сунок |
конструкции |
Стальпро- |
|
||||||
|
|
|
|
екта: |
|
|
|
|
|
а — расход |
воздуха |
Q, |
м*/ч, |
|
|||||
проходящего |
через |
форсунку |
|
||||||
при полном |
открытии клапана |
|
|||||||
в зависимости от давления воз |
|
||||||||
духа перед форсункой; б — ра |
|
||||||||
сход мазута Q, кг/ч, |
при различ |
|
|||||||
ных а, |
вычисленный в предпо |
|
|||||||
ложении, |
что |
горение происхо |
|
||||||
дит |
только |
за |
счет |
воздуха, |
|
||||
подаваемого |
в |
форсунку |
при |
|
|||||
полном открытии клапана; 1 — |
|
||||||||
при а = |
|
1,5; |
2 — при |
а = |
1,2; |
|
|||
3 — при а = |
1,1; 4 — при а = |
|
|||||||
= 1,0; |
в — график |
производи- |
|
||||||
тельности |
форсунки |
при |
раз |
|
|||||
личных |
открытиях клапана, % |
|
|||||||
от максимальной |
при |
полном |
|
||||||
открытии |
клапана (на |
графике |
|
||||||
показан ход клапана в мм и |
|
||||||||
соответствующее |
|
показание |
|
||||||
стрелки на циферблате); г —гра |
|
||||||||
фик скорости |
воздуха |
в возду |
|
||||||
хоподводящей трубе |
перед фор |
2 |
|||||||
сункой |
в зависимости от расхо |
||||||||
да |
воздуха |
(заштрихованная |
|||||||
площадка |
дает |
границы |
нор |
|
|||||
мальных |
|
скоростей |
в |
воздухо |
|
||||
|
|
|
проводе) |
|
|
|
|
||
3 Л. Г. Сатановскнй
горелки (рис. 10, б), в выходных соплах (рис. 10, в) или на вы ходе из сопел (рис. 10, г).
Наиболее распространены закалочные горелки, в которых используются корпуса газосварочных горелок, отличающиеся от них формой и размерами сменных наконечников. В таких го релках газовая смесь образуется в инжекторных или безинжекторных узлах смешения, а ее поступление в мундштук проис ходит за счет энергии кислородной струи или энергии обоих сме шивающихся газов. В инжекторных горелках кислород подво дится под более высоким давлением, чем горючий газ, а в безинжекторных оба газа подаются под примерно одинаковым дав
лением. |
у |
|
|
Московский завод кислородного машиностроения выпускает |
|||
горелки |
линейного типа трех серий: НАЗ-58 (для |
С2Н 2 + 0 2), |
|
ГЗЗ-1-62 |
для (С3Н8 + |
0 2) и ГЗЗ-2-62 (для СН4 или природного |
|
газа + 0 |
2). Горелки |
каждой серии конструктивно |
однотипны и |
в каждой из них имеется корпус с пятью сменными наконечни ками шириной от 45 до 85 мм, отличающимися сечениями газовых каналов в зависимости от рода горючего газа, а также однотип ные охлаждающие устройства (рис. И, табл. 8). В состав каждой горелки входят мунштук 1 с удлинительной трубкой 2, смеси тельная камера 3, накидная гайка 4 и инжектор 5, охлаждаемый экран 6, разбрызгиватели 7 и 8, соединительные болты 9 и уста новочные шайбы 10. Мундштук 1 охлаждается водой, поступаю щей по одной из трубок 11, независимо от подачи воды в разбрыз гиватель.
Наконечник горелки с помощью накидной гайки 4 присоеди няется к корпусу 12 сварочной горелки типа ГС (НАЗ-58) или к корпусу горелки типа КГ-2 (ГЗЗ). Для регулировки подачи горючего газа служит вентиль 14, а кислорода — вентиль 15. Кислород и горючий газ поступают в горелку через отдельные ниппели 13, причем кислород через корпус горелки 12 входит
3 2 В |
3 2 |
г |
Рнс. 10. Принципиальные схемы закалочных горелок
в инжектор 5 и, выходя из него с большой скоростью в смеситель ную камеру 3, засасывает в нее горючий газ. Из смесительной камеры 3 горючая смесь по удлинительной трубке 2 поступает к соплам мундштука 1.
Тип горелки НАЗ-58 | ГЗЗ-1-62 |
топливо
Параметры
ацетилен пропан
Число газовых сопел (в двух рядах) |
19—39 |
25—53 |
||
Диаметр и шаг сопел в ряду, мм |
0,8; 4 |
1,0; 1,5 |
||
» |
инжектора, мм |
|
0,95—1,4 |
1,4—1,9 |
» |
смесительной камеры, мм |
2,8—4,3 |
4 ,3 -5,7 |
|
Расходы, |
м3/ч |
|
|
|
горючего газа |
|
1,1—3,8 |
1,1-2,4 |
|
кислорода |
|
1,2-4,1 |
4,0—8,4 |
|
Линейный расход горючего газа, |
500 |
|
||
л/(ч-см) . . |
. |
300 |
||
Расходы воды, лЫ |
|
45—280 |
||
Линейный расход воды, л/(ч-см) |
|
12—36 |
||
Расход воздуха, м21ч |
. . |
|
5—20 |
|
Линейный расход воздуха м3/(ч-см) |
|
1,5—2,5 |
||
ТАБЛИЦА 8
ГЗ 3-2-62
метан
(природный
игородской
газы)
31—63 1,2; 1,25 1,5-2,1 4,8—6,2
3,5-7,1 4,8—9,6
750—900 *
* Для городского газа.
Благодаря независимому охлаждению мундштука 1 каждая горелка может быть использована для закалки непрерывными и циклическими способами деталей с линейным профилем поверх ности (горелки можно также применять для нормализации, пред варительного подогрева при резке, наплавке, гибке и других вц_ дах газопламенной обработки металлов).
Наличие сменных охлаждающих устройств позволяет регу. лировать условия охлаждения в зависимости от марки стали и требований к закаленному слою. Различная глубина и твердость закаленного слоя при этом достигаются в результате применения промежуточного поддува воздуха через разбрызгиватель 7 иди разделения зон нагрева и охлаждения экраном 6 [20].
ВНИИАВТОГЕНМАШ разработал линейные ацетиленокисло родные горелки большой мощности типа ЛГ 200ч-600 (табл. 9). Эти горелки являются универсальными и могут служить для за калки разнообразных изделий с линейным профилем поверхности. Разработаны также кольцевые ацетиленокислородные горелки типа КГ для закалки валов диаметром 40—175 мм и типа ПКГ (полукольцевые) для закалки валов диаметром 180—305 мм.
Опыт промышленного применения горелок типа ЛГ-200 пока зывает, что комплекты их следует снабжать мундштуками из одно типных сборных элементов, что позволит осуществлять закалку линейных поверхностей (рис. 12, а), цилиндрических изделий (рис. 12, б), крановых катков и станин станков (рис. 12, в и г). Для закалки крупномодульных шестерен необходимо применять модульные горелки (рис. 12, д). Для удешевления производства и унификации конструкций при комплектовании всех горелок независимо от рода горючего газа можно использовать однотип
ные корпуса и одинаковые мундштуки для работы |
на пропане |
||||||||
и природном (городском) газе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТАБЛИЦА 9 |
||
|
|
|
|
|
Тип горелки |
|
|
|
|
|
Параметры |
ЛГ-200 |
ЛГ-400 |
ЛГ-600 |
|||||
|
|
||||||||
Ширина |
закаливаемой поверхности, |
|
|
|
|
|
|
|
|
мм |
|
100; |
125; |
250; |
300; |
450; |
500; |
||
|
|
150; |
175; |
350; |
400 |
550; |
|
600 |
|
Число газовых сопел в двух рядах |
200 |
|
|
|
180— 240 |
||||
40— 80 |
100— 160 |
||||||||
Диаметр и шаг сопел в ряду, мм |
0,8; |
|
5 |
0,8; 5 |
0,8; |
5 |
|||
ъ |
инжектора, мм |
1.4— |
1,8 |
2 ,6 |
3,1 |
||||
ъ |
смесительной камеры, мм |
4 .5 — |
5,5 |
|
8,0 |
9,5 |
|||
Расходы, м3/ч |
3 ,5 — 7,0 |
8 ,5 — 14,0 |
15,5— 21,0 |
||||||
ацетилена |
|||||||||
кислорода |
4 ,2 — 8 ,5 |
10,0— 17,0 , |
18,5— 25 |
||||||
воды |
|
0 ,2 — 0,4 |
0 ,5 — 0,7 |
0 ,8 — 1,2 |
|||||
Температура |
|
||
электро |
|
||
нагревателя , |
Диаметр |
||
|
°С |
||
|
холодно |
||
Марка сплавов |
Характеристика окалино- |
||
стойкости и жаропрочности |
тянутой |
||
номи нальная |
макси мальная |
проволо |
|
ки, ММ |
|||
|
|
||
Хромоалюми |
ниевые |
Хромоникелевые |
|
0Х23Ю5 |
1150 |
1200 |
0Х23Ю5А |
1175 |
1200 |
0Х27Ю5А |
1250 |
1300 |
Х25Н20 |
900 |
1000 |
Х15Н60-Н |
1050 |
1100 |
Х20Н80-Н |
1150 |
1200 |
Окалиностойки в окислитель ной атмосфере и в атмосфере, содержащей серу и сернистые соединения; склонны к прови санию при высоких темпера турах
Окалиностойки в окислитель ной атмосфере, водороде, вакууме; неустойчивы в атмо сфере, содержащей серу и сер нистые соединения; более жа ропрочны, чем хромоалюми ниевые сплавы
П р и м е ч а н и е . Диаметр горячекатаной проволоки 6—12 мм.
0 со 1 |
сл |
0,3—7,5
0,5—5,5
0,2—10
0,1—10
0,1—10
Э л е к т р о н а г р е в а т е л и м е т а л л и ч е с к и е о т к р ы т ы е . Эти электронагреватели изготовляют из холодно тянутой или горячекатаной проволоки или ленты главным об разом из сплавов высокого сопротивления железохромоалюми ниевых и хромоникелевых (табл. 10).
Указанные в таблице значения удельного электрического соп ротивления в ом-ммг1м регламентированы при температуре 20° С и колеблются в зависимости от размеров (диаметра, толщины) проволоки и ленты.
Рекомендации по выбору металлических электронагревателей в отношении оптимальных значений температуры и в зависимости от атмосферы рабочего пространства приведены в табл. 11.
Долговечность проволоки и ленты из сплавов высокого оми ческого сопротивления (определяемая ускоренным методом на проволочных образцах диаметром 0,8 мм) для электронагрева телей промышленных электропечей должна соответствовать не менее: для первого класса из сплавов Х15Н60-Н и Х20Н80-Н 150 ч, 0Х23Ю5А и 0Х23Ю5 120 ч, 0Х27Ю5А 100 ч; для второго класса соответственно 100, 80 и 60 ч.
Оптимальной (при данной мощности, отнесенной к 1 м2 стенки) формой конструкции электронагревателя по эксплуатационном расходам, сроку службы и другим показателям является зигзаг, изготовляемый из круглой проволоки максимального сечения,
|
|
|
Лента |
|
|
«л |
|
|
|
|
|
|
|
о |
^ |
толщина мм |
ширина мм |
длина,м |
толщина мм |
ширина мм |
длина,м |
« |
- |
Диаметрпрут |
горячекатаных |
||||||
|
холоднокатаная |
|
|
горячекатаная |
|
|
|
Удельное электри ческое сопротивле ние, ОМ'мм*/м |
Заменяемый сплав |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,26-1,45 |
— |
0,2 -3,2 |
6 -100 |
40—10 |
1,2—3,2 |
20—200 |
40—10 |
13—25 |
1,3-1,4 |
ЭИ595 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,37—1,47 |
ЭИ626 |
— |
— |
— |
|
— |
— |
— |
— |
0,83—0,96 |
ЭП75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,06-1,17 |
— |
0 ,1 -3 ,2 |
4—1000 |
■40—10 |
1,2-3.2 |
20—200 |
40—10 |
13—16 . |
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
1,03—1,16 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ТАБЛИЦА II |
|
|
|
Рабочая темпе |
|
|
|
|
|
||
|
ратура |
нагрева |
|
|
|
|
|
||
Марка |
тельного эле |
Области |
|
Характеристики |
|||||
сплава |
мента, °С |
применения |
|
окалиностойкости |
|||||
|
пре |
опти |
|
|
|
и жаропрочности |
|||
|
дель |
|
|
|
|
|
|||
|
|
ная |
мальная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Хромоалюминиевые сплавы |
0Х23Ю5 |
1200 |
1150 |
Промышленные элек |
0Х23Ю5А |
1200 |
1175 |
тропечи |
Промышленные элек |
|||
|
|
|
тропечи с большим |
0Х27Ю5А . |
1300 |
1250 |
сроком службы |
Промышленные элек |
|||
|
|
|
тропечи высокотемпе |
|
|
|
ратурные |
|
|
|
Хромоникелевые сплавы |
Х25Н20 |
1000 |
900 |
’ |
Х15Н20-Н |
1100 |
1050 |
|
Х20Н80 |
1100 |
1050 |
|
Х20Н80-Н |
1200 |
1150 |
Промышленные элек |
|
|
|
тропечи
Окалиностойки в окис лительной атмосфере и в атмосфере, содержащей серу и сернистые соеди нения; склонны к прови санию при высокой тем пературе; отличаются повышенной хрупкостью
Окалиностойки в окис лительной атмосфере, водороде, вакууме; не устойчивы в атмосфере, содержащей серу и сер нистые соединения;более жаропрочны чем хромо алюминиевые сплавы
П р и м е ч а н и е . В углеродсодержащей атмосфере рекомендуется применение сплавов 0Х23Ю5А, 0Х27Ю5А и Х20Н80-Н.
определяемого расчетом. При подвеске на штырях высота зиг зага для боковых электронагревателей из хромоникелевых спла вов не должна превышать 300 мм, из железохромоалюминиевых 200—250 мм, для сводовых диаметром б—14 мм (на двух крючках) 215—300 и 150—220 мм соответственно. Высоты зигзагов подовых электронагревателей могут быть примерно на 25% больше. Рас стояние между осями ветвей зигзагообразного электронагрева теля, которые крепят на штырях, должно быть не менее 2,75 диаметра проволоки высокого сопротивления.
Сечение выводов выбирают примерно в 3 раза больше сечения проволоки высокого сопротивления; желательно, чтобы материал выводов был таким же, как и у проволоки. Сварку обычно осу ществляют электродом того же химического состава, что электро
нагреватель и выводы.
Соединение отдельных секций электронагревателя рекомен дуется производить только на прямых участках с помощью аргоно дуговой сварки постоянным током неплавящимся (вольфрамовым) электродом с применением присадочного материала (проволоки) того же химического состава, что и основной.
Э л е к т р о н а г р е в а т е л и из д и с и л и ц и д а м о л и б д е н а предназначены для создания в электропечах, ра ботающих с окислительной или восстановительной атмосферой, температуры до 1500—1600° С (табл. 12). Применение электро нагревателей из дисилицида молибдена в электропечах сопротив ления, работающих при температуре 1300—1500° С, дает возмож ность отказаться от более сложных и дорогих вакуумных электро печей и электропечей, где применяют искусственную атмосферу, в тех случаях, когда наличие вакуума или искусственной атмосферы вызвано не потребностями технологии, а лишь необходимостью
защиты электронагревателей |
от окисления. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ТАБЛИЦА 12 |
|||
Индекс электро |
|
Основные параметры |
и размеры |
|
|
|
||
нагревателя из |
|
|
|
|
|
|
|
|
дисилицида молиб |
высота петли |
температура на |
длина вывода |
|||||
дена |
мм |
|
гревателя, |
°С |
(модификации), мм |
|||
|
U-образные |
|
|
|
|
|
||
ДМ-180/500 |
180 |
|
1650 |
|
150; |
185; |
230; |
|
|
|
|
|
|
250; |
300; |
350; |
|
|
|
|
|
|
400; |
500 |
||
ДМ-250/500 |
250 |
|
1650 |
|
185; 230; 250; |
|||
|
|
|
|
|
300; |
350; |
400; |
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
ДМ-315/500 |
315 |
|
1650 |
|
250; |
300; |
350; |
|
|
|
|
|
|
400; |
500 |
||
Индекс электро- |
Основные параметры и размеры |
||
нагревателя из |
высота петли |
температура |
длина вывода |
дисилицида молиб |
|||
дена |
мм |
нагревателя, °С |
(модификации), мм |
ДМ-400/500 |
400 |
|
1650 |
250; |
|
300; |
350; |
|||
|
|
|
1 |
|
400; |
450 |
||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДМ-500/500 * |
500 |
|
1650 |
250; |
|
300; |
350; |
|||
|
|
|
|
400; |
500 |
|||||
ДМ-630/500 * |
630 |
|
1650 |
300; |
350; |
400; |
||||
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
||
ДМ-800/700 * |
800 |
|
1650 |
300; |
350; |
400; |
||||
|
|
|
|
500; |
700 |
|||||
ДМ-1000/800 * |
1000 |
|
1650 |
300; |
400; |
500; |
||||
|
|
|
|
|
|
700 |
|
|
||
U-образные с Г-образными выводами ** |
|
|
|
|
|
|
|
|||
ДМ-180/500Г |
180 |
1 |
1650 |
150; |
|
185; |
230; |
|||
|
|
|
|
250; |
300; |
350; |
||||
|
|
|
|
400; |
500 |
|||||
ДМ-250/500Г |
250 |
|
1650 |
185; 230; |
250; |
|||||
|
|
|
|
300; |
350; |
400; |
||||
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|||
ДМ-315/500Г |
315 |
|
1650 |
250; |
300; |
350; |
||||
|
|
|
|
400; |
|
500 |
||||
ДМ-400/500Г |
400 |
|
1650 |
250; |
300; |
350; |
||||
|
|
|
|
400; |
500 |
|
||||
|
|
Прямые |
|
|
|
|
|
|
|
|
ДМ-180/400П |
180 |
|
1650 |
150; |
185; |
230; |
||||
|
|
|
|
250; |
300; |
350; |
||||
|
|
|
|
|
400 |
|
|
|
||
П р и м е ч а н и е . Для |
электронагревателей всех типов диаметр рабочей части |
|||||||||
составляет 6 мм, а диаметр |
вывода 12 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* Подлежит освоению. |
|
|
90°. |
|
|
|
|
|
|
|
*♦ Г-образные выводы отогнуты под углом |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сопротивление электронагревателей в процессе эксплуатац^и не меняется, поэтому они могут быть соединены как послед^ вательно, так и параллельно. По мере повышения температур^
удельное сопротивление |
их быстро |
растет от |
0,4 при 20° С |
|
3,75 ом-мм21м |
при 1500° С. |
нагрузка |
может составляв |
|
Допустимая |
удельная |
(ваттная) |
||
10—20 вт/см2. Максимально допустимая температура электр^ нагревателей 1600° С, плотность 6,6 г/см3.
Электронагреватели изготовляет U-образными (рис. 13, а)^ Г-образными (рис. 13, б) и прямыми (рис. 13, в). Для того чтоб^| обеспечить возможность удлинения и сжатия, электронагрев^. тели подвешивают в основном1 вертикально к сводам электро печей, и рабочая нагревательная часть их, таким образом, ок^_ зывается свободной.
К рабочей части электронагревателя диаметром 6 мм прив^. ривают встык два вывода диаметром 12 мм, снабженных алюмц. ниевыми контактными наконечниками, которые во избежанце перегрева выполняют методом заливки.
Для удобства монтажа хрупкие в холодном состоянии элек тронагреватели снабжают асбестоцементными колодками.
Э л е к т р о н а г р е в а т е л и из к а р б и д а к р е м н и я . Такого типа электронагреватели подразделяют на карбо рундовые (крупнозернистые) и силитовые (мелкозернистые).
До недавнего времени карборундовые электронагреватели оте чественного производства состояли из трех частей: одного ра бочего и двух выводных стержней, устанавливаемых по одной оси. В нагревательной камере электропечи рабочий стержень зажимали между выводами, выходящими обычно через футеровку боковых стенок для подключения. Торцовая поверхность округ ленных концов рабочего стержня соприкасалась с вогнутой сфе рической поверхностью выводных стержней. Контакт соприкасаю щихся поверхностей обеспечивался пружинами выводных за жимов (рис. 14, а, табл. 13). В настоящее время освоено произ-
Индекс составного крупнозернистого (карборундового) электронагревателя из карбида кремния
КНС-25/440
КНС-25/540
|
|
Размеры, мм |
|
||
|
нагревателя |
вывода |
|||
диаметр |
длина нагрева теля |
в том числе рабочей части |
диаметр |
длина |
|
25 |
440 |
300 |
25 |
230 |
|
340 |
|||||
|
|
|
|
||
25 |
540 |
340 |
25 |
230 |
|
340 |
|||||
|
|
|
|
||
общая длина электрона гревателя
900
1120
1000
1220
ТАБЛИЦА 13
Электрическая
характеристика в открытом
пространстве
1
напря жение, в |
сила тока а |
50—70 45—65
70—90 45—65
Ш\'Г Г 71
ш
Рис. 13. Формы электронагревателей из дисилицида молиб дена.
а — U-образный электронагреватель: 1 — рабочая часть; 2 — вывод; 3 — алюминиевый контактный наконечник; б — Г-образный электронагреватель; в — прямой электро нагреватель
♦ —-250----
—-------------------вою
в
Рис. 14. Электронагреватели из карбида кремния:
а — карборундовый составной; б — карборундовый цель ный; в — снлнтовый
водство цельных карборундовых электронагревателей. Диаметры выводов рабочего стержня одинаковы. Такой электронагреватель более удобен при монтаже, надежен в эксплуатации и допускает при необходимости наряду с горизонтальной и вертикальную установку (рис. 14, б, табл. 14).
Силитовые электронагреватели, как отечественного производ ства, так и импортные (ГДР), выпускают с утолщенными вывод ными концами (рис. 14, в, табл. 15); последние нагреваются не значительно.
В процессе работы сопротивление электронагревателей из карбида кремния увеличивается, происходит их так называемое старение. По мере старения электронагревателей для поддержа ния требуемой мощности и температуры необходимо повышать напряжение на 40—100% от первоначального. Поэтому электро нагреватели из карбида кремния, как правило, подключают к сети через регулировочные трансформаторы или автотрансформаторы, обеспечивающие многоступенчатое или плавное регулирование вторичного напряжения.
Электронагреватели могут быть установлены как в горизон тальном, так и в вертикальном положении и соединены парал лельно, последовательно или параллельно-последовательно. Ре-
Индекс цельного карборундового электронагренателя
25/200/250
25/250/250
25/300/250
25/300/200
25/300/400
25/400/400
25/400/450
25/600/150
25/600/250
25/800/250
30/350/285
30/400/400
30/400/450
30/600/400
30/600/500
30/800/400
30/1000/500
ТАБЛИЦА 14
внешний |
Длина, |
м м |
||
рабочей * |
вывода |
общая |
||
Диаметр мм |
||||
|
части |
|
|
|
25 |
200 |
250 |
700 |
|
25 |
250 |
250 |
750 |
|
25 |
300 |
250 |
800 |
|
25 |
300 |
200 |
700 |
|
25 |
300 |
400 |
1100 |
|
25 |
400 |
400 |
1200 |
|
25 |
400 |
450 |
1300 |
|
25 |
600 |
150 |
900 |
|
25 |
600 |
250 |
1100 |
|
25 |
800 |
250 |
1300 |
|
30 |
350 |
285 |
920 |
|
30 |
400 |
400 |
1200 |
|
30 |
400 |
450 |
1300 |
|
30 |
600 |
400 |
1400 |
|
30 |
600 |
500 |
1600 |
|
30 |
800 |
400 |
1600 |
|
30 |
1000 |
500 |
2000 . |
|
ТАБЛИЦА 15
Размеры отдельных элементов силитового электронагревателя
рабочая |
накали |
утолщенные |
|
|||
концы |
общаядлина электронагре вателя,мм |
|||||
1 1диаметр мм1 |
длинаI |
мм | |
часть |
диаметр мм |
длина мм |
|
ваемая |
(манжеты) |
|
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
ал |
|
|
|
|
|
|
&н |
|
|
|
|
|
|
И О е* |
|
|
|
18 |
250 |
141 |
28 |
250 |
750 |
|
18 |
250 |
141 |
28 |
350 |
950 |
|
18 |
300 |
170 |
28 |
250 |
800 |
|
18 |
300 |
170 |
28 |
350 |
1000 |
|
18 |
400 |
226 |
28 |
250 |
900 |
|
18 |
400 |
226 |
28 |
350 |
1100 |
|
18 |
500 |
283 |
28 |
350 |
1200 |
|
18 |
600 |
339 |
28 |
250 |
1100 |
|
18 |
600 |
339 |
28 |
350 |
1300 |
|
18 |
800 |
452 |
28 |
250 |
1300 |
|
18 |
800 |
452 |
28 |
350 |
1500 |
|
25 |
300 |
236 |
38 |
400 |
1100 |
|
25 |
400 |
314 |
38 |
400 |
1200 |
|
30 |
500 |
472 |
45 |
400 |
1300 |
|
30 |
600 |
566 |
45 |
400 |
1400 |
|
30 |
1000 |
942 |
45 |
500 |
2000 |
|
комендуется соединение |
«звездой» |
от/см2 |
||||
по |
нескольку |
электронагревателей |
|
|||
параллельно в каждой фазе. Нулевая |
|
|||||
точка такого |
соединения |
подклю |
|
|||
чается к нулевой точке вторичной |
|
|||||
обмотки понижающего регулировоч |
|
|||||
ного |
печного |
трансформатора, |
чем |
|
||
компенсируется неравномерность на |
|
|||||
грузок фаз, часто вызываемая разни |
Рис. 15. Допустимая поверхностная |
|||||
цей |
сопротивления отдельных |
элек |
||||
нагрузка карборундовых (крупно |
||||||
тронагревателей. |
|
|
зернистых) электронагревателей |
|||
Карборундовые и силитовые элек |
в зависимости от температуры элек |
|||||
тропечи |
||||||
тронагреватели |
допускают |
опреде |
|
|||
ленную удельную ваттную нагрузку, измеряемую в вт/сма поверхности рабочей части электронагревателя и зависящую при определенной температуре на его поверхности от температуры камеры нагрева электропечи. Значения максимальных нагрузок силитовых нагревателей приведены в табл. 16. На графике (рис. 15) указана допустимая поверхностная нагрузка карборундовых (крупнозернистых) электронагревателей в зависимости от тем пературы электропечи.
Э л е к т р о н а г р е в а т е л и т р у б ч а т ы е (ТЭНы) . Трубчатым электронагревателем или ТЭНом называют электро нагреватель сопротивления в оболочке с электроизоляционным теплопроводным наполнителем. Оболочку ТЭНов выполняют из металлических труб, набивку (механическую) — из периклаза. Спирали ТЭНов изготовляют обычно из хромоникелевых, реже из железохромоалюминиевых сплавов высокого сопротивления.
ТЭНы широко применяют в жидких средах, а также наряду с радиационными электронагревателями в электропечах, работаю щих с искусственными атмосферами, так как многие из этих атмосфер отрицательно влияют на стойкость открытых металли ческих электронагревателей.
Срок службы односпиральных ТЭНов при нормальной экс плуатации должен составлять не менее 10 тыс. н в течение пяти лет, включая хранение. ТЭН выдерживает без повреждений виб рации и ударные сотрясения. После отжига трубки ТЭНов мо
гут быть согнуты. |
|
стандартизованных |
|
односпиральных |
||||||||||||||
Основные |
параметры |
|
||||||||||||||||
ТЭНов приведены шиже: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Номинальное напряжение, |
в |
12; 27; |
36; |
48; 55; 60; 127; 220; 380 |
|
|||||||||||||
Номинальные мощности, кет |
0,05; 0,065; 0,08; 0,1; 0,125; 0,16; 0,2; 0,25; |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
0,315; |
0,4; |
0,63; |
0,8; |
1,0; |
1,25; |
1,6; |
2,0; |
|||||||
Наружный диаметр, |
мм |
|
2,5; |
3,15; |
3,5; |
6,3; |
8; |
10; |
12,5; |
16; |
20; |
25 |
||||||
|
7; 9; |
12,5; |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Развернутая |
длина, |
мм |
|
. 250; 300; 320; 350; 420; 440; 500; 600; 700; |
||||||||||||||
|
|
|
|
780; |
850; |
1000; |
1200; |
1400; |
1700; |
|
2000; |
|||||||
|
|
|
|
2400; |
2800; |
3350; |
4000; |
4750; |
5600; |
|
6300 |
|||||||
Диаметр и длина |
Сопротивление, |
рабочей (накаливаемой) |
|
части силнтового |
± 10% п ри 1400° С |
электронагревателя |
ом |
мм |
|
18Х 250 |
1,3 |
18X300 |
и |
18Х 400 |
2,3 |
18X500 |
2,7 |
18X600 |
3,4 |
18X800 |
4,6 |
25X300 |
1 |
25X400 |
1,34 |
30X500 |
1,1 |
30X600 |
1,28 |
ЗОХ 1000 |
2,1 |
Максимальные нагрузки при температуре рабочего пространства электропечи *, °С
1100 |
1200 |
1250 |
1300 |
3370 |
2960 |
2540 |
1970 |
66/51,2 |
62/47,8 |
57/44,5 |
51/38,8 |
4080 |
3570 |
3060 |
2380 |
89/49,2 |
78/45,8 |
72/42,5 |
64/37,2 |
5400 |
4740 |
4060 |
3160 |
111/48,6 |
104/45,6 |
97/41,9 |
85/37,2 |
6800 |
5960 |
5100 |
3840 |
135/50,4 |
127/47,0 |
117/43,6 |
102/37,6 |
8150 |
7140 |
6130 |
4760 |
166/49 |
156/45,7 |
144/42,7 |
127/37,6 |
10 800 |
9500 |
8140 . |
6340 |
222/48,8 |
208/45,7 |
193/42,1 |
171/37,1 |
6040 |
4880 |
4080 |
3150 |
77,8/77,8 |
66,9/66,9 |
64/64 |
56,2/56,2 |
7350 |
6920 |
5660 |
4400 |
99/76 |
95/73 |
86/66 |
76/58 |
10 800 |
9870 |
8450 |
6570 |
109/99 |
104/95 |
96/88 |
85/77,3 |
13 500 |
11 800 |
10 300 |
7900 |
132/102 |
123/96 |
1 Гб/89 |
102/77,5 |
22 000 |
19 800 |
17 000 |
13 200 |
214/103 |
204/97 |
189/90 |
166/79 |
1350 |
|
1400 |
1410 |
|
700 |
43/32,8 |
|
30/23,3 |
1700 |
|
850 |
54/31,5 |
|
38/22,4 |
2260 |
|
ИЗО |
72/31,4 |
|
51/22,2 |
2860 |
|
1420 |
88/32,5 |
|
62/23 |
3400 |
|
1700 |
107/31,8 |
|
76/22,4 |
<4530 |
• |
2260 |
144/31,5 |
|
102/22,1 |
2180 |
|
1175 |
46,7/46,7 |
|
34,3/34,3 |
3140 |
|
1760 |
64/49 |
|
48/36,5 |
4700 |
|
2350 |
72/65,4 |
|
51/46,2 |
5560 |
|
2820 |
80/66 |
|
61/46,3 |
9400 |
|
4700 |
140/67 |
|
100/47 |
* Числитель — максимальная нагрузка, вт\ знаменатель — напряжение и сила тока, в/а.
Активная длина |
ТЭНа |
соответ |
|
|
|
|
|||||
ствует |
развернутой длине |
за |
вы |
Размеры кон |
Размеры кон |
||||||
четом |
суммарной |
длины |
двух |
||||||||
тактных стержней |
тактных стержней |
||||||||||
контактных |
стержней (табл. |
17), |
|
|
|
|
|||||
например 250 — (2*40) = |
170 мм. |
обозна чение |
Длина мм |
обозначение |
длина мм |
||||||
стержней указаны в табл. 17. |
|||||||||||
Длины и обозначения контакных |
|
|
|
|
|||||||
Удельные нагрузки, а также мате |
|
|
|
|
|||||||
риал оболочек в зависимости от |
А |
40 |
^ д |
160 |
|||||||
нагреваемой |
среды |
и характера |
Б |
* 65 |
Е |
250 |
|||||
нагрева |
приведены |
в табл. |
18. |
|
В |
100 |
Ж |
400 |
|||
Э л е к т р о н а г р е в а т е л и |
Г |
125 |
3 |
630 |
|||||||
|
|
1 |
|
||||||||
р а д и а ц и о н н ы е . |
Электро |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
||||||||
нагреватели |
в радиационных |
ме. |
|
|
|
|
|||||
таллических жароупорных трубах обычно применяют в электро печах, предназначенных для некоторых процессов химикотерми ческой обработки. Известно несколько незначительно отличаю щихся одна от другой конструкций, устанавливаемых в горизон тальном или вертикальном положении радиационных электро нагревателей, расчет которых проводится индивидуально в каж дом необходимом случае.
Ниже приводится в качестве примера краткое описание ра диационных электронагревателей двухбарабанной электропечи для газовой цементации (рис. 16).
Радиационный электронагреватель представляет собой ряд зигзагов из проволоки высокого омического сопротивления диа метром 6,5 мм, свернутых по окружности диаметром 70 мм и
установленных в специальных фасонах из |
кордиерита. Материал |
|||
проволоки — сплав |
марки Х27Н70ЮЗ (ЭИ652). Сила тяжести |
|||
|
|
|
|
ТАБЛИЦА 18 |
Нагреваемые среды |
Материал |
Удельная |
Условное |
|
обозначение |
||||
(/. °С) |
трубки ТЭНов |
нагрузка |
обогревае |
|
|
|
|
вт/сма |
мой среды |
Вода |
Алюминий, латунь |
9—11 |
А |
|
Воздух спокойный: |
Стали |
10—20 |
|
|
|
|
|
|
|
до 400 . . |
Стали |
10—20 |
1,2—1,8 |
С |
свыше 400 |
Х18Н10Т |
2 ,3 -5 |
Т |
|
Воздух движущийся: |
|
|
|
|
до 400 . . |
Стали |
10—20 |
5—5,5 |
О |
свыше 400 |
Х18Н10Т |
4,5—5 |
н |
|
Масло минеральное |
Стали |
10—20 |
2,3—3 |
и |
Щелочи, селитра |
Х18Н10Т |
3—3,5 |
щ |
|
П р и м е ч а н и е . ТЭНы, изгсггоплясмые для нагрева iматериалов и изделнй, D дай-
ную таблицу не включены.
|
|
|
нагревателя |
и кор. |
||
|
|
|
диеритовых |
фасонов |
||
|
|
|
в рабочем положении |
|||
|
|
|
воспринимается про- |
|||
|
|
|
ходящим в центре жа |
|||
|
|
|
роупорным стержнем |
|||
|
|
|
диаметром |
12 мм. |
||
|
|
|
Нагреватель в сбо |
|||
|
|
|
ре |
устанавливают |
||
|
|
|
в жароупорной трубе |
|||
|
|
|
114/6 |
мм |
и |
крепят |
|
|
|
в вертикальном поло |
|||
|
|
|
жении ца своде элек |
|||
|
|
|
тропечи на фланцах. |
|||
|
|
|
Удельная |
мощ. |
||
|
|
|
ность |
на |
проволоке |
|
|
|
|
нагревателя |
состав |
||
Рис. |
16. Электронагреватель радиационный: |
ляет |
1,9 |
вт/см2 (на |
||
/ — труба; |
2 — нагреватель; 3 — изоляционная |
шайба трубе |
соответственно |
|||
тура проволоки достигает |
11700 С, |
1 вт/см2); темпера- |
||||
трубы 1100°С |
[211. |
|||||
М е т а л л и ч е с к и е |
р е к у п е р а т о р ы |
[16, |
с. 167— |
|||
190]. Ниже приведены данные об установившихся и практически применяемых конструкциях металлических рекуператоров.
Рекуператоры типа «термоблок» собирают из секций (рис. 17, табл. 19). Для изготовления секции в чугунные трубные плиты
п
Сатановский
|
|
|
Масса, |
|
Габаритные размеры |
|
Диаметр труб |
||||
Тип |
Поверхность |
Поверхность |
|
|
|
мм |
|
Актив |
для воздуха, |
мм |
|
нагрева |
нагрева |
|
|
|
|
|
ная |
|
|
|
|
секции |
по воздуху |
по дыму |
|
|
длина |
ширина |
высота |
длина |
|
|
|
рекуператора |
м* |
м2 |
|
|
мм |
наружный |
внутрен |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ний |
|
|
|
|
|
|
А |
Б |
В |
|
^нар |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^внут |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
3,31 |
4,08 |
652 |
493 |
1290 |
265 |
540 |
1220 |
32 |
|
25 |
2 |
2,60 |
3,17 |
512 |
391 |
1290 |
265 |
420 |
1220 |
32 |
|
25 |
3 |
1,52 |
2,22 |
330 |
250 |
1050 |
240 |
370 |
980 |
25 |
|
18 |
4 |
1,39 |
1,74 |
265 |
195 |
1050 |
255 |
290 |
980 |
32 |
|
25 |
Расстояние между |
Число воздушных |
|
|
|
Размеры |
|
Число дымовых |
|
|||
осями воздушных |
|
Общее |
Общее |
дымовых |
|
|
|||||
труб, мм |
|
труб |
|
отверстий |
|
отверстий |
|
||||
Тип |
|
|
|
|
сечение |
сечение |
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
Для |
для |
|
|
|
|
|
|
секции |
|
|
|
|
прохода |
прохода |
|
|
|
|
|
рекуператора |
по |
по |
по |
|
воздуха |
дыма |
дли |
ши |
по |
|
|
по |
всего |
м* |
м2 |
по ширине |
всего |
||||||
высоте |
ширине |
высоте |
ширине |
|
|
на |
рина |
длине |
|||
Е |
Ж |
|
|
|
|
|
И |
К |
|
|
|
1 |
42 |
88 |
12 |
3 |
36 |
0,0177 |
0,1323 |
210 |
42 |
5 |
2 |
42 |
88 |
9 |
3 |
27 |
0,01321 |
0,1323 |
210 |
42 |
5 |
3 |
36 |
80 |
9 |
3 |
27 |
0,00686 |
0,1008 |
210 |
40 |
4 |
4 |
42 |
85 |
6 |
3 |
18 |
0,00883 |
0,1008 |
210 |
40 |
4 |
СО |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 + Ш 2- з|
2 + ( т ) 2 - 8
2 + Ш 2 - 3
15
15
12
12
толщиной 25 мм вваривают трубы с наружным диаметром 32 или 25 мм] полученный узел заливают чугуном оставляя отверстия для прохода дымовых газов. При температуре дыма до 1000° С при
меняют чугун марки ЖЧХ 0 9 |
п о и Е 1 УР |
- А 1000 ^ |
Р |
|||||
марки ЖЧС |
5,5 |
Соединительные |
КИ |
Т температУРе ~ |
||||
ходах) и патрубки приваривают к TDV6H |
ПрИ Д^УХ И^олее |
|||||||
nnnnrnpRa Rmjivxa |
R n№,™ |
K тРУ°ным плитам. Температура |
||||||
Общий вид |
йтаноРвкиУ |
п Г Т°Рах ЭТ0Г0 типа Достигает 350° С. |
||||||
п р е д а н |
и |
Ур"?“° Г |
РеКу"еРато1>!‘ |
«^рмоблок» f > 7 |
*■ |
|||
А-А
Рис. 19. Труба игольчатых рекуператоров с иглами на внутренней стороне: а — труба; б — иглы
Основным элементом игольчатого рекуператора является ли тая труба из жаростойкого чугуна ЖЧС 5,5 овального сечения с иглами на внутренней стороне. Трубы при помощи реек соби рают в отдельные секции и устанавливают в горизонтальном или
вертикальном положении. Трубы и рейки |
нормализованы |
[22, |
т. 1, стр. 559—561]. Конструкция трубы |
показана на рис. |
19, |
размеры и характеристика труб приведены в табл. 20. Двухобо ротная по воздуху секция рекуператора показана на рис. 20.
1-1
Q-D
Рис. 20. Схема сборки игольчатого рекуператора
А-А
6 -6
горячий
Рис. 21. Трубчатый петлевой рекуператор
Индекс труб 1
В880
Г880
В1135
Г1135
В1385
Г1385
В1640
Г1640
Проходное |
Поверхность нагрева |
шт. |
|
|
|
|
||||
сечение, |
м2 |
м2, омываемая |
Числоигл, |
|
|
|
|
|||
воздля духа |
продля |
дуктов сгорания |
воздухом |
продук сготами рания |
условная |
L |
1 |
/> |
1г |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
0,008 |
0,042 |
0,83 |
0,40 |
0,025 |
636 |
880 |
790 |
742 |
69 |
0,008 |
0,055 |
1,12 |
0,53 |
0,33 |
852 |
1135 |
1045 |
994 |
70,5 |
0,008 |
0,067 |
1,41 |
0,66 |
0,42 |
1068 |
1385 |
1295 |
1246 |
69,5 |
0,008 |
0,08 |
1,70 |
0,79 |
0,50 |
1284 |
1640 |
1550 |
1498 |
71 |
Масса, кг
32
31
40
39
49
47
56
55
1 Трубы типа В применяют при вертикальной установке, а трубы типа Г — при горизонтальной.
Из таких секций можно компоновать рекуператоры с большим числом оборотов по ходу воздуха. Для обеспечения необходимой газоплотности пазы во фланцах труб и в обрамляющих рейках при сборке заполняют уплотнительной массой особого состава.
Игольчатые рекуператоры можно применять на нагреватель ных и на термических печах при температуре стенки рекупера тора до 450—650° С в зависимости от марки металла.
Рекуператоры трубчатые петлевые до настоящего времени не нормализованы. На рис. 21 представлена установка рекупера тора такого типа с поверхностью нагрева 56 мг. Опорной конст рукцией рекуператора служит рама 1. Воздух движется внутри труб 2 диаметром 60 мм с толщиной стенки 3,5 мм, вваренных в плиту 3 толщиной 20 мм; материал труб и плиты — Х25. Для придания нужного направления движению воздуха до поступле ния в трубы и по выходе из них служат листы 4, боковые щиты 5 и крышки 6. Рекуператор характеризуется следующими данными: количество нагреваемого воздуха 5000—6200 мл1ч *, температура подогрева воздуха 350° С, объем дыма 2—2,7 м31сек *, темпера тура дыма перед рекуператором 900—1000° С, общий коэффи циент теплопередачи 21 вт1(м?-град), наибольшее сопротивление по воздуху 2300 н/м2, по дыму 150 н!мг.
* Приведенные объемы воздуха и газа здесь и далее отнесены к нормаль ным условиям.
Рекуператоры, встроенные в кладку, устанавливают в вер тикальных дымовых каналах термических печей. Рекуператор представляет собой литую трубу с наружными ребрами, заклю ченную в сварной кожух. Дымовые газы проходят внутри трубы, нагреваемый воздух движется между ребрами. Температура подо грева воздуха —200° С. Установка рекуператора в канале сече нием 230x350 мм представлена на рис. 22. Материал трубы и кожуха выбирают в зависимости от максимального значения тем пературы в печи.
Ф у т е р о в о ч н ы е |
м а т е р и а л ы |
Н а п р а в л е |
н и я р а з в и т и я . Одно |
из основных направлений совершен |
|
ствования футеровки — внедрение крупноразмерных элементов, в первую очередь из жаростойких бетонов.
|
|
|
А, |
мм |
|
|
R |
Угол |
II |
j |
и |
Б |
|
Ф . |
5 |
приВ |
300= J |
мм |
||
мм |
приВ |
230= |
||||
|
град." |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Длина блока 920 или 450 мм
5000 |
6 |
550 |
555 |
I 525 |
4000 |
10 |
740 |
750 |
700 |
3000 |
10 |
565 |
575 |
525 |
2500 |
15 |
715 |
735 |
655 |
2000 |
15 |
585 |
600 |
525 |
1500 |
20 |
605 |
630 |
525 |
1000 |
20 |
430 |
- 455 |
350 |
750 |
30 |
510 |
550 |
390 |
500 |
30 |
380 |
420 |
260 |
|
|
|
|
• |
|
|
А, |
мм |
|
R |
Угол |
II 2 |
II 2 |
Б |
мм |
Ф |
в ! |
приВ =300 / |
мм |
|
град. |
=8 |
|
|
Длина блока 1390 мм
5000 |
12 |
1095 |
1110 I |
1045 |
4000 |
15 |
1095 |
1125 |
1045 |
3000 |
20 |
1125 |
1150 |
1045 |
2500 |
20 |
950 |
975 |
870 |
2000 |
30 |
1165 |
1200 |
1045 |
1500 |
30 |
905 |
940 |
785 |
электропечи типа ШЦН-45А *, предназначенной для газовой цементации. Бетон приготовляли на портландцементе с шамот ным заполнителем. В результате того, что толщина бетонного свода уменьшена по сравнению со сводом, выложенным из огне упорных кирпичей, масса его уменьшилась, толщина теплоизо ляционного слоя увеличена. Свод работал (на московском авто ремонтном заводе АРЕМЗ-1) на электропечи периодического дей ствия с цементационной атмосферой при рабочей температуре 1050° С, выдержал более 130 теплосмен (охлаждение в течение 3—4 мин с 1050 до 650° С с последующим разогревом до рабочей температуры) и находился в хорошем состоянии в течение дли тельного времени.
Использование жаростойкого бетона взамен керамических огнеупорных изделий является одним из путей совершенство вания конструкции и повышения стойкости футеровки индукцион ных нагревательных установок [24]. В последние годы в лабора тории керамики и огнеупоров ВНИИЭТО был опробован для этой Цели жаростойкий бетон на жидком стекле с тонкомолотым маг незитом и шамотными заполнителями, а также бетон на глино земистом цементе с шамотными заполнителями. Как лабораторные, так и промышленные испытания показали, что бетоны обоих составов могут быть - применены для заформовки индукторов. Преимуществом бетона на жидком стекле является более высокая его прочность, лучшие адгезионные свойства и более простая тех нология выдержки и сушки бетона после заформовки индукторов. Испытаниями индукторов промышленной частоты для нагрева стальных заготовок сечением 160x160 мм доказано, что при ча-
* Новый индекс СШЦ-4.6/10.
Предельная |
|
Материалы, применяемые в бетоне в качестве |
|
|
|
температура |
|
Возможная |
|
||
службы |
|
|
|
Характе |
|
|
|
|
марка бетона |
||
бетона при |
|
тонкомолотой |
мелкого и крупного |
Мн/м* |
ристика |
односторон |
вяжущего |
(кГс/см*) |
бетона * |
||
нем нагреве |
добавки |
заполнителя |
|
|
|
°С |
|
|
|
|
|
1800
1700
1700
1700
1700
1700
1700
1600
1500
1400
Жаростойкие бетоны
В ы с о к о о г н е у п о р н ы е б е т о н ы
Алюмофосфатная связка |
— |
Белый электрокорунд |
60 (600) |
12 |
||
Высокоглиноземистый |
— |
Бой высокоглиноземистого |
30 (300) |
15 |
||
цемент |
|
|
кирпича |
|
|
|
Периклазовый цемент |
— |
X ромит+титаноглиноземи- |
40 (400) |
2 |
||
|
|
|
стый шлак |
|
|
|
|
|
|
Бой |
магнезитохроми’гового |
4Q (400) |
2 |
|
|
|
кирпича с титаноглинозе |
|
|
|
|
|
|
мистым шлаком |
|
|
|
|
|
|
Дунит |
40 (400) |
2 |
|
Портландцемент |
клин |
X ромит |
Хромит |
40 (400) |
4 |
|
керный |
|
|
|
|
|
|
То же |
|
Хромит |
Бой магнезитового кирпича |
40 (400) |
5 |
|
Портландцемент |
клин |
Бой |
магнезитохромитового |
40 (400) |
15 |
|
керный |
|
|
кирпича |
|
|
|
То же |
|
|
Бой |
хромомагнезитового |
40 (400) |
12 |
|
|
|
кирпича |
|
|
|
|
|
|
Бой |
форстеритового кир |
40 (400) |
6 |
|
|
|
пича |
|
|
|
Предельная |
|
Материалы, применяемые в бетоне в качестве |
|
|
|
температура |
|
Возможная |
|
||
службы |
|
|
|
Характе |
|
|
|
|
марка бетона |
||
бетона при |
|
тонкомолотой |
мелкого и крупного |
Мн/м* |
ристика |
односторон |
вяжущего |
(кГс/смг) |
бетона * |
||
нем нагреве |
добавки |
заполнителя |
|
|
|
°С |
|
|
|
|
|
О г н е у п о р н ы е б е т о н ы
1400
1400
1400
1400
1300
1100
1100
1300
1300
1300
Глиноземистый цемент |
— |
Хромит |
|
30 (300) |
15 |
||
|
|
— |
Бой |
высокоглиноземистого |
30 (300) |
15 |
|
|
|
|
кирпича |
|
|
|
|
Жидкое |
стекло-f крем |
Бой магнезитового кир |
Бой магнезитового кирпича |
20 (200) |
4 |
||
нефтористый натрий |
пича |
|
|
|
|
|
|
Портландцемент клин |
Хромит |
Бой |
высокоглиноземистого |
30 (300) |
12 |
||
керный |
|
|
кирпича |
|
|
|
|
То же |
|
|
Шамот кл. А и Б |
30 (300) |
15 |
||
Жидкое |
стекло+крем |
|
Хромит |
|
20 (200) |
10 |
|
нефтористый натрий |
|
|
|
|
|
|
|
Жидкое стекло+ нефели |
Хромит |
Хромит |
|
20 (200) |
10 |
||
новый шлам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ж а р о у п о р н ы е б е т о н ы |
|
|
|
||
Глиноземистый цемент |
— |
Шамот кл. А |
30 (300) |
15 |
|||
Жидкое стекло+кремне- |
Бой магнезитового кир |
» |
» |
А и Б |
20 (200) |
10 |
|
фтористый натрий |
пича |
|
|
|
|
|
|
Жидкое стекло-f-нефели |
То же |
» |
» |
А » Б |
20 (200) |
10 |
|
новый шламм |
|
|
|
|
|
|
|
оСП
Предельная |
|
Материалы, применяемые в бетоне в качестве |
|
|
|
температура |
|
Возможная |
Характе |
||
службы |
|
|
|
марка бетона |
|
бетона при |
|
тонкомолотой |
мелкого и крупного |
Мн/м2 |
ристика |
односторон |
вяжущего |
(кГс/см%) |
бетона * |
||
нем нагреве |
добавки |
заполнителя |
|
|
|
°С |
|
|
|
|
|
1100 |
Портландцемент |
Шамот кл. А и Б |
|
Шамот |
кл. |
А и Б |
30 (300) |
15 |
||
1000. |
» |
Шамот |
кл. |
Б, |
лесс, |
я |
я |
Б |
20 (200) |
12 |
|
|
лессовидный суглинок |
|
|
|
|
|
|||
1100 |
Жидкое стекло+ нефели |
Шамот кл. А и Б |
|
|
|
А и Б |
20 (200) |
12 |
||
|
новый шламм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 |
Жидкое стекло+кремне- ‘ |
|
|
|
|
|
я |
А я Б |
20 (200) |
12 |
|
фтористый натрий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
900 |
То же |
|
кл. Б, |
андезит |
Шамот кл. Б, бой полукис- |
10(100) |
10 |
|||
|
|
|
|
|
|
лого кирпича кл. А, Б, В |
|
|
||
900 |
Портландцемент |
Цемянка |
|
|
Бой глиняного кирпича |
10(100) |
10 |
|||
700 |
1 |
Пемза, |
цемянка, |
зо- |
Базальт, диабаз, андезит |
20 (200) |
|
|||
|
|
лаунос, |
доменный |
гра |
|
|
|
|
|
|
|
|
нулированный шлак |
|
|
|
|
|
|||
700 |
1 |
То же |
|
|
|
Отвальный доменный шлак |
20 (200) |
— |
||
600 |
Жидкое стекло+ кремне |
Шамот кл. Б и В, ан |
Базальт, диабаз, андезит |
20 (200) |
— |
|||||
|
фтористый натрий |
дезит, диабаз |
|
|
|
|
|
|
|
|
600 |
То же |
То же |
|
|
|
Бой глиняного кирпича |
10 (100) |
— |
||
350 |
Портландцемент |
|
— |
|
|
Базальт, диабаз, андезит |
30 (300) |
— |
||
350 |
> |
|
— |
|
|
Отвальный доменный шлак |
20 (200) |
— |
||
350 |
|
|
— |
|
|
Бой глиняного кирпича |
10 (100) |
— |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
Предельная |
|
Материалы, применяемые в бетоне в качестве |
|
|
температура |
|
Возможная |
||
службы |
|
|
|
|
|
|
|
марка бетона |
|
бетона при |
|
тонкомолотой |
мелкого и крупного |
Мн/м* |
односторон |
1. вяжущего |
(кГс/см*) |
||
нем нагреве |
добавки |
заполнителя |
|
|
°С |
|
|
|
|
Легкие жароупорные бетоны
Л е г к и е б е т о н ы на п о р т л а н д ц е м е н т е
1000 |
Портландцемент |
Шамот кл. Б, цемянка, |
Керамзит с насыпной объ |
17,5 (175) |
||
|
|
керамзит |
емной |
массой |
500— |
|
|
|
|
650 кг/м9 |
|
|
|
1000 |
Портландцемент |
Шамот кл. Б, цемянка, |
Керамзит с насыпной объ |
10(100) |
||
|
|
керамзит |
емной |
массой |
500— |
|
|
|
|
650 кг/м3 |
|
|
|
1000 |
|
Шамот кл. Б, цемянка, |
Керамзит с насыпной объ |
5(50) |
||
|
|
золаунос, керамзит |
емной |
массой |
350— |
|
|
|
|
450 кг/м3 |
|
|
|
500 |
|
Шамот кл. Б |
Перлит с |
насыпной |
объ |
5(50) |
|
|
|
емной |
массой |
150— |
|
|
|
|
500 кг/м3 |
|
|
|
500 |
|
Б |
То же |
|
|
2,5 (25) |
Характе
ристика
бетона•
1500
0,44/0,88
30
1200
0,37/0,63
30
800
0,21/0,37
800
0,21/0,37
600
0,14/0,28
05
ю
Предельная |
Материалы, применяемые в бетоне |
iз качестве |
|
|
|
температура |
|
|
|||
службы |
|
|
|
|
|
бетона при |
|
|
|
|
|
односторон |
вяжущего |
тонкомолотой |
мелкого и крупного |
||
нем нагреве |
добавки |
|
заполнителя |
|
|
°С |
|
|
|
|
|
|
Ж а р о у п о р н ы й г а з о б е т о н на п о р т л а н д ц е м е н т е |
||||
700 |
Портландцемент |
Шамот кл. Б |
|
— |
|
|
Л е г к и е б е т о н ы на ж и д к о м с т е к л е с к р е м н ё ф т о р и с т ы м |
||||
900 |
Жидкое стекло плотн. |
Шамот кл. Б |
Керамзит с насыпной объ | |
||
|
1,36—1,38 кг/дм3+ крем |
|
емной |
массой |
500— |
|
нефтористый натрий |
|
650 кг/м3 |
i |
|
800 |
То же |
Б |
То же |
|
|
|
|
||||
800 |
Жидкое стекло |
Шамот кл. Б, керамзит |
Керамзит с насыпной объ |
||
|
|
|
емной |
массой |
350— |
450 кг/м3
Возможная марка бетона
Мн/м* (кГс/см*)
2,5 (25)
н а т р и е м
25 <250)
15 (150)
5(50)
800 |
Б |
Вспученный вермикулит |
2,5 (25) |
Характе
ристика бетона *
600
0,14/0,26
1500
0,5/1,05
60
1200
0,44/0,93
55
800
0,21/0,45
650
0,15/0,33
—
|
* Для жаростойких бетонов: термическая стойкость 800° С |
водяные теплосмены; для легких жароупорных бетонов: |
верхняя |
строка — |
||
объемная масса бетона в высушенном состоянии, кг/м*\ средняя строка — теплопроводность, |
вт/(м- град), при |
20° С |
(до косого знака) и |
|||
при |
600° С (после косого знака); нижняя строка — остаточная |
прочность, %, от прочности |
при 110° С после |
25 воздушных |
теплосмен |
|
при |
800° С. |
|
|
|
|
|
стоте 50 гц бетон на жидком стекле является более стойким, чем бетон на глиноземистом цементе.
Промышленная эксплуатация опытных катушек, заформованных в бетон, показала высокую стойкость такой футеровки.
Применение бетона для заформовки катушек индуктора, ра ботающего на частоте 50 гц, позволило отказаться от креплений индуктора и повысило надежность работы индукционной уста новки. На основе опытной эксплуатации такой установки было выявлено, что жароупорный бетон может быть с успехом применен не только как футеровочный, но и как конструкционный материал, позволяющий отказаться от сложного крепления индукторов.
Кроме монолитной заформовки индукторов (с внешней и внутренней поверхности катушек) были проведены работы по футеровке индукторов только с внутренней стороны, для чего применяли втулки (кольца), изготовленные из жароупорного бетона. Такие кольца были испытаны в условиях заводской экс плуатации и показали стойкость в 3—4 раза более высокую, чем шамотные втулки.
В области огнеупорных изделий следует отметить выполнен ную институтом «Теплопроект» (лаборатория № 2) совместно со Снигиревским заводом огнеупорных изделий работу, привед шую к промышленному освоению нового вида продукции — легковесных огнеупорных перлито-шамотных изделий с объемной массой 0,4 т/м3, обладающих существенными преимуществами по сравнению с выпускаемым пенным способом шамотным кирпи чом марки БЛ -0 ,4 [25].
В отношении технологии производства эти преимущества за ключаются в следующем:
|
Изделия, изготовленные |
Изделия |
|||
|
пенным способом |
|
перлито-шамотные |
||
Выход готового кирпича |
|
|
|
|
|
при одинаковом |
объеме |
|
|
|
|
исходной массы |
|
1 |
|
2,2—2,6 |
|
Продолжительность суш |
|
|
|
|
|
ки, ч |
|
192 |
го |
42—46 |
доводка |
Механическая обработка Обязательна, отходы |
Незначительная |
||||
|
тового |
обожженного |
ма |
с ничтожными |
отходами |
|
териала 30% |
|
|
|
|
Продолжительность цик |
12 |
|
6 |
|
|
ла производства, |
сутки |
|
|
||
Разработанная технология производства дает возможность изготовлять не только кирпичи, но и фасонные перлито-шамот ные изделия, в то время как пенным способом можно изготовлять только кирпичи.
Для службы изделий существенное значение имеют: лучшая структура (рис. 25), меньшая теплопроводность, стойкость в уг леродсодержащей среде.
