Анализ направлений в развитии современных технологических процессов термической обработки. Обзор конструкций нагревательных и термических печей. Выбор основного оборудования и материалов для изготовления печей. Расчет камерной электропечи сопротивления.
Аннотация к работе
При изготовлении сложных изделий термическую обработку применяют неоднократно, сочетая ее с процессами сложных производств и чаще всего с формообразованием в виде комплексных технологических комбинированных процессов. Как показывает практика, термическое производство оказалось очень восприимчивым к появлению новых источников энергии, новых средств и новых материалов. Характерными направлениями в развитие современных технологических процессов термической обработки являются: - использование для термической обработки остаточного тепла предшествующих обработок и переделов;В электропечах может осуществляться нагрев под закалку, нормализацию, отжиг и т. д. Электропечи предназначены для нагрева под закалку высоколегированных сталей и инструмента, а также для отжига, нормализации и отпуска в окислительной среде. Электропечи состоят из следующих частей: сварного кожуха, футеровки, нагревателей, механизма открывания дверцы. Система управления нагревом обеспечивает: измерение, запись и автоматическое позиционное регулирование температуры рабочего пространства электропечи с возможностью перехода на ручной режим управления нагревателями. Прибор теплового контроля нагревателями размещена в шкафу управления нагревателями, а также аппаратура сигнализации установлены на дверях шкафа управления.Многообразие конструкций нагревательных и термических печей требует дифференцированного подхода при выборе огнеупорных изделий для футеровки этих печей. Условия службы огнеупоров в кладке нагревательных печей определяются главным образом уровнем температур. Наибольшая температура в томильной зоне нагревательных печей достигает 1280-1350 С, а в сварочных зонах 1350-1450 С. Огнеупорные изделия других типов в этих условиях проявляют большую стойкость, поэтому в настоящее время для футеровки верхнего слоя подин нагревательных печей обычно применяют хромопериклазовые огнеупорные изделия, продолжительность службы которых составляет один год и колеблется от нескольких месяцев до двух-трех лет. Например, нижний слой подины, служащий для тепловой изоляции, выкладывают из шамотного легковесного или из динатомитного кирпича; средний слой, а в методической зоне и верхний, выкладывают из шамотного кирпича общего назначения классов В и Б; верхний слой подины в сварочной и томильной зонах можно выкладывать из хромопереклазового кирпича или из других, устойчивых в данных условиях, огнеупорных изделий.Рассчитать камерную электропечь сопротивления для нагрева заготовок диаметром 0,14 и высотой 0,182 м. Конечная температура нагрева металла ткон = 840°C.Размеры печи Принимая р = 0,166 кг/(м2*с) находим площадь пода, занятую металлом: F/ = Р/р = 0,011/0,166 = 0,066 м2. Степень черноты футеровки равна ?п = 0,8, а степень черноты стали в защитной атмосфере ?м = 0,45 по формуле находим: Средний коэффициент теплоотдачи излучением: , Принимая коэффициент теплоотдачи конвекцией равным ?конв = 11,63 Вт/(м2*К), находим значение суммарного коэффициента теплоотдачи к металлу: Критерий Био равен: ; Температурный критерий для поверхности заготовок: Коэффициент температуропроводности, входящий в критерий Фурье, равен: Продолжительность нагрева заготовок в печи: Уточняем основные размеры печи.Расход тепла в печи равен: , где Qпол - полезное тепло, затраченное на нагрев металла; Qтепл - потери тепла теплопроводностью через кладку; Qткз - потери тепла на тепловые короткие замыкания.