Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. Т. 2. Расчеты металлургических печей.

Б. С. Мастрюков
Металлургия, 1978 г.

Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.
Теория, конструкции и расчеты металлургических печей.

 Общая длина нагревателя. 73*3=219 м, что требует футеровки площадью 219/55.5==3,9 кв. м. т. е. и этот нагреватель
может быть размещен в нашей печи.
                                               

Однако с точки зрения срока службы предпочтительным является более массивный нагреватель (с большим сечением ленты).
Поэтому на основании проведенного сравнения вариантов можно принять для нашей печи ленточный зигзагообразный нагреватель сечением 2,5X25 мм» длиной 49,5 м.
Проволочный спиральный нагреватель. По табл. 42 находим, что при нагреве стали в защитной атмосфере с использованием проволочного спирального нагревателя а=0,49.
Тогда по формуле (160) находим: 
W= 0,49-34,5 = 16,9 кВт/ма.
В случае соединения нагревателей по схеме «треугольник» Рф=48,1 кВт; £/ф=380 В; Г=16,9 к>Вт/м2.
По номограмме приложения XVI находим, что этим исходным параметрам, удовлетворяет проволочный нагреватель с диаметром проволоки 8 мм и длиной 104 м или нагреватель с диаметром проволоки 8,5 мм и длиной 116 м.
При соединении нагревателей по схеме «звезда» Рф= =48,1 кВт; £/ф=220 В; Г=16,9 кВт/м2   •
По номограмме приложения XVI находим, что при этих условиях требуется нагреватель с диаметром проволоки 12 мм и длиной 75 м.
Из проволоки диаметром более 8 мм спиральные нагреватели, как правило, не изготовляются. При диаметре 8 мм и отношении t/d=2 на поверхности футеровки 1 м2 может быть размещено 100 м нагревателя (см. табл. 44). При общей длине нагревателя 312 м необходима поверхность 312/100=3,12 м2.
Приоптимальном отношении t/dоптимальная длина нагревателя, размещаемая на 1 м2 поверхности футеровки, составляет 50 м. Следовательно, требуемая поверхность рабочего пространства печи равна 312/50=6,24 м2, т. е. необходимо увеличение геометрических размеров печи.
Если использовать проволочный зигзагообразный нагреватель с диаметром проволоки 12,мм, подвешенный на крючках при e/d=2,75, то максимальная длина нагревателя, размещаемого на 1 м2 поверхности футеровки, составит 25 м (см. табл. 44).
При общей длине нагревателя 75-3=225 м это потребует поверхности рабочего пространства печи 225/25=9 м2, что значительно превышает существующие геометрические размеры печи.
Таким образам, на основании сопоставления всех возможных типов нагревателей и схем их соединений следует выбрать. Либо ленточный зигзагообразный нагреватель сечением 2,5Х Х25 мм длиной, приходящейся на одну фазу, 49,5 м …
Расчет карборундовых нагревателей
 
Карборундовые (SiC). нагреватели применяются в тех случаях, когда необходимо иметь температуру нагревателя 1250-1450°С.
Наиболее распространенными типами карборундовых нагре­вателей являются цельные (тип КНМ) и составные нагреватели (тип КНС). Основные сведения о карборундовых нагревателях приведены в табл. 45. 
В печи нагреватели можно располагать вертикально и гори­зонтально.
Особенностью расчета карборундовых нагревателей является необходимость определения ступеней напряжения питающего трансформатора таким образом, чтобы при переключении сту­пеней в 'процессе старения нагревателя мощность печи не была бы больше допустимой и меньше заданной.
Последовательность расчета нагревателей аналогична пре­дыдущему случаю, и допустимая удельная поверхностная мощность определяется так же, как и в случае расчета метал­лических нагревателей.
Поскольку сопротивление нaгpeвaтeлeй колеблется в широ­ких пределах в неработавших нагревателях, а также сильно меняется в процессе эксплуатации, необходимо определить верхний и нижний пределы изменения напряжения. Для опре­деления нижнего предела в формулу (167) подставляется" меньшее значение сопротивления, Заимствованное из табл. 45. Верхний предел напряжения определяется по большему значе­нию сопротивления и увеличивается в 2,5—3 раза для учета старения нагревателя, возможного падения напряжения пита­ющей сети и выделения мощности в выводах нагревателей.
Зная  заданную мощность печи и мощность одного нагрева­теля, можно найти общее число нагревателей. Затем, выбирая схему включения нагревателей (параллельное или последова-, тельное) и ориентируясь на напряжения, необходимые для питания одного нагревателя, определяют верхнюю и нижнюю ступени напряжения трансформатора. После этого устанав­ливают необходимые промежуточные ступени напряжения.