Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. Т. 2. Расчеты металлургических печей.
Б. С. Мастрюков
Металлургия, 1978 г.
Общая длина нагревателя. 73*3=219 м, что требует футеровкиплощадью 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 нагревательсечением 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.
В случае соединениянагревателей 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 диаметромпроволоки 8 мм и длиной 104 м или нагреватель с диаметромпроволоки 8,5 мм и длиной 116 м.
При соединениинагревателей 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 диаметромпроволоки 12 мм и длиной 75 м.
Из проволокидиаметром более 8 мм спиральные нагреватели, как правило, не изготовляются. При диаметре 8 мм и отношении t/d=2 на поверхностифутеровки 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 м2поверхности 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 диаметромпроволоки 12,мм, подвешенный на крючках при e/d=2,75, то максимальная длина нагревателя, размещаемого на 1 м2поверхности 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 нагревательсечением 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.