Литье и сварка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Политехнический институт

Кафедра «Сварка, литье и технология конструкционных материалов»

Лабораторные работы

по дисциплине

Специальные главы металловедения в литье и сварке

Выполнил студент группы 621241

Давыдов Д.Д.

Руководитель Маленко П.И.

Тула 2016 г.

Лабораторная работа № 1. Исследование технических характеристик твердого топлива

топливо вагранка индукционный трансформатор

Цель работы - изучить методику определения технических характеристик твердого топлива - зольность , выход летучих , относительную влажность

Теоретические сведения

Все виды твердого топлива, а также некоторые жидкие топлива (нефть, мазут) содержат негорючие минеральные примеси, содержание которых колеблется в очень широких пределах. При горении топлива органическая часть сгорает, а минеральные примеси выпадают в виде золы. Таким образом минеральные примеси представляют баланс топлива. Наличие их в топливе снижает теплоту сгорания, усложняет процесс сжигания топлива и снижает экономичность теплового агрегата.

При нагревании без доступа воздуха топливо разлагается с выделением газообразных продуктов, называемых летучими веществами. Образующийся при этом остаток называется коксом. От выхода летучих зависит температура воспламенения топлива и условия горения . Поэтому, выход летучих составляющих является важной характеристикой топлива, по которой можно судить о свойствах и качестве топлива .

В органической части топлива содержание углерода, водорода, кислорода и азота является более или менее постоянной для каждого вида топлива. Содержание влаги в топливе колеблется в очень широких пределах и зависит от условий залегания, добычи, транспортировки, хранения топлива. Влага в топливе является балластом , наличие ее приводит к снижению теплоты сгорания топлива, ухудшает процесс горения. Чем меньше в топливе влаги, тем более оно ценно в тепловом отношении. Поэтому , влажность является одной из важнейших характеристик топлива. В зависимости от того, к какой массе относится влага, различают абсолютную и относительную влажность топлива. Абсолютная влажность определяется отношением массы влаги к сухой массе навески топлива, а относительная - отношением массы влаги к общей массе навески топлива.

Зольность топлива определяется как отношение массы зольного остатка, образовавшегося после выгорания органической части топлива, к массе навески топлива.

Выход летучих определяют на основе нагревания топлива без доступа воздуха. Выход летучих подсчитывается как отношение массы убыли массы навески топлива за время прокаливания к первоначальной массе навески.

Порядок проведения работы

В предварительно взвешенный керамический тигель насыпается навеска топлива m =2 - 3 г. Затем тигель с навеской взвешивается на аналитических весах. Муфельная печь разогревается до температуры 1123 ⁰К. Открывается дверца муфеля и тигли с навесками помещают у края муфеля. В таком положении их выдерживают 10 минут, затем постепенно тигли продвигаются в центральную зону печи. Дверцу закрывают и выдерживают тигли с топливом 40 минут при температуре 1070 20 ⁰К Озоление навески должно осуществляться медленно, без появления пламени. При пламенном горении возможен унос минеральных примесей, что приведет к занижению значений зольности.

По окончании прокаливания тигли с зольным остатком в течении 5 минут охлаждаются на воздухе, а затем в эксикаторе до комнатной температуры и взвешиваются. Результаты взвешивания заносятся в таблицу 1.

Зольность топлива в пробе рассчитывается по формуле:

.

Затем определяется средняя зольность двух навесок топлива и сравнивается с табличной.

В предварительно взвешенный тигель насыпается навеска топлива массой 2 - 3 г .

Тигель плотно закрывается крышкой и взвешивается на аналитических весах. Тигли устанавливают на подставку и помещают в печь, разогретую до температуры 1120 20 ⁰К.

Тигли выдерживают при этой температуре в течении 7 - 10 минут. Во время опыта температуру печи контролируют с помощью термопары. Затем тигли вынимаются из печи и охлаждаются на воздухе в течение 5 минут, после чего охлаждаются в эксикаторе до комнатной температуры и взвешиваются. Результаты взвешиваний заносятся в следующую таблицу 2.

Выход летучих веществ для исследуемой пробы определяется по следующей формуле:

.

Затем определяется средний выход летучих двух навесок и сравнивается с табличным значением.

В состав лабораторной установки входят: электрический сушильный шкаф, эксикатор, термометр для измерения температуры.

Навеска топлива подвергается сушке при постоянной температуре до полного испарения влаги.

По убыли массы навески рассчитывается влажность. Относительная влажность пробы определяется как отношение убыли массы навески в процессе сушки к первоначальной массе навески.

Для повышения надежности результатов анализа параллельно проводится испытание двух навесок топлива. Тигель с топливом (масса 2-3 г) взвешивается на аналитических весах (ВЛР - 200) и помещается в сушильный шкаф при температуре 375 - 378 ⁰К и выдерживается в нем в течении 30 минут. Температура шкафа в течении опыта должна быть постоянной . Превышение указанной температуры недопустимо, так как это может привести к разложению органических веществ топлива с выделением летучих.

После сушки тигель охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают. При охлаждении и взвешивании крышка тигля должна быть закрыта.

Далее проводится контрольная сушка топлива . Контрольные сушки повторяют до тех пор, пока убыль массы пробы не будет менее 0,1 % от взятой навески, или масса не начнет увеличиваться. В этом случае в качестве расчетного принимается результат предпоследнего взвешивания.

Результаты взвешиваний заносятся в следующую таблицу 3.

Относительная влажность топлива в пробе подсчитывается по следующей формуле:

Затем определяется средняя влажность двух навесок топлива и сравнивается с табличными данными.

Лабораторная работа №2. Индукционная тигельная печь

Цель работы - изучение конструкции индукционной печи; электрической схемы печи и генератора тока высокой частоты.

Теоретические сведения

Основными типами индукционных печей (ИП) являются ИЧТ - для плавки чугуна, ИЧТМ - для миксирования; канальные (ИЧКМ) - для миксирования. Индукционные плавильные печи разделяют на печи со стальным сердечником и без него. Печь со стальным сердечником представляет собой как бы понижающий трансформатор, у которого вторичной обмоткой является сплав, находящийся в печи. Поэтому в этих печах, как правило, после плавки весь металл не сливают, а оставляют часть его, с таким расчетом, чтобы сохранился замкнутый контур. Печи со стальным сердечником широко применяют для плавки металлов с относительно низкой температурой плавления (медь, алюминий).

Для плавки металлов с высокой температурой плавления (сталь, чугун) применяют печи без стального сердечника. При плавке в ИЧТ шихта в огнеупорном тигле помещена в индуктор. Протекающий в индукторе переменный ток возбуждает в шихте вихревые токи, разогревает и плавит металл. Для промышленной плавки чугуна чаще применяют ИЧТ промышленной частоты (50 - 60 Гц), реже повышенной частоты с частотным преобразователем (150 - 450 Гц) или машинным генератором (1000 - 2000 Гц).

На рис.1 показана схема индукционной канальной раздаточной печи с использованием избыточного давления газа для выдачи металла.

Ванна печи 5 закрыта герметичной крышкой 3. Металл заливают в печь через заливочный сифон 2, а в форму - через разливочный сифон 8 с ванной 6. Через трубку 4 в печь подается сжатый воздух или инертный газ, который вытесняет металл из ванны. Обогрев печи осуществляется индуктором 1.

При прохождении переменного тока по индуктору вокруг последнего создается переменное магнитное поле. Электромагнитное поле, создаваемое индуктором, наводит вихревые токи в кусках металла загруженных в тигель, под влиянием которых металл нагревается и затем расплавляется. В результате поверхностного эффекта максимальная плотность наведенного тока наблюдается у поверхности металла, а далее плотность тока падает. Вследствие этого основное количество тепла выделяется в слое, равном глубине проникновения тока. Нагрев остальной массы металла в твердом состоянии осуществляется теплопроводностью. После расплавления процессу прогрева металла способствует развивающееся в нем циркулярное движение и связанная с ним конвекция.

Рис.1. Схема индукционной канальной раздаточной печи

Мощность Q, выделяемая в нагреваемом изделии, определяется по формуле:

,

где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от применяемой системы единиц; Z - число ампер-витков индуктора на единицу его высоты; F - поверхность (боковая) нагреваемого изделия; - удельное сопротивление нагреваемого изделия; - магнитная проницаемость; f- частота переменного тока, питающего индуктор.

Выражение носит название коэффициента поглощения мощности и зависит только от свойств нагреваемого изделия.

Для определения минимальной частоты тока, подводимого к индуктору печи без стального сердечника, можно использовать приближенную формулу:

Гц,

где , - относятся к расплавленному металлу; d - внутренний диаметр тигля.

Из формулы видно, что с увеличением диаметра тигля минимальная частота подводимого к индуктору тока уменьшается. Поэтому печи без стального сердечника малых емкостей конструируют для работы на токе более высокой частоты, а печи больших емкостей на токе пониженных частот.

На рис.2 показана схема индуктора тигельной печи промышленной частоты для плавки чугуна.

Рис.2. Индуктор тигельной печи в сборе

Индуктор 1, подготовленный к монтажу в печь собран с верхней и нижней водоохлаждаемыми катушками 10 и 3, кольцами 9 и 2 и натяжным устройством. Между витками установлены изоляционные прокладки 8. Наружная поверхность индуктора оклеена листовым асбестом 6 толщиной 10 мм. Натяг индуктора осуществляется штангами 7, гайками 4 и пружинами 5. Штанги (12 штук) равномерно расположены по наружной окружности индуктора. Охлаждающие кольца 9 и 2 и охлаждающие катушки 10 и 3 предназначены для охлаждения футеровки печи по всей высоте индуктора.

В печах промышленной частоты уровень индуктора устанавливают ниже уровня металла, в следствие чего, устраняется возможность выброса металла из-за электродинамической циркуляции.

В печах без стального сердечника реактивная мощность значительно больше активной, вследствие чего коэффициент мощности этих печей cos очень низок 0,03 - 0,15. Для повышения cos применяют конденсаторные батареи. Применение конденсаторов позволяет компенсировать реактивную мощность установок и тем самым повысить cos . В целях максимального повышения КПД рекомендуется поддерживать плавильной установки близким к 1, что на практике достигается включением или выключением дополнительных емкостей 5 конденсаторов.

Тигли в зависимости от вида процесса делают из мелкодробленой кислой (93 -98 % SiO₂) или основной (смесь магнезитового порошка с молотым термостойким магнезитохромовым кирпичом) массы, набиваемой по шаблону. Внутреннее пространство тигля обычно выполняется коническим. Размеры его в зависимости от емкости определяют исходя из того , что d₀ / h принимается равным от 0,5 до 1,0 (где d₀ -средний диаметр тигля; h - полезная высота рабочего пространства тигля.

Среднюю толщину тигля принимают равной 0,1 - 0,25 d₀. Индуктор делают из медной круглой или профилированной трубки, охлаждаемой внутри водой, что позволяет уменьшить зазор между индуктором и садкой. Число витков индуктора зависит от активной мощности печи, размеров тигля, частоты тока и электрических свойств металла садки.

Слив металла и скачивание шлака из печи производится при наклоне в сторону сливного носка. Наклон производится гидравлическими домкратами.

Лабораторная работа №3. Конструкция вагранки

Цель работы - ознакомиться с конструкцией и устройством вагранки.

Теоретические сведения

Вагранка - наиболее распространенный агрегат для вторичной плавки чугуна. Вагранка представляет собой шахтную печь, на принципе противотока. Топливом служит кокс. Иногда кокс частично заменяют термоантрацитом или термобрикетами. Чугун получают переплавкой смеси чушковых доменных чугунов, чугунного, стального лома с добавлением ферросплавов и флюсов (известняка).

Рис.3. Коксовая вагранка

Вагранка представляет собой плавильную печь шахтного типа. На рис.3 изображена вагранка со стационарным копильником. Вертикальный цилиндрический кожух 9, изготовленный из листовой стали толщиной 8-12 мм, установлен на подовой плите 19. Внутри кожух футерован огнеупорными материалом 10 толщиной 250-300 мм. Подовая плита установлена на четырех колоннах 20. В центре подовой плиты имеется отверстие для удаления остатков плавки. Отверстие закрыто двумя полукруглыми дверцами 21. Специальный затвор исключает возможность их открытия во время плавки. В кожухе вагранки имеются отверстия для загрузочного окна 12, рабочего окна 16, фурм 7, соединительной летки 6.

Копильник 4 предназначен для сбора необходимого количества чугуна. Копильник, как и вагранка имеет кожух и футеровку. Жидкий металл из копильника выпускают через летку 2 по желобу 1; шлак - через шлаковую летку 3. Съемный свод 5 облегчает условия ремонта. Воздух поступает сначала в фурменный пояс 8 и затем по патрубкам - к фурмам. Шиберы 15, установленные на патрубках, позволяют регулировать расход воздуха на фурмы. На верхней части дымовой трубы устанавливают искрогаситель, предназначенный для улавливания раскаленных частиц и пыли, выбрасываемых из вагранки. Очистка происходит при соприкосновении газов с потоком воды, через который проходят ваграночные газы. Все крупные и средние частицы пыли отделяются потоком воды от газов.

При непродолжительных плавках (3-4 ч) футеровка выгорает лишь выше фурм. В этом случае ремонт плавильного пояса сводится к заделыванию выгоревших мест новым огнеупорным кирпичом, с раствором из огнеупорной глины. При более продолжительных плавках требуется полная замена плавильного пояса.

Огнеупорный материал подбирают в зависимости от химического состава шлака. При кислых шлаках футеровку выполняют из шамота или кварцитов, а при основных шлаках из магнезита. Для футеровки плавильного пояса применяют набивные массы следующего состава: 90-95% кварцевого песка, 5-10% графита, 6-8% воды. Набивка производится с помощью металлического цилиндра, играющего роль опалубки.

Для интенсификации процесса плавки применяют следующие методы:

1. Подогрев дутья до 623 - 773 ⁰ К.

2. Применение кислорода для обогащения дутья.

3. Применение водного охлаждения кожуха, что позволяет работать длительное время без огнеупорной футеровки в плавильной зоне вагранки.

4. Замена части кокса природным газом.

Работа коксовой вагранки. Через завалочное окно в вагранку загружается порциями металлическая шихта, кокс и флюс. Опускаясь вниз шихта нагревается за счет горячих продуктов горения кокса. Нижняя часть шихты до уровня 800 - 1200 мм над осью фурм заполняет раскаленный кокс - так называемая «холостая колоша», в которой за счет подачи воздуха происходит горение кокса.

Расплавление шихты происходит в верхних слоях холостой колоши. Затем капли чугуна и шлака проходят через слой кокса и перегреваются до температуры 1671 - 1717 ⁰К. Чугун и шлак затем по наклонной подине сливаются через летки в ковши или копильник.

Коксогазовые вагранки. Коксогазовые вагранки отличаются от обыкновенных вагранок тем, что работают на смешанном топливе: коксе и высококалорийном газе. Расход кокса в них на 30 - 50 % ниже, чем у коксовых. Природный газ сжигают в туннелях, расположенных по окружности вагранки над фурмами.

Высоту расположения горелок выбирают, исходя из того, чтобы продукты горения выходили ниже верхнего уровня холостой колоши на 250-300 мм. Горение газа осуществляется двухпроводными горелками внутреннего смешения.

Состав колошниковых газов коксогазовой вагранки отличается от состава колошникового газа кокосовой вагранки.

По составу продуктов горения коксогазовая вагранка может быть условно разделена на четыре зоны (рис.4).

Зона 1 содержит только продукты горения кокса, т.е. ее состав не отличается от состава коксовой вагранки.

Зона 2 содержит только продукты горения природного газа (метана до 98%).

Зона 3 содержит продукты горения природного газа, прореагировавшие с раскаленными кусками кокса.

Зона 4 содержит смесь продуктов горения кокса, поступившего из зоны 1, и продуктов горения природного газа, прореагировавших с раскаленным коксом, поступившим из зоны 3.

Рис.4. Зоны продуктов горения в коксогазовой вагранке

Условия перегрева металла в коксогазовой вагранке примерно такие же, как в коксогазовой вагранке.

Температура чугуна на желобе 1390 - 1400 ⁰С. Газонасыщенность чугуна, выплавленного в коксогазовой вагранке больше, чем при выплавке коксовой вагранке на 20-25%. При переводе коксовой вагранки на коксогазовый обогрев снижается расход кокса на рабочую колошу. В коксогазовой вагранке атмосфера более окислительная, что увеличивает угар кремния и марганца и ухудшает условия науглероживания жидкого металла.

Продукты горения газа, выходящие из тоннелей, имеют температуру обычно в пределах 1773 - 1873 К. Температура в зоне холостой колоши изменяется по высоте от 2023 - 2043 ⁰К до 1673 - 1623 ⁰К. Отсюда ясно, что уровень установки горелок над осью фурм должен быть таким, чтобы продукты горения топлива попадали в зону «холостой колоши», имеющей температуру 1723 ⁰К. Практически это высота 650 - 850 мм (в зависимости от диаметра вагранки и марки выплавляемого чугуна).

Коксогазовые вагранки имеют только один ряд фурм. При сокращении расхода кокса, аналогично сокращается расход дутья для его сжигания. Поэтому при сохранении многорядной системы фурм скорость выхода воздуха из них была бы весьма низкой. Общая площадь сечения фурм выбирается из расчета 1/10 - 1/25 от сечения вагранки в свету, чтобы выходная скорость воздуха из них составляла 25 -35 м/с.

Коксогазовой вагранки обычно снабжаются двумя воздуходувками: одна для подачи воздуха к фурмам, другая - к горелкам. Это позволяет независимо друг от друга регулировать горение кокса и газа.

Для повышения надежности и стабильности в работе коксогазовые вагранки должны оборудоваться контрольно-измерительной аппаратурой, автоматическими регуляторами давления газа и соотношения газ-воздух, а также автоматикой безопасности. В остальном конструкция коксогазовых вагранок аналогично коксовым.

Коксогазовые вагранки являются более экономичными агрегатами по сравнению с коксовыми, т. к. кокс стоит, примерно, в три раза дороже эквивалентного количества газа. Кроме того, производительность их на 15 -30% выше, стабильнее температура выплавляемого чугуна и несколько меньше содержания в нем серы.

Возможность и условия замены кокса природным газом определяется сопоставлением данных расчета горения.

Горение топлива. Сравнение калориметрических температур и теплотворной способности показывает, что для 1 кг кокса и 1 м³ газа они практически совпадают. Калориметрическая температура, соответственно, для кокса и газа 2323 ⁰К и 2273 ⁰К; теплотворная способность - 21588 кДж/кг, и 35994 кДж/м³.

Отсюда ясно, что при сокращении расхода кокса на Х кг, необходимо сжигать Х м³ газа. Однако эта замена возможна только при условии полного сжигания газа при минимальном избытке воздуха. Эти условия определяют выбор конструкции горелок. Горелка должна обеспечивать максимальную полноту сжигания газа, быть способной преодолевать сопротивление столба шихтовых материалов, обеспечивать возможность изменения расхода сжигаемого газа.

Обычно на коксогазовых вагранках ставят 4 - 6 двухпроводных горелок предварительного смещения. В горелки по двум трубопроводам подается газ под давлением 40 - 50 МН/м² и воздух под давлением 8 - 6 МН м² в соответствии 1/9 - 1/10. Тоннели необходимы, чтобы сжечь основное количество газовоздушной смеси до ее попадания в шахту вагранки. Длина определяется степенью смешивания газа с воздухом и расходом смеси (производительностью горелки). Для 2-х проводных горелок она равна 4 - 6 диаметрам насадки.

С целью получения наилучшего смешения газа с воздухом применяются турбулентные горелки. От обычных 2-х проводных они отличаются наличием специальных завихрителей, создающих закрученный турбулентный поток газовоздушной смеси. Факел горения в таких горелках в 2 - 3 раза короче, чем в горелках других типов, следовательно, и длина тоннеля равна 2,5 - 3 диаметрам насадки. Турбулентные горелки дают более высокую температуру в факеле горения.

При использовании природного газа на вагранках необходимо устанавливать устройства, предотвращающие попадание газа в воздушные магистрали и вагранку, автоматическую блокировку и сигнализацию.

Лабораторная работа №4. Конструкция и расчет дуговых электрических печей

Цель работы. Изучить конструкцию дуговых электрических печей и выполнить расчет основных элементов печи.

Теоретические сведения

В литейном производстве электродуговые печи используют для выплавки стали из металлического лома и для перегрева жидкого чугуна, получаемого в вагранках.

Электрический режим работы дуговой печи зависит от режима процесса плавки. При расплавлении металлического лома печь работает на максимальной мощности. При доводке жидкого металла до нужного химического состава мощность печи сравнительно невелика.

Регулировать режим печи можно, изменяя напряжение на электродах и длину дуги т.е. силу тока дуги. В первом случае переключают трансформатор с одной ступени на другую, во втором - опускают или поднимают электроды с помощью автоматической системы.

Печь подключают к трехфазной сети промышленной частоты напряжением 6000 кВ. Рабочее напряжение на электродах регулируют переключением трансформатора.

Для малых печей предусматривают 2 - 4 ступени напряжения трансформатора, для крупных печей - до 25 ступеней, что позволяет для каждого режима плавки подбирать оптимальное напряжение.

Печные трансформаторы устанавливают на минимальном расстоянии от печей с тем, чтобы уменьшить потери электроэнергии.

В цепь высокого напряжения включают дроссель, который ограничивает силу тока при коротком замыкании электродом на металл.

На рис.5 изображена дуговая электрическая печь. Печь состоит из следующих основных узлов: стального кожуха (каркаса), механизма наклона, футеровки (под, стены и свод), электродов и механизма перемещения электродов.

Кожух печи может быть цилиндрической или конической формы, слегка расширяющейся кверху. Кожух сваривают из листовой стали толщиной 12-20 мм. Днище кожуха может быть плоским или сферическим. В кожухе вырезают отверстия для загрузочного окна и металлической летки. Кожух печи несет на себе всю тяжесть футеровки и расплавленного металла и испытывает термические напряжения, поэтому он должен быть большой прочности.

Футеровка печи. Подина состоит из нескольких слоев. Первый слой, соприкасающийся с жидким металлом и шлаком - набивной из огнеупорного порошка. При кислом процессе используют набивку из кварцевого песка, при основном - набивку из магнезитового порошка. Второй слой подины при кислом процессе выполняют из динаса, а при основном - из магнезита. Последующие слои - из шамота, диатомита и асбеста.

Стены печей делают многослойными. Первый слой в зависимости от процесса выкладывают из динасового или магнезитового кирпича, второй - из шамотного кирпича , третий из диатомитового кирпича .

Свод изготавливают с помощью специального шаблона из электродинасового нормального и фасонного кирпича.

Рис.5. Схема дуговой печи типа ДСП:

1-каркас; 2-электродержатель;3-корзина; 4-траверза; 5-механизм подъема и поворота свода;6-гидравлический цилиндр; 7-свод

Электроды. Электрический ток подается внутрь рабочего пространства печи по угольным или графитовым электродам. Угольные электроды изготавливают из антрацита и кокса, а графитовые из искусственного графита. Угольные электроды по сравнению с графитовыми имеют меньшую механическую прочность и более низкую электропроводность. Поэтому угольные электроды применяют лишь на малых печах емкостью до 3 тонн.

Практическая часть

Расчет дуговой печи. Мощность трансформатора, кВ/А,

,

где W_теор - удельный расход электроэнергии на расплавление, кВтч/т; П - производительность печи, тч; - КПД печи, равный 0,5 - 0,7; cos - коэффициент мощности печной установки, равный 0,8 - 0,9.

Вторичное напряжение выбирают с учетом мощности трансформатора, габаритных размеров печи, ее емкости и т. д. Для печей небольшой емкости вторичное напряжение 225 - 300 В, для печей средней емкости 300 - 400 В и для печей большой емкости 600 В.

1. Сила тока в электроде печи, А,

,

где U_2л - линейное напряжение, В.

2. Диаметр электрода, м

,

где j - допустимая плотность тока в электроде, j = ( 15 - 25 ) 10⁴, А/м²

3.Полная высота ванны (угол наклона 45^о) до порога рабочего окна, м,

,

где А - коэффициент для основных печей, равный 0,31 0,345, а для кислых печей 0,38; G - масса стали в печи, т.

4. Диаметр ванны на уровне порога рабочего окна, м,

,

где - плотность жидкого металла, т /м³ .

Диаметр плавильного пространства на уровне верхнего края откоса, м,

где H = (0,14 - 0,15) Н для печей емкостью до 20 т и (0,12 - 0,13) Н для печей большей емкости .

6. Высота плавильного пространства печи, м,

.

Толщина футеровки пода, м,

.

8. Толщина s₀ огнеупорного слоя стен 0,23 м для печей 0,5 - 1,5 т; 0,30 м для 3 - 10 т; 0,35 - 0,40 м для 15,0 - 40 т. Толщина теплоизоляционного слоя стен 0,1 м для печей емкостью 0,5 - 1,5 т; 0,10 - 0,15 м для 3 - 10 т; 0,15 - 0,2 м для 15 - 40 т.

Диаметр кожуха печи, м,

Лабораторная работа №5. Конструкция и тепловой расчет сушил

Цель работы. Изучить конструкции сушил и выполнить тепловой расчет.

Теоретические сведения

В литейном производстве применяют сушила разнообразных конструкций. Подавляющее большинство из них отапливаются газом и имеют принудительный характер движения сушильного агента и конвективный характер сушки. В газовых сушилах сушильным агентом является смесь нагретых продуктов горения газа и воздуха. Процесс сушки интенсифицируют многократной циркуляцией сушильного агента в сушиле.

Сушила можно подразделить на две группы: периодического и непрерывного действия.

Сушила периодического действия применяют в единичном производстве. Их тепловой режим аналогичен тепловому режиму печей периодического действия.

На рис.6 показано камерное газовое сушило периодического действия для индукторов канальных печей. Сушило снабжено съемным колпаком 5, стенки которого имеют слой теплоизоляции. Газ подводится к инжекционному смесителю 1, в котором он смешивается с воздухом. Газовоздушная смесь подается в коллектор 2 с отверстиями, направленными вверх. Выходя из коллектора газовоздушная смесь загорается. Нагретые продукты горения поступают в сушильную камеру 4 через распределительную стенку 3 с отверстиями и выходят через отверстия 6.

Рис.6. Камерное газовое сушило

Рис.7. Установка для сушки ковшей

На рис.7 показана схема установки для сушки ковшей малой емкости. Ковш 1 после футеровки с помощью тельфера устанавливают напротив инжекционной горелки 4. Горелку закрепляют на стенде 3 и разжигают с помощью газового запальника 2, к которому газ подводится гибким шлангом 10. Подача газа к горелке регулируется краном 5. Продукты горения газа отсасываются вытяжным коробом 8. Манометр 9 служит для измерения давления газа. При неработающей установке краны 5 и 7 закрыты, а кран 6 на продувочном трубопроводе на свечу открыт. Газ, просочившийся через неплотности крана 7, выбрасывается в атмосферу через продувочный газопровод. Футеровку ковша сушат и прокаливают до 900 - 1000 ^оС.

Сушила непрерывного действия подразделяют в зависимости от способа перемещения материала на барабанные, конвейерные и т.п. Широко распространены в литейном производстве конвейерные сушила для сушки стержней.

Сыпучие материалы (песок и глину) сушат в барабанных сушилах, а также сушилах с сушкой в кипящем слое.

На рис.8 показано одноходовое конвейерное горизонтальное газовое сушило для подсушки стержней после окраски. Температура в сушиле 200 - 250 ⁰С. Изделия перемещаются через сушило по конвейеру с электромеханическим приводом 1 и механизмом натяга 10. Сушильная камера 3 представляет собой горизонтальный коридор, собранный из металлических панелей, которые заполнены шлаковой ватой.

Рис.8. Конвейерное газовое сушило

Газ сжигают в выносной топке 5 с помощью инжекционной горелки 4. Рециркуляцию газов в сушиле осуществляют водоохлаждаемым вентилятором 6, расположенным вместе с топкой на площадке 7. Циркуляционные газы движутся по системе коробов 8. Избыток газов выбрасывается в атмосферу через патрубки 2 и 9. Горячие газы, передают тепло конвекцией. Конвейер сушила загружают со стороны привода 1.

Размещено на Allbest.ru

...