Навигация:
Главная → Все категории → Обслуживание газового хозяйства предприятий

Нагревательные печи


Нагревательные печи

Нагревательные печи, применяемые для нагрева заготовок и изделий из металла, разделяются на кузнечные и термические.

В кузнечных печах металл нагревается обычно до температуры от 1000 до 1250 °С для дальнейшей обработки (гибки, штамповки, ковки и т. п.). В термических печах производится термическая обработка литых и кованых изделий (отжиг, отпуск, нормализация закалки, цементация) с целью улучшения их механических свойств, при температурах от 200 до 1100 °С. Поэтому перевод нагревательных печей на природный и другие газы и сжигание его в них имеет некоторое различие. Необходимо учесть, что в нагревательных и других промышленных печах отдача тепла изделиям от раскаленных топочных газов происходит большей частью путем лучеиспускания, если температура их превышает 600—700 °С; при более низких температурах отдача тепла происходит преимущественно конвекцией. Передача тепла конвекцией будет тем больше, чем ровнее изделия будут со всех сторон омываться продуктами сгорания и чем больше будет скорость Движения газов. Изделия получают тепло также излучением от раскаленных свода стен и пода печи, величина которого будет больше при прозрачном пламени и меньше при непрозрачном светящемся пламени, которое само имеет большую способность излучения.

Как велико значение температуры в печи для ее производительности можно заключить из того, что время нагрева заготовок в кузнечных печах при повышении температуры в печи с 1200 до 1300 °С сокращается почти в два раза и почти в четыре раза при повышении температуры до 1400 °С. В печах скоростного нагрева, в которых температура достигает 1500—1600 °С, скорость нагрева становится настолько большой, что требует механической загрузки и выгрузки изделий и автоматического регулирования теплового режима печи (температуры и времени нагрева), во избежание перегрева и пережога металла.

Особенностью работы нагревательных печей является то, что нагреваемый металл способен с поверхности химически соединяться с свободным кислородом, имеющимся в топочных газах (окисляться), покрываться окалиной, особенно в присутствии углекислоты и водяных паров, что ведет к потере — «угару» металла, составляющей от 2 до 5%. Кроме того, поверхность металла способна обезуглероживаться, ухудшая качество металла. Для борьбы с этими вредными явлениями применяются: обмазка металла известковым молоком, графито-глинистыми растворами и т. п.; подача в печь, кроме газа — топлива, защитного газа, состоящего из горючего газа, состав которого изменен соответствующей химической обработкой в специальных установках, чтобы обеспечить безокислительную атмосферу в печи; создание газовых завес у окон выдачи металла из печи из части газа, идущего на сжигание в печи; устройство специальных печей безокислительного нагрева, в которых газ сжигается в керамических каналах, так что поверхность металла не соприкасается с продуктами горения, и другие способы, обеспечивающие безокислительный нагрев металла.

Указанные способы не всегда применимы, особенно в небольших печных установках, рассматриваемых нами, поэтому в целях снижения угара металла необходимо способствовать созданию в печи наименее окислительной атмосферы путем поддержания давления в печи, равного атмосферному, или на 1—2 мм вод. ст. больше с целью предотвращения присоса воздуха, а также путем сжигания газа с возможно меньшими избытками воздуха (а = = 1,02—1,05 для кузнечных печей) и без избытка (а = 0,98—1 для термических печей) при незначительной неполноте сгорания газа, так как в случае большой неполноты сгорания понизится температура печи и резко возрастет пережог топлива. По этой причине инжекционные горелки полного смешения, автоматически обеспечивающие постоянство соотношения газ — воздух и тесное перемешивание газа с воздухом, получили в металлургических печах большое распространение.

С другой стороны, сокращение угара достигается повышением скорости нагрева металла, почему необходимо добиваться поддер-гкания в печи наиболее высокой допустимой температуры, а также соответствующей длины факела в печи, его светимости и его настильности (высоты пламени под металлом), обеспечивающих повышение отдачи тепла металлу и быстроту его нагрева, не допуская, конечно, перегрева и пережога металла.

Так, например, в плавильных печах — мартеновских и стекловаренных, — где сжигание топлива происходит в рабочем пространстве печи непосредственно над плавящимся металлом или стекольной массой, 80—90% тепла должно передаваться лучеиспусканием от факела пламени газа и отражением от сводов топки. Поэтому сжигание газов в этих печах производится светящимся пламенем, развитию факела которого способствуют большие объемы рабочего пространства печи. При этом воздух, подаваемый для горения, нагревается в регенераторах до температуры 800—1000 °С.

Для увеличения светимости факела применяются специальные меры, как например, предварительное сжигание части газа в специальных каналах печи с недостатком воздуха, в результате чего происходит образование большого количества сажи, которая, сгорая потом в объеме печи, увеличивает светимость газового факела. Светимость факела повышается добавлением к газу мазута при помощи газомазутных горелок или мазутных форсунок. Вследствие того, что нагревательные печи имеют высокую температуру отходящих газов, достигающую 800—1000 °С и более, необходимо использовать их тепло путем установки рекуператоров (или регенераторов) для подогрева воздуха, направляемого в горелки для смешения с газом; для этого наиболее удобно применение смесительных горелок с принудительной подачей воздуха. Подогрев воздуха при сжигании, например, генераторных газов в печах, является решающим фактором для поддержания необходимой температуры в печи.

Подогрев природных газов сам по себе оказывает мало влияния на горение, но подогрев его в рекуператорах применяется до температуры в 400 °С, при которой уже начинается разложение тяжелых углеводородов газа с выделением части свободного углерода (сажи), что сильно повышает светимость пламени, имеющего большую отдачу тепла, против прозрачного пламени. Кроме того, высокий подогрев воздуха и газов увеличивает устойчивость процесса горения, так как при температурах выше температуры воспламенения горение происходит при любых соотношениях газа с воздухом.



Похожие статьи:
Проведение газоопасных ремонтных работ

Навигация:
Главная → Все категории → Обслуживание газового хозяйства предприятий

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум