на тему рефераты
 
Главная | Карта сайта
на тему рефераты
РАЗДЕЛЫ

на тему рефераты
ПАРТНЕРЫ

на тему рефераты
АЛФАВИТ
... А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

на тему рефераты
ПОИСК
Введите фамилию автора:


Реферат: Исследование методов охлаждения садки колпаковой печи с помощью математического моделирования


Продолжение табл. 21

1 2 3 4 5 6 7 8
Работа с клавиату-рой 1 V 3 III 1 1 3
Распечатка на принтере 5 V 3 II 1 1 3

Таблица 22

Нормы искусственного освещения

Выполняемая

операция

Разряд зритель-

ных работ

Контраст объекта с фоном

Характеристика

фона

Освещенность

комбинирован-ная,

лк

Освещенность

общая,

лк

Считывание информации с монитора

Работа с клавиатурой

Распечатка на принтере

III

V

V

большой

средний

средний

средний

светлый

светлый

400

400

400

200

200

200

3.3. Разработка мер защиты от выявленных опасных и вредных факторов

3.3.1. Расчет искусственного освещения

Необходимо улучшить освещенность машинного зала и пересмотреть количество люминесцентных ламп.

Исходные данные: лампы - ЛБ 40; площадь зала - 48 м2; освещенность - 200 лк; высота подвеса - 3,5 м; коэффициент запаса - 1,5

Определяем суммарную мощность осветительной установки и количество светильников методом удельной мощности.

Удельная мощность установки:

                                                Py = 18 Вт/м2 ,

Суммарная мощность установки вычисляется по формуле:

                                                Pх = Py×S,                                                                   (7)

где    S - площадь зала, м2;

                                                 Px = 18×48 = 864 Вт                                                

Количество светильников вычисляется по формуле:

                                                N = Px/(Pл×n)                                                             (8)

где       Pл  - мощность одной лампы, Вт;

    n - количество светильников в лампе, шт.

                                               N = 864 / (400×3) = 7

Результаты расчетов показали, что необходимо добавить один светильник к шести имеющимся.

3.3.2. Защита от излучения мониторов

Для ослабления излучения мониторов установлены защитные экраны «SEPOMS F-14SB» на монитор каждого компьютера. Количество защитных экранов - 11 штук. Данные экраны позволяют снизить аккумуляцию статического электричества, поглощают 100 % ультрафиолетового и рентгеновского излучения.

3.3.3. Защита от опасного уровня напряжений в электрической цепи.  

ГОСТ 12.1.038-83 /21/ устанавливает предельно допустимые напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека. В данном случае при наличии переменного тока частотой 50 Гц допустимое напряжение прикосновения должно быть не более 2 В, а ток - не более 0,3 мА. Вследствие этого необходимо произвести расчет защитного заземления.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 23.

Имеем также: тип заземлителя - стержневой (трубчатый с толщиной стенки 3,5 мм); заземлитель - заглубленный; расположение вертикальных заземлителей - по четырехугольному контуру; грунт - чернозем; климатическая зона - III.

Расстояние между трубами определяем по формуле:

                                              Lт = С×lт,                                                                       (9)

где     С - константа для расчета заглубленных заземлителей;

                                               Lт  = 1×100 = 100 см

 

                                                                                                                           Таблица 23

Расчет защитного заземления

Исходные данные Обозначение Величина

1.   Расчетный ток замыкания на землю, А

2.   Длина трубы, см

3.   Диаметр трубы, см

4.   Ширина соединяющей полосы, см

5.   Глубина заложения, см

6.   Сопротивление земли, Ом

I3

b

h

R3

3

100

6

6

120

4

Вычисляем расстояние от поверхности земли до середины трубы по формуле:

                                               t = h+lт/2                                                                    (10)

                                               t = 120+100/2 = 170

Определяем наибольшее допустимое сопротивление заземления по формуле:

                                               R3 = 125/I3                                                                   (11)

                                              R3 = 125/3 = 41   Ом

Вычисляем расчетное удельное сопротивление грунта для труб по формуле:

                                              Pрас.т. = Pтабл×КГГ                                                                (12)

 

где     Pрас.т.  - удельное сопротивление грунта, Ом×см;

 КГГ  -  повышающий коэффициент для стержневого заземлителя;

                                    Pрас.т. = 20000×1,5 = 30000 Ом×см

Определяем расчетное удельное сопротивление грунта для соединительной полосы по формуле:

                                                     Pрас.т. = Pтабл× КГГ ,                                                      (13)

где      КГГ - повышающий коэффициент для полосового заземлителя;

                                        Pрас.т. = 20000×3,25 = 65000 Ом×см

Количество труб, которое необходимо забить в грунт, без учета коэффициента экранирования определяем по формуле:

 

                                        nт ×hэт = Rт/R3 ,                                                                                (14)

                                        nт ×hэт =174,25/4 = 44 шт

Необходимое количество труб с учетом коэффициента экранирования определим по формуле:

                                                      nтэ = nт/hэт                                                             (15)

где      nтэ - количество труб, шт.;

  hэт - коэффициент экранирования;

                                                    nтэ = 44/0,48 = 92 шт

Расчетное сопротивление трубчатых заземлителей без учета соединяющей полосы определяем по формуле:

                                                     Rрас.n = Rт/nтэ ×hэт ,                                                     (16)

                                       Rрас.n = 174,25/92×0,48 = 3,95 Ом

Вычисляем длину соединяющей полосы по формуле:

                                                     Lсп = 1,05×Lт(nтэ-1)                                           (17)

                                           Lсп = 1,05×100(92-1) = 9,555 м

3.4. Утилизация компьютеров

Списанные и непригодные к эксплуатации компьютеры утилизируют. В ломе содержатся: золото, серебро, алюминий, медь, никель и пластмассовый лом. Все это можно, после последующей обработке вторично использовать в промышленности.

4. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1. Изучение влияния вида атмосферы и типа колец на длительность периода охлаждения

На основе проведенных исследований,  с помощью математической модели, где изучалось влияние вида атмосферы на длительность периода охлаждения, получены результаты которые представлены на рис. 6 -11.

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при различном содержании водорода в газе

1 - 5 % Н2; 2 - 25 % Н2; 3 - 50 % Н2; 4 - 75 % Н2; 5 - 100 % Н2

Рис. 6

На рис. 6 представлены данные расчета процесса охлаждения при обычных серийных конвективных конвекторных кольцах, с различным содержанием Н2 в защитной атмосфере.

Видно, что повышение процентного содержания водорода в защитной атмосфере колпаковой печи позволяет ускорить процесс охлаждения садки на 15-20 %. Налицо увеличение экономичности и производительности КП, но возрастают потребности в дополнительном подводе водорода, что повышает требования к условиям безопасности.

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 5 %

1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК

Рис. 7

Из дальнейшего изучения факторов, влияющих на скорость  охлаждения садки и качество производимой продукции в печи, следующим этапом было применения радиационно-конвективных колец (конструкция МИСиС - Стальпроект - НЛМК) при различной концентрации водорода в защитном газе.

На рис. 7 представлены графики, полученные при использовании РКК высотой 200 мм при различном процентном содержании водорода в защитной атмосфере.

Из приведенных графиков следует, что скорость процесса охлаждения садки увеличивается на 10-18 %, по сравнению с процессами без использования РКК. Этот способ охлаждения более эффективен, чем охлаждение без использования РКК, причем эти кольца, обеспечивают и улучшение прогрева садки.

На рис. 8 представлены графики, полученные на основе исследования садки колпаковой  печи,  с  использованием     РКК,   но   с     содержанием    водорода в защитном

газе 25 %.

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе -25 %

1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК

Рис. 8

Из показанных выше графиков (рис. 8) видно, с увеличением содержания водорода в защитном газе, а именно 25 %, длительность процесса охлаждения сокращается, в среднем, на 21 %.

При использовании 50 % водорода в защитном газе колпаковой печи, где также применялись РКК (рис. 9), наблюдалось сокращение процесса охлаждения садки печи приблизительно на 23 % цикла охлаждения.

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 50 %

1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК

Рис. 9

Более быстрый способ охлаждения садки колпаковой печи приведен на рис. 10.

В данном опыте, также использовались РКК от 1 до 4 на садку, но водородная среда в защитном газе была больше, чем в предыдущем, она составила 75 % всего газа.

Скорость охлаждения садки колпаковой печи увеличилась на 27,6 %.

 

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 75 %

1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК

Рис. 10

На рис. 11 представлены результаты эксперимента, то есть кривые охлаждения полученные в полностью водородной среде защитного газа. Скорость охлаждения садки увеличилась на 30 % (по сравнению с охлаждением в среде защитного газа с 5 % Н2).

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 100 %

1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК.

Рис. 11

По результатам исследований была составлена сводная таблица, в которой в обобщенном виде представлены результаты расчетного эксперимента (проводившегося на математической модели), при различном содержании водорода в защитной среде колпаковой печи и с использованием радиационно-конвективных конвекторных колец - РКК.

В табл. 24, также как и на графиках охлаждения, заметны положительные и отрицательные стороны того или иного эксперимента, проводимого на модели колпаковой печи ЛПЦ-5 применительно к условиям ММК. 

                                                                                                                              Таблица 24

Влияние различных факторов на скорость процесса охлаждения в колпаковой печи

Показатели, влияющие на изменение хода процесса охлаждения садки

Время

охлаждения, ч

Содержание в защитном газе (з. г.) 5 % - Н2

69,3

Содержание в защитном газе (з. г.) 25 % - Н2

46,10

Содержание в защитном газе (з. г.) 50 % - Н2

44

Содержание в защитном газе (з. г.) 75 % - Н2

43,30

Содержание в защитном газе (з. г.) 100 % - Н2

40,40

Содержание в з.г. 5 % Н2+1 РКК

37,3

Содержание в з.г. 5 % Н2+2 РКК

41

Содержание в з.г. 5 % Н2+3 РКК

42,3

Содержание в з.г. 5 % Н2+4 РКК

45

Содержание в з.г. 25 % Н2+ 1 РКК

37,4

Содержание в з.г. 25 % Н2+2 РКК

40,3

Содержание в з.г. 25 % Н2+3 РКК

42

Содержание в з.г. 25 % Н2+4 РКК

43,2

Содержание в з.г. 50 % Н2+1 РКК

33

Содержание в з.г. 50 % Н2+2 РКК

35,4

Содержание в з.г. 50 % Н2+3 РКК

38,3

Содержание в з.г. 50 % Н2+4 РКК

39

Содержание в з.г. 75 % Н2+1 РКК

30,2

Содержание в з.г. 75 % Н2+2 РКК

30,4

Содержание в з.г. 75 % Н2+3 РКК

31,4

Содержание в з.г. 75 % Н2+4 РКК

32,3

Содержание в з.г. 100 % Н2+1 РКК

30

Содержание в з.г. 100 % Н2+2 РКК

29,3

Содержание в з.г. 100 % Н2+3 РКК

28,3

Содержание в з.г. 100 % Н2+4 РКК

28

Следовательно применение 100% Н2 и 4-х или 3-х радиационно-конвективных колец позволяют уменьшить длительность периода охлаждения на 53,58%.

4.2. Анализ результатов исследования устройства струйного охлаждения садки

Разработано устройство для охлаждения металла в одностопной колпаковой печи относится к термической обработке плотносмотанных рулонов тонколистовой холоднокатаной полосы, например жести, автолиста и может быть использовано в черной и цветной металлургии /2/.

Целью изобретения является ускорение процесса охлаждения металла в одностопной колпаковой печи.

Поставленная цель достигается тем, что используются не переносные, а стационарные вентиляторы, обеспечивающие централизованное питание всего отделения эжекторным воздухом для эвакуации продуктов сгорания из-под нагревательного колпака в период нагрева, которые подают по гибким шлангам воздух в общий коллектор, охлаждающего устройства, устанавливаемого в начале периода охлаждения сверху поверх муфеля и стенда причем на коллекторе, охватывающем в виде тора со всех сторон муфель, и отстоящем от него на расстоянии, 10-12 калибров диаметров отверстий, установлены параллельно образующей муфеля вертикальные стояки, имеющие ряд обращенных к поверхности муфеля и обеспечивающих подачу высокоскоростных струй эжекторного воздуха перпендикулярно к ней круглых или щелевых отверстий, причем верхние отверстия в стояках выполнены на уровне, превышающем верхний срез конвекторного кольца, установленного между вторым и третьим рулонами, на высоту данного кольца, причем общий коллектор расположен на 200-300 мм выше пода стенда и соединен вертикальными несущими и центрирующими стояками с верхней траверсой с установленной на ней проушиной для крюка мостового крана.

Данное устройство работает следующим образом. Мостовым краном устройство устанавливается на стенд колпаковой печи. Центрирующие вертикальные стояки обеспечивают строго вертикальное перемещение устройства вниз симметрично относительно муфеля. Кроме того, они же обеспечивают исключение возможности касания стояками обечайки муфеля и его смещения при подъеме устройства после окончания процесса охлаждения. С помощью направляющих  (карандашей) на стенде осуществляется фиксация общего коллектора относительно подвода эжектирующего воздуха. Гибким шлангом общий коллектор подключается к системе питания воздухом от эжекторного вентилятора, компрессора или турбовоздуходувки. Воздух выходит из отверстий, обращенных к охлаждаемой поверхности, в виде струй, перпендикулярных к муфелю. Высота стояков выбирается таким образом, чтобы верхний ряд отверстий был выше верхнего среза конвекторного кольца между вторым и третьим рулонами садки на высоту, равную высоте самого кольца.

Отверстия в коллекторах обеспечивают натекание струй на муфель снизу вверх, чтобы исключить попадание охлаждающего воздуха на песочный затвор. Для этой цели опоры поднимают коллектор на 200-300 мм над уровнем пода стенда колпаковой печи.

Струи, выходящие из отверстий в коллекторе и стояках интенсивно охлаждают муфель: коэффициент теплоотдачи при соударении струи с поверхностью, перпендикулярную к ней, в 5-6 раз выше, чем при движении воздуха параллельно (последнее имеет место при использовании охлаждающего колпака, когда просасываемый воздух движется вертикально в кольцевом зазоре). Указанный район муфеля характеризуется наивысшей скоростью движения защитной атмосферы в зазоре между боковой поверхностью двух нижних рулонов и внутренней плоскостью поверхности муфеля, так как здесь циркулирует более 60-70 % всего объема атмосферы. Кроме этого, в данном районе коэффициент теплоотдачи между защитным газом и муфелем наиболее высок, так как газ выходит из направляющего аппарата с высокой скоростью и ударяется о муфель изнутри.

Для увеличения скорости истечения струй из стояков и коллектора устройства для охлаждения садки колпаковой печи могут быть использованы компрессор или турбовоздуходувка, которые обеспечивают высокое давление воздуха питания и, как следствие, высокую скорость истечения струй из отверстий, что в свою очередь увеличивает коэффициент теплоотдачи.

Увеличение коэффициента теплоотдачи может быть повышено также за счет увлажнения воздуха с помощью эжектирования воды через трубку соединяющую общий коллектор с баком с водой.

Использование данной системы на одностопных колпаковых печах ЛПЦ-5 ММК (5 опытных отжигов) дало следующие результаты: при установке на печи, работающей с обыкновенными конвективными конвекторными кольцами (высотой 70 мм) длительность периода охлаждения сократилась на 21 % /4/.

На ММК в ЛПЦ-5 изготовлена и опробована установка струйного охлаждения (УСОМ) холоднокатаных рулонов в газовых колпаковых печах. Установка проста в изготовлении и представляет собой сварную металлическую конструкцию с коллектором для эжекторного воздуха и распределительными трубами для струйного охлаждения муфеля (рис. 12).

Продолжительность охлаждения металла под муфелем сокращается за счет охлаждения муфеля эжекторным воздухом, который поступает в коллектор и через отверстия в распределительных трубах подается на муфель. Отверстия расположены так, чтобы охватить воздухом большую часть муфеля. Высота распределительных труб рассчитана на ширину полосы нижнего рулона, так как нижний рулон является (как говорилось выше) отстающим.

Установка струйного охлаждения металла (УСОМ)

1 - рулоны металла, 2 - радиационно-конвективные кольца (РКК), 3 - муфель, 4 - каркас колпака, 5 - воздушные патрубки, 6 - воздушный коллектор, 7 - труба питающая систему эжекторным воздухом.

Рис. 12

Для проверки работы установки было проведено три опытных отжига.

Садка была упакована четырьмя рулонами по 23 тонны каждый. Переменным параметром, который изучался, была температура стендовой термопары, при которой устанавливалась УСОМ. На рис. 12 приведены кривые охлаждения: при начальных  температурах 680 0С (сразу после снятия нагревательного колпака), 530 0С и 410 0С. Для сравнения был проведен контрольный опыт без применения УСОМ.

Продолжительность охлаждения рулонов до температуры распаковки (по стендовой термопаре) 180 0С составила на контрольном опыте 69 часов, с применением УСОМ сразу после снятия колпака - 50 часов (72,5 %), с применением УСОМ при температурах 530 0С и 410 0С по стендовой термопаре - 56 часов (81,2 %).

Сравнительные графики охлаждения, составленные по обобщенным результатам экспериментальных отжигов рулонов в колпаковых печах Магнитогорского металлургического комбината (ММК) представлены на рис. 13 и плакате.

Показано, что в случае применения воздушной обдувки во всем практическом диапазоне температур конца охлаждения и параметров рулонов продолжительность охлаждения может быть сокращена не более, чем на 8-25 %, а производительность одного стенда - увеличена не более, чем на 6-15 % /4/, т.е. позволяет существенно улучшить показатели работы КП, практически при небольших затратах и без остановки действующего производства повысить эффективность работы существующих колпаковых печей.

Эффективность обдувки муфеля воздухом при охлаждении рулонов жести на ММК

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6


на тему рефераты
НОВОСТИ на тему рефераты
на тему рефераты
ВХОД на тему рефераты
Логин:
Пароль:
регистрация
забыли пароль?

на тему рефераты    
на тему рефераты
ТЕГИ на тему рефераты

Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.


Copyright © 2012 г.
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.