Термическая обработка стали

     Коэффициент полезного действия электродной  печи-ванны определим по формуле :

      (25)

где Q_м– тепло, идущее на нагрев металла; Q_м=11297,29 Вт;

   Q_расх– суммарные затраты тепла печью; Q_расх=28274,07 Вт.

   После подстановки численных значений в формулу (25) получаем:

     (26)

   Коэффициент полезного действия электродной печи–ванны составляет всего 39% вследствие значительных потерь тепла через зеркало ванны.

Для электрических  печей установленная мощность определяется по формуле:

    

     

  Вт    ₍₂₇₎ 

где -коэффициент запаса мощности, принимаемый в пределах 1,4…1,6 для печей мощностью до 100 кВт. Примем =1,4

общий расход теплоты, Вт

Вт     (28) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.АВТОМАЗИЗАЦИЯ 

     Для регулирования температуры используется двухпозиционный закон регулирования.

     Основное  достоинство двухпозиционного регулирования  температуры – это простота. Для  управления нагрева используется контактор, который периодически подключает печь к источнику питания. В качестве регулирующего измерительного прибора используется электронный автоматический самопишущий потенциометр типа ЭПД с записью на дисковой диаграмме 130'. Схема включает в себя цепь питания и цепь управления. В цепь питания входит рубильник, плавкие предохранители (Пл. Пр) и контактор (К). В цепь управления входит электронный потенциометр (ЭП), универсальный переключатель (УП) и сигнальные лампочки.

     Если  температура печи ниже заданного  значения, то в электронном потенциометре замыкаются контакты min, при этом замкнутся его контакты и ток потечет по обмотке контактора (К), контакты контактора также замкнутся, печь подключится к источнику питания и одновременно загорится красная сигнальная лампочка (ЛСК).

     Если  температура печи станет выше заданного  значения, тогда контакты min размыкаются, разомкнуться его контакты, следовательно, обесточится обмотка контактора, печь отключится от источника питания и включится зеленая сигнальная лампочка (ЛСЗ).

     На  случай выхода из строя автоматики предусматривается ручное управление нагревом. Для этого используют универсальный переключатель (УП). Если универсальный переключатель стоит в положении «О», то цепи разомкнуты, а если в положении «А», то в цепь включается электронный потенциометр и регулирование температуры осуществляется автоматически. Если переключатель стоит в положении «Р», то помимо электронного потенциометра в обмотку включается промежуточное реле, и осуществляется ручное управление нагревом при помощи периодического переключения универсального переключателя из положения «О» в положение «Р».

     В качестве датчика используется радиационный пирометр. Пирометры излучения основаны на неконтактном методе измерения температур, когда чувствительный (измеряющий) элемент не находится в непосредственном соприкосновении с измеряемой средой. Пирометры полного излучения (радиационные пирометры) измеряют полную лучистую энергию нагретого тела, концентрируя ее на чувствительном элементе. Широкое применение находит радиационный пирометр с телескопом ТЕРА – 50. Телескоп ТЕРА – 50 выполнен в виде литого корпуса, в котором монтирована термобатарея из 10 миниатюрных хромель- копелевых термопар.

     Прибор  развивает большую термо–ЭДС  и обладает меньшей тепловой инерцией, чем другие подобные приборы. Если диапазон измеряемых температур составляет 900– 1099˚С, то основная погрешность прибора составляет ±18˚С. При нагреве корпуса телескопа возможна дополнительная погрешность, которая представлена в таблице 13. Для того чтобы пирометр не нагревался, его помещают в специальный корпус, который охлаждается водой или сжатым воздухом.

Таблица 13– Дополнительная погрешность радиационного пирометра при нагреве корпуса телескопа

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     4. ПЛАНИРОВКА УЧАСТКА ЦЕХА 

      Участок спроектирован для окончательной термической обработки прошивных пуансонов, изготовленных из стали высокой теплостойкости 4Х5МФС. При необходимости размещения термического цеха в многоэтажном здании, допустимо только как исключение, термический цех должен быть расположен на верхнем этаже достаточной высоты. При компоновке термического цеха в общем корпусе с другими цехами изготовителями (кузнечный, механический), цех следует располагать наиболее протяженной стороной вдоль наружной стены корпуса с целью улучшения операций. При этом согласно строительным нормам  
СН 245,64 не менее 60 % стен здания должны быть свободными от застройки вспомогательным и дополнительным оборудованием. Все элементы здания термического цеха относятся к категории Т по признаку пожароопасности и должны выполняться из несгораемых материалов, отвечающих І и ІІ ступеням огнеопасности.

      На  участке расположено 2 печи-ванны и 2 отпускные печи. Печи установлены в один ряд, расстояние между ними 1 метр. Расстояние от оси колоны до печи 2 метра. Ширина пролета участка термической обработки 12 метров. Расстояние между колонами 6 метров. Для перемещения изделий и оборудования предусмотрен крана-балка. Прошивные пуансоны для окончательной термической обработки привозят на автомобильном транспорте с участка их механической обработки. Далее при помощи крана-балки детали выгружается на склад заготовок. Для термического участка, который характеризуется значительным избытком и не требует утепления покрытия, проектируем его из асбоцементных листов. Покрытие полов на участке используем не скользкое, и легко очищаемое от загрязнений.

      Для определения геометрических параметров участка необходимо рассчитать его площадь. Общая площадь участка складывается из производственной,

вспомогательной и контрольно-бытовой площадей подразделений.

     S_скл – площадь промежуточных мест складирования изделий,

     S_скл = 40м²

     Определяем  примерную потребную площадь  под основное оборудование, для этого  количество печей умножают на укрупненную  норму площади для данного типа оборудования – для небольшого 25–30 м².

     S_осн = 4∙25 = 100 м²

     С учетом того, что проезды и проходы  размещены по территории участка, а  ширина проезда составляет 3,5 м, b = 3,5 м, и общая длина участка а = 48 м, площадь занимаемая проездом составляет:

     S_проезд = а∙b = 48∙3,5 = 168 м².

     Полезная  потребная площадь составляет:

     S_пол = S_осн + S_скл + S_к + S_{проезд (29)}

     Участок контроля термической обработки, расположен в общем потоке оборудования занимает площадь S_к = 9 м²

     S_пол = 100 + 40 + 9 + 168 = 317 м²

     Вспомогательная площадь составляет 25 - 35% от величины производственной площади, принимаем:

     S_всп = 0,25∙S_пол = 0,25∙317 = 100,5 м²

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 

1. Позняк, Л.А. Штамповые стали./ Л.А. Позняк, Ю.М. Скрынченко, С.И. 
Тишаев.-М.: «Металлургия». 1980.-244 с.

2. Марочник сталей и сплавов/ под ред. А.С. Зубченко.-М.: «Машиностроение» 2003.-789 с.

3. Гольдштейн  М.И. Специальные стали./ Гольдштейн  М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. М.: «Металлургия» 1985.-408 с.

4. Стали и сплавы. Марочник/ под ред. В.Г. Сорокина, М.А. Герасьева.- М.: «Интермет инжиниринг» 2001.-586 с.

5. Корягин Ю.Д.  Тепловые и электрические расчеты  термических печей: Учебное пособие-  Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2000г-178 с.

6. Рустем С.Л.  Оборудование и проектирование  термических цехов.- М.: МАШГИЗ, 1962 г.- 589 с.

7. Вишняков Д.Я., Ростовцев Г.Н., Неуструев А.А. Оборудование, механизация и автоматизация в термических цехах.- М.: Металлургия 1964 г.-470 с.