Файл: Эстрин, Б. М. Производство и применение контролируемых атмосфер (при термической обработке стали).pdf

Q3 = 0 , 1 4 П р м ,

(XII-27)

где Q3—потери

газа,

м3 /ч;

П—периметр затвора, м;

р—давление

под

муфелем, мм вод. ст. (обычно

10—15

мм вод. ст.).

О 1

2

3

<•

1 6

7

8

9

Ю 11

12

13 К

Время,

мин

Рис

83.

Характер изменения

давления

в подмуфельном

пространстве

колпако-

вой

печи

при

снятии

колпака

(отсчет

времени

от

начала

подъема

колпака;

у—

момент у д а л е н и я колпака

от стенда):

а — п е ч ь

с размерами муфеля 3670 X 2000X 3080

мм;

6 — т о

ж е ,

3670Х 2000Х

XI100 мм

• Для крупных печей (периметр

затвора

> 1 0 м)

по­

тери газа

<3з

через

песчаный

затвор,

отнесенные

к

1 м

затвора, составляют в среднем

1,1 м3 /ч.

Во время охлаждения садки расход газа может быть

сведен

к минимуму

(выход

газа закрывается) в печах с

П р и м е р . Дана колпаковая

печь с периметром песчаного

за­

твора 22

м, свободным

объемом

(не

занятым металлом)

4 м3

при

времени

продувки 2,5

ч. Требуется

определить расход

защитного

газа.

Оценим прежде всего расход газа на фильтрацию через песча­

ный

затвор. Поскольку

печь

относится к крупным, то

Q3 = 22-1,1 =

2 4 , 2 > 3 / ч .

Во

время продувки расход

Q, определяют

из

уравнения

(XII-25):

0,01

=

21 ехр(/—

Q,-2,5

\ I =12,2

м3 /ч.

ход

Полученная

величина меньше

Q3

и поэтому

действительный

рас­

газа в период продувки

должен

быть принят равным

24,2

м3 /ч.

Во

время

нагрева расход

Q2 находят, решая уравнение

(XII-26):

0,1

=

100 ехр (— Q 2 / 4 ) ,

Q 2 =

27,6 M 3 / 4 .

Эвакуация

газа

осуществляется

главным

образом

Только в период нагрева

садки газ выпускается

частич­

но в свечу.

Во время снятия колпака давление под муфелем рез­

ко падает, затем

быстро

выравнивается

(см. рис. 83).

Расход защитного

газа

(для печей с песчаным

затво­

ром) во время охлаждения садки равен

Q3 .

печь будет

проникать

воздух, если не

компенсировать

эти потерн

подачей свежих порций газа.

С другой стороны,

при отсутствии

напора в плоско­

проникновению воздуха в печь.

Итак, теоретически достаточно было бы такую печь

один раз заполнить газом, чтобы

обеспечить

нормаль­

ные условия работы

даже

при

постоянно

открытом

дверном проеме.

Практически, учитывая необходимость в газообмене,

действительный расход

газа

не должен быть

меньше,

чем это требуется по уравнению

(XII-26).

ПЕЧИ С ПОСТОЯННО ОТКРЫТЫМИ

ПРОЕМАМИ I I ГАЗОВОЙ ЗАВЕСОЙ

Выше были рассмотрены

печи

с открытыми

проема­

ми, в которых истечение осуществлялось при

положении

свободной поверхности,

совпадающей с уровнем роли­

ков или конвейерной лентой.

В тех случаях, когда

в проходной печи

обрабатыва­

ществить

продувку внутренней

полости

защитным

га­

зом. Для

этого

требуется

поддерживать в печи

(на

уровне роликов) давление порядка 0,2 мм вод. ст.

Последнее определяется

совместным

решением

двух

уравнений

у =

21ехр ( - Q T

V ) ,

(XII-28)

v2

(XII-29)

p = 0 , 0 3 ^ p / / d ,

где

у—заданное

содержание

кислорода

к

концу

продувки,

%;

Q — количество

защитного

газа,

поступающее

на

продувку,

м3/ч;

~~

т — время

продувки, ч;

V— объем внутренней

полости трубы,

м3 ;

о п р — скорость

продувки

через

трубу

сечени­

ем F,

м/с;

/— длина трубы, м;

р — масса единицы объема газа,

кг/м3 ;

d— внутренний диаметр трубы, м.

2,8

1

i 7 J

2fi

1 20

/3i 1

1 ?jr

\

i

/

f7

1,2

1

1 0,8

OA

2

В

10

/4

18

Расход Воздуха на забесу,

м]/ч

Рнс. 84.

Сопловое

устройство

Рис. 85. Зависимость

давления

в

стенде

газовой

завесы

(проем

100X100

см)

от

расхода

воздуха

на

завесу

(7 сопел, как

на рнс. 84) при

раз­

Из

уравнения

личных углах наклона и расходах на стенд:

1— при расходе на

стенд 0,0

м3 /ч и а. =90°;

(XII-28)

вычислим тре­

2— при расходе на

стенд 21,0 м3 /ч и а =90°:

буемое

количество

за­

3 — при р а с х о д е на

стенд 0,0 м3 /ч

и о

=

= 120°;

4— при

расходе па стенд 21

м3 /ч

н

щитного

газа

Q =

10,8

а = 110-И20°

м3 /ч. Это соответствует

f n p =

1,525 м/с. Далее,

приняв

состав

защитного

газа

10% Н 2

и 90% N 2 и среднюю его температуру на участ­

ке продувки 300°С

(р = 0,54), из уравнения (XII-29)

на­

ходим

р — 0,23

мм вод. ст. Потери газа

через

открытый