Файл: Бельский, В. И. Промышленные печи и трубы учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 71
Скачиваний: 0
ПРОМЫШЛЕННЫЕ
ПЕЧИ И ТРУБЫ
В. И. БЕЛЬСКИЙ, Б. В. СЕРГЕЕВ
ПРОМЫШЛЕННЫЕ
ПЕЧИ И ТРУБЫ
ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ,
ИСПРАВЛЕННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ
Д о п у щ е н о |
|
|
Г л авны м у п р а в л е н и е м к а д р о в |
и у ч е б н ы х |
|
з а в е д е н и й |
М и н м о н т а ж с п е ц с т р о я С С С Р |
|
в ка ч е ств е |
у ч е б н о г о п о с о б и я |
д л я те х н и к у м о в |
М О С К В А С Т Р О Й И З Д А Т
1974
УДК [624.9 : 66.041 f 697.8](075.3)
Бельский В. И., Сергеев Б. |
В. П р о м ы ш л е н н |
ы е |
п е ч и |
и т р у б ы . |
Учеб, пособие для техникумов. |
Изд. 2-е, испр. и |
доп. |
М , |
Стройиздат, |
1974. 301 с. |
|
|
|
|
В книге рассмотрены материалы, применяемые при кладке промышлен ных печей, описаны конструктивные элементы печей и оборудования, приве дены основы печной теплотехники, даны классификация печей и основы рас чета конструирования промышленных печей и дымовых труб.
Кроме того, в книге даны описания устройства, схем работы и конструк тивных элементов нагревательных, термических, сушильных и плавильных печей, а также печей черной и цветной металлургии, промышленности строи тельных материалов, нефтеперерабатывающей и химической промышленно сти и фабрично-заводских труб.
Книга является учебным пособием для учащихся техникумов по спе циальности «Промышленные печи и трубы», а также может быть использо вана инженерно-техническими работниками, занятыми на строительстве и ре монте промышленных печей и труб.
Табл. 23, ил. 120, список лит.: 14 назв.
(£) Стройиздат, 1974.
Б 0327—277
103—74
047(01)—74
ВВЕДЕНИЕ
Печи находят широкое распространение почти во всех от раслях промышленности. В черной металлургии в доменных пе чах получают чугун, в конверторах — сталь, в прокатных цехах в печах нагревают металл перед прокаткой и термообработкой после прокатки; в цветной металлургии металл получают и пе рерабатывают также в печах. Печи применяются в кузнечных и термических цехах машиностроительных заводов для нагрева
металла перед ковкой и штамповкой, для |
его термообработки, |
в литейных цехах—для плавки металла |
и сушки литейных |
форм и стержней; в керамической промышленности и промыш ленности строительных материалов-—для обжига огнеупоров и керамики, обжига цементного клинкера и извести, получения заполнителей бетона (керамзита и аглопорита); для варки стек ла; в нефтеперерабатывающей промышленности — для перегон ки нефти; в химической промышленности—для получения соды, аммиака, фосфатных удобрений и т. п.
Строительством и ремонтом промышленных печей занимают ся ряд специализированных организаций, а также цехи ремонта печей металлургических и машиностроительных заводов. Объем работ в денежном выражении по строительству и ремонту печей только специализированными организациями составил в 1970 г., по расчетам авторов, свыше 600 млн. руб.
Директивами XXIV съезда партии предусмотрено увеличить производство промышленной продукции за девятое пятилетие на 42—46%. Намечено довести выпуск стали в 1975 г. до 142— 150 млн. т, производство готового проката до 101 —105 млн. г, увеличить выпуск продукции машиностроительной промышлен ности в 1,7 раза, промышленности стройматериалов в 1,4 раза, химической и нефтехимической в 1,7 р аза1, что потребует строительства новых и реконструкции старых предприятий ме таллургической, машиностроительной, керамической, нефтепере рабатывающей, химической промышленности, а также промыш ленности строительных материалов. Это повлечет за собой резкое увеличение объема работ по сооружению новых и рекон струкции существующих печей.
1 Материалы XXIV съезда КПСС. Политиздат, 1971, стр. 246, 250, 258.
1* |
3 |
На 1975 г. объем работ печестроительных и печеремонтных
организаций |
увеличится |
не |
менее чем на 40% по сравнению |
||||||
с 1970 г. и достигнет порядка 840 млн. руб в год. |
характер |
работ. |
|||||||
Помимо увеличения объема |
меняется |
и |
|||||||
Существенно |
увеличивается |
мощность |
отдельных |
установок |
|||||
и агрегатов: |
повышается |
объем |
доменных печей до |
5000 лг3 |
|||||
против строившихся до |
настоящего |
времени |
печей |
объемом |
|||||
2700—3200 м3, емкость конвертеров до 350 т вместо |
130—200 г |
||||||||
и т. д. |
|
|
КПСС |
предусмотрено |
развитие |
||||
Директивами XXIV съезда |
техники по линии максимальной интенсификации, механизации и автоматизации производственных процессов, что также отно сится и к строительству печей. В последние годы в печах все шире применяют кислородное дутье, механизированную загруз ку, передвижение и выгрузку материалов, автоматическое регу лирование работы печей. Это увеличивает сложность строитель но-монтажных работ, повышает ответственность строителей, требует более высокой их квалификации, понимания процессов, происходящих в печах, и учета связанных с ними повышенных требований к качеству материалов и кладке печей.
В связи с этим для обеспечения специализированных пече строительных организаций, а также заводских цехов ремонта печей квалифицированными кадрами в ряде монтажных техни кумов введена специальность «Промышленные печи и трубы». Учебное пособие «Промышленные печи и трубы» составлено в соответствии с программой предмета, изучаемого по этой спе циальности. Исходя из того что пособие предназначено для бу дущих печестроителей, в нем даются только основные понятия о процессах горения, топливе, механике газов, теплопередаче и расчете печей и дымовых труб, необходимые для понимания работы печей и дымовых труб. Особое внимание обращено на описание конструкции печей, их механизмов, гарнитуры и обо рудования, процессов, происходящих в печах и влияющих на долговечность их, и дымовых труб, а также огнеупорных и изо ляционных материалов, идущих на строительство печей. При этом дается описание общей принципиальной конструкции кладки и каркаса печей и конструкции дымовых труб.
При подготовке второго издания авторы учли все то новое, что появилось за период, истекший со времени первого издания, в конструкции печей и материалов, применяемых при их строи тельстве. Помещено описание доменной печи объемом 3200 м3, глуходонного конвертора емкостью 300 т, нагревательных ко лодцев с верхней горелкой, методической печи с шагающим по дом, печей безокислительного и скоростного нагрева, сушил для сушки сыпучих материалов в пневмопотоке и кипящем слое. Переработана глава I в соответствии с последними ГОСТами на огнеупорные и теплоизоляционные материалы. Дан пример рас чета печи, работающей на природном газе, взамен печи, рабо-
4
тавшей на неприменяющемся в настоящее время генераторном газе.
В соответствии с ГОСТ 9867—61 в учебном пособии принята международная система единиц (СИ). В качестве дублирующей приведена ранее применявшаяся система. При этом руководст вовались следующими переводными коэффициентами между единицами этих двух систем:
1 ккал » 4,187 кДж\
1 ккалім2 ж4,187 кДж/м2\
1 ккал!(кг-град) »4,187 кДж/(кг-град) \ 1 ккал/(мг-град) »4,187 кДж/(мг-град) ; 1 ккал/(м-ч-град) »1,163 Вт/(м-град) ; 1 ккал/ (м2 ■ч ■град) »1,163 Вт(м2 - град) ;
1 ккал/ (м2 ■ч ■градА) » 1,163 Вт/ (м2 - град*).
Главы II—VIII, XIII и XIV написаны В. И. Бельским, а гла вы I, IX—XII — Б. В. Сергеевым.
\
ГЛАВА I
МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ КЛАДКЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕН И ДЫМОВЫХ ТРУБ
§ 1. ОГНЕУПОРНЫЕ М АТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
Состав и свойства огнеупорных изделий
Огнеупорами называются материалы и изделия, способные противостоять высокой температуре (от 1580°С и выше), воз действию шлаков и нагрузке при высоких температурах. Основ ные свойства и качество огнеупоров оцениваются по огнеупор ности, механической прочности при нормальной и высокой тем пературах, термической стойкости, точности размеров и формы, постоянству объема, газопроницаемости, химической устойчи вости при действии шлаков и агрессивных газов, теплопровод ности, теплоемкости и термическому расширению и др. Свойства огнеупорных изделий зависят от их химического состава, струк туры, пористости, объемной массы, плотности и др.
По ГОСТ 4385—68 огнеупорные изделия подразделяются по следующим основным признакам: химико-минеральному соста ву, огнеупорности, пористости, способу формования, термиче ской обработке, форме и размерам.
В зависимости от химико-минерального состава огнеупорные изделия делятся на типы и группы в соответствии с данными табл. 1.
Огнеупорные изделия в зависимости от их огнеупорности подразделяются на: огнеупорные, которые выдерживают темпе ратуру от 1580 до 1770° С включительно; высокоогнеупорные — выше 1770 до 2000° С включительно и высшей огнеупорности — выше 2000° С.
Огнеупорные изделия подразделяются в зависимости от по ристости (табл.2).
По способу формования огнеупорные изделия делятся на: пластично-формованные, изготовленные из пластичных масс ма шинным формованием или прессованием на механических или других прессах и различными способами ручного формования; сухоформованные неармированные или армированные, изго товленные из полусухих или сухих порошкообразных малоплас тичных или непластичных масс (в том числе из бетонов, плавле ных материалов и т. п.) методами механического, гидравличе ского или гидростатического прессования, вибропрессования,
вибрирования, трамбования; шликернолитые, изготовленные литьем из жидкого шликера
(разжиженной огнеупорной глины), пеношликера, газошликера, термопластичного шликера и т. п.;
6
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 1 |
|
Классификация огнеупорных изделий по химическому составу |
|||||
|
|
|
|
|
|
Содержание определяющих |
|
Тип |
Группа |
|
химических компонентов |
||
|
|
(на прокаленное вещество) |
||||
|
|
|
|
|
|
в .0 |
1. |
Кремнеземистые |
Кварцевое |
стекло |
Si02 не менее 99 |
||
|
|
Динасовые |
(тридими- |
Si02 не менее 93 |
||
|
|
токристобалитовые) |
на |
|
||
|
|
известковой |
связке |
|
|
|
|
|
Динасовые |
(тридими- |
Si02 не менее 80 |
||
|
|
токрнстобалитовые) |
на |
|
||
|
|
различных |
связках |
и с |
|
|
|
|
разными |
добавками |
|
||
2. |
Алюмосиликатные |
Полукислые |
|
А120 з менее 28 |
||
(низко-, средне- и вы |
|
|
|
|
Si02 от 65 до 85 |
|
сокоглиноземистые) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Шамотные |
|
|
А120 3 от 28 до 45 |
|
|
|
Муллито-кремнезе |
А120 3 свыше 45 до 62 |
|||
|
|
мистые |
|
|
|
|
|
|
Муллитовые |
|
А120 з свыше 62 до 72 |
||
|
|
Муллито-корундозые |
Аі20 3 свыше 72 до 90 |
|||
|
|
Корундовые |
|
А120 3 свыше 90 |
||
3. |
Магнезиальные |
Магнезитовые |
(пери- |
MgO не менее 90 |
||
|
|
клазовые) |
|
|
|
|
|
|
Магнезитовые |
(пери- |
MgO свыше 80 |
||
|
|
клазовые) |
на различных |
|
||
|
|
связках |
|
|
|
|
4. |
Магнезиально-из |
Магнезито-доломито- |
MgO свыше 50 |
|||
вестковые |
вые (периклазоизвестко- |
СаО не менее 10 |
||||
|
|
вые) |
|
|
|
|
|
|
Доломитовые (извест- |
MgO от 35 до 50 |
|||
|
|
ково-периклазовые) |
СаО от 45 до 70 |
/
|
|
Продолжение табл. 1 |
* |
|
Содержание определяющих |
Тип |
Группа |
химических компонентов |
(на прокаленное вещество) |
||
|
|
в % |
5. Магнезиально-шпи- нелидные
6. Магнезиально-сили катные
Доломитовые стабили |
MgO от 35 до 65 |
|||
зированные (периклазо- |
Si02 от 6 до 15 |
|||
алитовые) |
СаО от 15 до 40 |
|||
|
С аО : Si02 |
в |
пределах |
|
|
2,7—2,9 |
|
|
|
Известковые |
СаО свыше 70 |
|
||
Магнезито-хромито |
MgO свыше 60 |
|||
вые (периклазохромито- |
Сг20 3 от 5 до |
18 |
||
вые) |
|
|
|
|
Хромомагнезитовые |
MgO от 40 до 60 |
|||
(хромитопериклазовые) |
С г20 з |
от 15 до 30 |
||
Хромитовые |
MgO менее 40 |
|
||
|
Сг20 3 |
свыше 25 |
||
Периклазошпинельные |
MgO свыше 40 до 80 |
|||
|
А120 з |
от 15 |
до 55 |
|
Шпинельные |
MgO от 25 до 40 |
|||
|
А120 3 |
свыше 55 до 70 |
||
Периклазофорстерито- |
MgO от 65 до 80 |
|||
вые |
Si02 не менее 10 |
|||
Форстеритовые |
MgO от 50 до 65 |
|||
|
Si02 от 25 до 35 |
|||
Форстерито-хромито |
MgO от 45 до 60 |
|||
вые |
Si02 от 20 до 30 |
|||
|
Сг20 3 |
от 5 |
до |
15 |
7. Углеродистые |
Углеродистые |
графи- |
С |
свыше 98 |
|
тированные |
|
|
|
|
Углеродистые |
негра- |
С |
свыше 85 |
|
фитированные |
(уголь |
|
|
|
ные) |
|
|
|
8