Đồ Án lò công nghiệp Đề tài tính toán thiết kế lò nung liên tục, nung thép cán

Các ngành công nghiệp về nhiệt hằng năm vẫn mang lại nhiều lợi ích to lớn trong nhiều lĩnh vực hàng đầu về kinh tế quốc dân, quốc phòng và đời sống của người dân.Theo thống kê ở các nước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG

ĐỒ ÁN LÒ CÔNG NGHIỆP

Đề tài: Tính toán thiết kế lò nung liên tục, nung thép cán

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Quốc Uy

Nhóm : 01

Lớp : D16 DIENLANH1

TRƯỜNG ĐH ĐIỆN LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Công nghệ Năng lượng Độc lập -Tự do - Hạnh Phúc

ĐỀ TÀI LÒ CÔNG NGHIỆP

Nhóm : 1 Lớp: D16DIENLANH1 Chuyên ngành: Điện Lạnh

Thành viên nhóm tham gia

1: Vũ Đình Nguyên – 21819110025

3: Nguyễn Văn Tuấn

1.Đề tài:

Tính toán thiết kế lò nung liên tục nung thép cán

2.Số liệu ban đầu:

- Năng suất lò: P= 16000 [ Kg/ giờ ]

- Nhiên liệu: Dầu FO có thành phần sau:

- Kích thước phôi thép [rộng x cao x dài,mm]: flx45x2500

- Nhiệt độ phôi vào lò: 25℃

- Nhiệt độ phôi ra lò: 1245

3.Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Chương I:Tính toán sự cháy nhiên liệu

Chương II: Tính thời gian nung kim loại

Chương III: Chọn cấu trúc lò, tính cân bằng nhiệt và xác định lượng tiêu hao dầu FO

Chương IV: Tính toán mỏ phun cao áp đốt dầu FO

Chương V: Tính toán hệ thống cấp gió và hệ thống thoát khói lò

4.Các bản vẽ và bảng biểu:

1 Bản vẽ 3 mặt cắt chính của lò

2 Bản tóm tắt các đặc tính cơ bản của lò

3 Bản vẽ cấu trúc của thiết bị nung gió và hệ thống thoát khói của lò

4 Hệ thống cấp gió và thoát khói

5 Ngày giao đề tài đồ án: 18/8/2024

6 Ngày hoàn thành đồ án: 26/11/2024

Lời mở đầu

Hiện nay đất nước đang trên đà công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, nghành công nghệ năng lượng càng trở nên quan trọng hơn hết trên con đường phát triển sau này

Các ngành công nghiệp về nhiệt hằng năm vẫn mang lại nhiều lợi ích to lớn trong nhiều lĩnh vực hàng đầu về kinh tế quốc dân, quốc phòng và đời sống của người dân.

Theo thống kê ở các nước phát triển, lò công nghiệp đóng vai trò quan trọng, tiêu thụ hơn 50% tổng số nhiên liệu đốt hằng năm, 25% tổng năng lượng điện Lò công nghiệpđược ứng dụng vào trong nhiều ngành nghề khác nhau: nhiệt luyện, luyện kim, làm gốm, sấy Hiện nay ở Việt Nam, ngành công nghiệp thép đang ngày càng phổ biến rộng rãi hơn khi phần lớn các tỉnh thành trải dài trên mảnh đất hình chữ S đều có ít nhất một cơ sở sản xuất, cán thép

Theo thống kê năm 2022 của hiệp hội thép Việt Nam, sản lượng thép thành phẩm năm 2022 của nước ta đạt 29,339 triệu tấn Việt Nam đang là nước phát triển, vì vậy trong những năm tới, ngành công nghiệp luyện kim nói chung và công nghiệp cán thép nói riêng

sẽ phát triển mạnh mẽ Sản lượng thép sẽ tăng lên

Vì vậy việc tính toán kĩ thuật nhiệt luyện kim đáp ứng nhu cầu công nghệ cũng như

về tính kinh tế có tầm quan trọng lớn và ngày càng được ứng dụng rộng rãi Theo công nghệ cán thép nóng thì trước khi cán, các phôi kim loại được nung nóng trong lò tới

1150 ÷ 1245 ℃ Quy trình công nghệ cán thép với sản phẩm là thép hình và thép tròn

Bản đồ án này giải quyết các vấn đề

Áp dụng kỹ thuật tính toán nhiệt, từ đó thiết kế lò nung liên tục nung phôi thép để cán

1. Tính toán sự cháy của dầu FO

2. Chọn chế độ nung và tính thời gian nung kim loại

3. Chọn cấu trúc lò, tính cân bằng nhiệt và xác định lượng tiêu hao dầu FO

4. Tính toán và thiết kế mỏ phun cao áp đốt dầu

5. Tính toán hệ thống cung cấp không khí và thoát khói của lò

Các vấn đề trên tuy được tính toán và thiết kế đối với một dạng lò cụ thể( lò nung liên tục), nhưng cũng là những kiến thức cơ bản khi phải thiết kế một thiết bị nhiệt có các quy trình công nghệ khác nhau Nhận thấy sự quan trọng của nó, nhóm chúng em triển khai nghiên cứu tính toán thiết kế lò nung liên tục để tối ưu hóa sử dụng năng lượng để ra thành phẩm tốt nhất Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng em đã nhận được sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Quốc Uy Tuy nhiên, do thời gian và lượng kiến thức có hạn nên cóthể không tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và mọi người để bản đồ án của nhóm chúng em được hoàn chỉnh hơn Em xin chân thành cảm ơn!

Mục Lục

Lời mở đầu

CHƯƠNG I TÍNH TOÁN SỰ CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU

1 Số liệu ban đầu 8

2 Tính toán sự cháy của nhiên liệu 8

2.1 Tính nhiệt trị thấp của nhiên liệu 8 2.2 Chọn hệ số tiêu hao không khí 8

2.3 Bảng tính toán sự cháy của nhiên liệu 8

2.4 Bảng cân bằng khối lượng 10

2.5 Tính khối lượng riêng của sản phẩm cháy

10 2.6 Tính nhiệt độ cháy của nhiên liệu 10

2.7 Các kết quả tính toán 12

CHƯƠNG II CHỌN CHẾ ĐỘ NUNG VÀ TÍNH THỜI GIAN NUNG KIM LOẠI 1. Số liệu ban đầu 14

2. Phương pháp nung và chọn giản đồ nhiệt nung 14

2.1 Giai đoạn sấy 14

2.2 Giai đoạn nung 15

2.3 Giai đoạn đồng nhiệt 15

3. Tính thời gian nung 15

3.1 Xác định kích thước cơ bản của nội hình lò 15

3.2 Tính thời gian nung kim loại 17

3.2.1 Tính thời gian sấy 17

3.2.2 Tính thời gian nung 22 3.2.3 Tính thời gian đồng nhiệt 25 3.2.4 Tổng thời gian nung phôi 26

3.3 Xác định chiều dài lò 26

CHƯƠNG III CHỌN THỂ XÂY VÀ TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT 1. Cấu trúc lò 29

1.1 Kích thước cơ bản của nội hình lò 29

1.2 Chọn vật liệu và kích thước để xây 29

2. Tính cân bằng nhiệt 31

2.1 Các khoản nhiệt thu 31

2.2 Các khoản nhiệt chi 32

2.3 Suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn và các chỉ tiêu kĩ thuật 41

1. Các số liệu ban đầu 45

2. Tính toán thiết kế mỏ phun dầu FO 45

2.1 Lựa chọn kiểu mỏ phun 45

2.2 Chọn số lượng mỏ phun và cách bố trí mỏ phun 46

2.3 Tính các kích thước cơ bản của mỏ phun 46

2.3.1 Tính và chọn các thông số kỹ thuật của không khí nén và dầu FO 46

2.3.2 Tính toán các kích thước cơ bản của mỏ phun 47

CHƯƠNG V TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CẤP GIÓ VÀ THOÁT KHÓI CỦA LÒ 1. Sơ đồ bố trí hệ thống cấp gió và thoát khói của lò 54

2. Tính các kích thước cơ bản của hệ thống thoát khói 54

3. Tính kích thước cơ bản của đường ống dẫn không khí 55

4. Tính tổn thất áp suất trên đường ống dẫn khói 56

4.1 Tính tổn thất cục bộ trên đường ống dẫn khói 56

4.2 Tính tổn thất ma sát trên đường ống dẫn khói 57

4.3 Tính tổn thất hình học ở kênh khói 58

5. Tổn thất ấp suất trên đường ống gió 58

5.1 Tính tổn thất áp suất cục bộ trên đường ống gió 59

5.2 Tính tổn thất hình học trên đường ống gió 59

5.3 Tính tổn thất do ma sát trên đường ống dẫn không khí

60 6. Tính chọn quạt gió

61 6.1 Tính toán các thông số cơ bản của quạt gió 61

6.2 Chọn quạt gió

62 6.3 Tính công suất quạt

63 7. Tính chiều cao ống khói

63 7.1 Chiều cao sơ bộ ống khói 63

7.2 Tính toán đường kính và chiều cao ống khói 63

Kết luận

66 Tài liệu tham khảo 67

Chương 1: Tính toán sự cháy của

nhiên liệu

7

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN SỰ CHÁY

CỦA NHIÊN LIỆU

1 Số liệu ban đầu

- Nhiên liệu : Dầu FO

- Nhiệt độ nung trước nhiên liệu : tFO = 110°𝐶

- Nhiệt độ nung trước không khí : tkk = 300 °𝐶

- Loại lò : Lò nung liên tục phôi thép cán

2 Tính toán sự cháy của nhiên liệu

2.1 Tính nhiệt trị thấp của nhiên liệu Qt [kJ/kg]

Qt = 339,1 Clv + 1255,8 Hlv - 108,8.( Olv- Slv) – 25,1.( Wlv + 9 Hlv)

2.2 Chọn hệ số tiêu hao không khí

Hệ số tiêu hao của không khí chọn tùy thuộc vào từng loại nhiên liệu vàthiết bị đốt Lò được thiết kế là lò nung liên tục , nhiên liệu là dầu FO , để biếnbụi tốt phải dùng mỏ phun cao áp chọn hệ số tiêu hao không khí : 𝛼 = 1,2

2.3 Bảng tính toán sự cháy của nhiên liệu

Tính toán sự cháy của nhiện liệu được thực hiện theo phương pháp lập bảng Trong bảng này , ta tính cho 100 kg nhiên liệu

Chất % Khối

lượng [kg]

PT lượng

Số kmol

6,94 4,028 0,0375 1,692 40,703 53,62 1201,1

1=100 xV

2.4 Bảng cân bằng khối lượng

Từ những kết quả tính được tính trong bảng trên ta lập bảng cân bằng khối lượng

Chất tham gia sự cháy Sản phẩm cháy tạo thành

Chất Tính toán Giá trị [kg] Chất Tính toán Giá trị[kg]

Trong đó: tlt: Nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu [°𝐶] i1,i2 : Entanpy của sản

phẩm cháy tương ứng với nhiệt độ t1 , t2 , [kJ/ m3

tc] ∑ 𝑖 : Entanpy của sản phẩm cháy tương ứng với nhiệt độ tlt [kJ/ m3

tc]

f: Tỉ lệ nung trước không khí ; f = 1 ( nung 100% không khí ) Cnl:

Nhiệt dung riêng của dầu FO , CFO = 2,17 [ kJ/kgK] tnl: nhiệt dộ

nung trước của dầu FO tFO =110[°𝐶] ikk : Entanpy của không khí ở

Để tính Entanpy của sản phẩm cháy ứng với nhiệt độ t1 = 2000 [°𝐶] và t2 = 2200 [°𝐶]

ta phải tính Entanpy của các khí thành phần ứng với hai nhiệt độ này

= 0,01 x ( 12,72 x 4910,5 + 2970,2 x 8,1 + 3142,8 x 75,91 + 3889,7x 3,2 + 4049,9 x 0,12 )

= 3482,06 [kJ/ m3

tc]Như vậy: 𝑖1 < 𝑖∑ < 𝑖2 thỏa mãn giả thiết đã cho

C]

C]

2.6.2 Nhiệt độ cháy thực tế của nhiên liệu ttt [0C]

Trong thực tế , nhiệt lượng sinh ra do đốt cháy , ngoài việc làm tăng nhiệt độsản phẩm cháy còn thất thoát ra môi trường xung quanh Vì vậy nhiệt độcháy thực tế thấp hơn nhiệt độ cháy lý thuyết

𝑡𝑡𝑡 = 𝑡𝑙𝑡 × 𝜂 = 2077,7 𝑥 0,75 = 1558 [0C]

Trong đó : : Hệ số nhiệt độ phụ thuộc vò loai lò , ở đây là lò nung liên tục , nên

Nhiệt độ [0C] Sản phẩm cháy [%]

tlt ttt CO2 H2O O2 N2 SO2

9,605 11,526 10,009 12,011 1,312 20,077 1558 12,72 8,1 3,2 75,91 0,12

Chương 2: Chọn chế

độ nung và tính thời gian nung kim loại

CHƯƠNG 2: CHỌN CHẾ ĐỘ NUNG VÀ TÍNH

THỜI GIAN NUNG KIM LOẠI

1 Số liệu ban đầu

- Năng suất lò: P = 16 [tấn/giờ]

2 Phương pháp nung và chọn giản đồ nhiệt nung

• Phôi được nung một mặt và được xếp một hàng

• Phôi vào lò có nhiệt độ: tvào = 300C

• Giản đồ nhiệt độ nung: Chọn chế độ bà vùng sấy: sấy - nung - đồng nhiệt

• Giản đồ nung thể hiện ở hình

2.1 Giai đoạn sấy:

• Ở vùng sấy để tránh ứng suất nhiệt, cần nung phôi với tốc độ nung chậm

• Nhiệt độ ở đầu giai đoạn sấy: tk

2.2 Giai đoạn nung:

• Ở vùng nung, phôi được nung tới nhiệt độ yêu cầu

2.3 Giai đoạn đồng nhiệt:

Tại vùng đồng nhiệt, nhiệt độ bề mặt phôi không tăng, nhiệt độ tâm phôi tăng

[∆tcho phép]: Độ chênh lệch nhiệt độ cho phép giữa mặt và tâm phôi trước khi ra lò

3 Tính thời gian nung

3.1 Xác định các kích thước cơ bản của nội hình lò

3.1.1 Chiều rộng nội hình lò: B [ m ]

𝐵 = 𝑛 × 𝑙 + (𝑛 − 1) × 𝐶 + 2 × 𝑏Trong đó: n: Số dãy phôi nung; n = 1 l: Chiều dài phôi nung; l =

2,5 [ m ] b: Khoảng cách đầu phôi và tường lò; b = 0,25 [ m ]

C: Khoảng cách giữa các đầu phôi (vì xếp hàng nên không có C)

N: Số mặt được nung; n = 1 (nung một mặt)S: Chiều dày phôi; S = 0,125 [m]

H s

tt = 1 0,768 + 0,125 = 0,894 [m]

3.1.3 Chiều cao nội hình lò ở vùng nung:

a Chiều cao có hiệu ở vùng nung: Hn

n: Số mặt được nung, ở đây nung một mặt; n = 1 S:

Chiều dày phôi; S = 0,125 [m]

3.1.4 Chiều cao nội hình lò ở vùng đồng nhiệt:

a Chiều cao có hiệu của vùng đồng nhiệt: Hdn

ch [m]

3.2 Tính thời gian nung kim loại:

3.2.1 Tính thời gian sấy:(Nung sơ bộ)

3.2.1.1 Nhiệt độ bề mặt vật nung trong vùng sấy: tm

tb [0C]

C] 3.2.1.2 Xácđịnh độ đen của sản phẩm cháy trong vùng sấy:

𝑘 = 𝐶𝑂 2 + 𝛽 × 𝐻 2 𝑂

Độ đen của khí phụ thuộc vào áp suất riêng phần của của chất khí bức xạ, nhiệt

độ khí và chiều dày bức xạ có hiệu của sản phẩm cháy

𝐶𝑂 2 = (𝑃𝐶𝑂 2, 𝑡𝑘𝑡𝑏, 𝑆ℎ𝑞) 𝐻 2 𝑂 =

𝑀𝐶𝑂 2 = 𝑆ℎ𝑞 × 𝑃𝐶𝑂 2 [bar.m]

𝑀𝐶𝑂 2 = 1,1 × 0,1272 [bar.m]

𝑘 = 𝐶𝑂 2 + 𝐻 2 𝑂 × 𝛽

= 0,13 + 0,1 × 1 = 0,23 3.2.1.3 Tính hệ số bức xạ quy d 𝐶𝑞𝑑 [W/m

• Độ đen của sản phẩm cháy: 𝑘 = 0,23

• Độ đen của kim loại: 𝑘𝑙 = 0,8

a Độ phát triển của tường lò: ω

b Hệ số trao đổi nhiệt bức xạ: αbx [W/m2K]

[W/m2K]

Trong đó:

C: Hệ số bức xạ quy dẫn ộ của môi trường, [W/m2K4]

= 107,5 [W/m2K]

c Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu: αđl [W/m2K]

Các lò có mức nhiệt độ cao thường có cả hai quá trình truyền nhiệt (truyền nhiệt bức xạ và truyền nhiệt đối lưu) Song truyền nhiệt bức xạ là chủ yếu, đối với đốilưu chiếm khoảng 10%

αđl = 0,1 × αbx = 0,1 x 107,5 = 10,75 [W/m2K]

d Hệ số truyền nhiệt tổng cộng là :

𝛼Σ = αbx + αđl =1,1 x 107,5 = 118,25 [W/m2K]

3.2.1.4 Hệ số dẫn nhiệt ( tính sơ bộ) :

Hệ số dẫn nhiệt đặc trưng cho khả năng truyền nhiệt bên trong của kim loại

Hệ số này phụ thuộc vào thành phần và trạng thái nhiệt độ của kim loại

Ở điều kiện nhiệt độ 0 hệ số dẫn nhiệt :

𝜆0= 69,8 - 10,12 x C -16,75 x 𝑀𝑛 – 33,72 x SiTrong đó:

C, Mn, Si: Thành phần khối lượng của cỏc nguyờn tố C, Mn, Si cú trong thép, [%]

Với C = 0,24 [%], Mn = 0,45 [%], Si = 0,23 [%]

 𝜆0 = 69,8 − 10,12 × 0,24 − 16,75 × 0,45 − 33,72 × 0,23 = 52,1 [W/mK]

Theo khi nhiệt độ thay đổi, với 0 = 52,1 [W/mK] > 46 [W/mK] Ta có

các giá trị hệ số dẫn nhiệt của thép C theo nhiệt độ

 Hệ số dẫn nhiệt sơ bộ

Do chưa biết nhiệt độ tâm phôi thép cuối giai đoạn sấy, vậy ta tính hệ số

dẫn nhiệt sơ bộ như sau:

Bảng hệ số dẫn nhiệt của thép ở các nhiệt độ khác nhau

Nhiệt độ [0C] Giá trị

Từ bảng trên, ta xây dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của 𝝀𝒕vào t0

b Tiêu chuẩn Bi (Tính sơ bộ) Tiêu chuẩn Bisb:

1400 1200

1000 800

600 400

200 0

𝛼Σ : Hệ số truyền nhiệt tổng cộng; 𝛼Σ = 118,25 [W/m2K]

sb: Hệ số dẫn nhiệt sơ bộ của thép Vậy:

c Tiêu chuẩn nhiệt độ bề mặt không thứ nguyên: 𝜃𝑚 Công thức tính:

• Từ (𝜃𝑚 = 0,427 và Bisb = 0,311) tra được tiêu chuẩn Fo: Fosb = 3 (theohình 5.29/276 [2])

• Để xác định được nhiệt độ sơ bộ của tâm phôi thép ở cuối giai đoạn sấy , từ giátrị Fosb = 3 và Bisb = 0,311 theo hình 5.28/276 [2] ta tra được:

• Để xác định được nhiệt độ sơ bộ của tâm phôi thép ở cuối giai đoạn sấy , từ giátrị Fo = 3 và Bisb = 0,33 theo hình 5.29/276 [2] ta tra được:

Trong đó:

cx: Hệ số dẫn nhiệt trung bình của phôi thép , [W/mK]

: Khối lượng riêng của thép; q = 7800 [kg/m3] 𝐶𝑝:

Nhiệt dung riêng của thép, [kJ/kg0C]

Trong đó:

𝑖𝑐, 𝑖𝑑: Entanpy của thép ở cuối và đầu giai đoạn sấy, [kJ/kg]

𝑡𝑡, 𝑡𝑡𝑏𝑑 : Nhiệt độ trung bình của phôi thép ở cuối và đầu giai đoạn sấy;

td = 30 [0C], t c = 598 [0C] Giá trị i tra phụ lục XI [2] theo ttb và hàm lượng

C trong thép, bằng phương pháp nội suy ta có:

= 13,9 [kJ/kg] Vậy:

g Tính thời gian sấy: [h]

Từ tiêu chuẩn ta được

𝐶𝑂 2 = 𝑆ℎ𝑞 × 𝑃𝐶𝑂 2 = 1,67 × 0,1272 = 0,212 [𝑏𝑎𝑟 𝑚]

𝐻 2 𝑂 = 𝑆ℎ𝑞 × 𝑃𝐻 2 𝑂 = 1,67 × 0,081 = 0,135 [𝑏𝑎𝑟 𝑚]  Xác định độ đen của khí lò ở vùng nung:

Căn cứ vào giá trị 𝑀𝐶𝑂 2và 𝑀𝐻 2 𝑂 và nhiệt độ trung bình của khí lò,

• Độ đen của sản phẩm cháy : 𝑘

= 0,285

• Độ đen của kim loại : 𝑘𝑙 =

0,8 Độ phát triển của tường lò:

Hệ số bức xạ quy dẫn: Cqd [W/m2K4]

[W/m2K4]

[W/m2K4]3.2.2.2 Tính hệ số truyền nhiệt: 𝛼Σ[W/m2K]

a Hệ số trao đổi nhiệt bức xạ: 2

b Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu: 𝛼đ𝑙[W/m2K]

Các lò có mức nhiệt độ cao thường có cả hai quá trình truyền nhiệt ( truyền

nhiệt bức xạ và truyền nhiệt đối lưu) Song truyền nhiệt bức xạ là chủ yếu, đối với đối lưu chiếm khoảng 10%

Hệ số truyền nhiệt tổng cộng là:

3.2.2.3 Hệ số nhiệt

a Hệ số dẫn nhiệt( tính sơ bộ ): Do chưa biết nhiệt độ tâm phôi thép cuối giai

đoạn sấy, vậy ta tính hệ số dẫn nhiệt sơ bộ như sau:

Tiêu chuẩn Bi (Tính sơ bộ) Tiêu

3.2.2.7 Thời gian nung: [h]



Căn cứ vào mức độ đồng nhiệt, tra giản đồ hình 5.21/269[2] được giá tri F0=0,3 a.Nhiệt độ trung bình của phôi thép ở vùng đồng nhiệt: 𝑡𝑡𝑏𝑘𝑙[℃]

𝑡𝑡: Nhiệt độ trung bình của phôi thép ở đầu giai đoạn đồng nhiệt, 𝑡𝑡𝑏𝑑 = 1237[℃]: Nhiệt độ trung bình của phôi thép ở cuối giai đoạn đồng nhiệt

d Thời gian đồng nhiệt

3.2.4 Tổng thời gian nung phôi:

Trong thực tế , do có lớp oxit bao phủ trên bề mặt vật nung nên khả năng dẫn nhiệt của kim loại Tính dến ảnh hưởng này người ta tăng thoiwfgian nung phôi lên

20% vậy tổng thời gian nung trong lò là :

τΣ = τs + 1,2.τn + τđn = 1,3 + 1,2.1,9 + 0,188 = 3,7[ℎ]

3.3 Xác định chiều dài lò:

3.3.1 Chiều dài vùng sấy:

a Chiều dài hữu ích vùng sấy:

gian sấy, τs = 1,3 [ℎ] g: Khối

lượng của phôi thép:



b Chiều dài thực tế vùng sấy:

Chọn chiều dài của kênh khói ở đầu vùng sấy là 0,5 [m] do đó chiều dài

thực tế của vùng sấy:

Trong đó: Lkk: Khoảng cách từ tâm kênh khói đến bề mặt trong của tường lò( phía vào liệu )

3.3.2

a Chiều dài hữu ích vùng đồng nhiệt:

b Chiều dài thực tế củ ng nhiệt:

𝐿đ𝑛 = 𝐿đ𝑛+𝐿đ𝑛 = 1,234 + 0,9 = 2,134 [𝑚]

Trong đó: 𝐿đ𝑛: Khoảng cách từ bề mặt phía trong của tường đầu lò đến

-Tính toán cân bằng nhiệt

-Xác định lượng tiêu hao nhiên liệu

1 Cấu trúc lò

1.1 Kích thước cơ bản của nội hình lò:

Các kích thước này đã được tính toán ở chương II Số liệu trình bày ở bảng 3.1 và hình3.1

Bảng 3.1 Các kích thước của nội hình lò

hìn

h lò

H [mm]

B [mm]

L [mm]

1.2 Chọn vật liệu và kích thước thể xây

Khi chọn vật liệu để xây lò cần căn cứ vào nhiệm vụ của lò (lò nung, lò sấy ),đặc điểm làm việc của lò (lò làm việc với chế độ nhiệt ổn định hay không ổnđịnh), nhiệt độ làm việc và tính chất môi trường lò Nếu thể xây tiếp xúc với môitrường mang tính axit thì phải dùng gạch axit (đinát), khi tiếp xúc với môi trườngmang tính bazơ thì dùng gạch có tính bazơ (manhêhít, đôlômít, crômanhêhít ) Cònđối với môi trường trung tính thì dùng gạch samốt Ngoài ra gạch còn cần một số đặctính sau: tính chịu tải, tính bền nhiệt, đảm bảo độ bền cơ học và hoá học Nhiệt độ chophép của vật liệu phải lớn hơn nhiệt độ của lò [tvl] > tlò

Các loại vật liệu xlựa chọn đảm bảo những yêu cầu nêu trên và được trình bày ở bảng 3.3

Lò nung liên tục có chế độ nhiệt và chế độ nhiệt độ ổn định Vì vậy lò liên tụckhông có ổn định nhiệt do tích nhiệt cho tường lò (trừ khi lò làm việc lần đầu hoặc lòlàm việc trở lại sau một thời gian nghỉ)

Để đảm bảo tổn thất nhiệt do dẫn nhiệt qua tường lò, người ta có xu hướng tăng chiều dày tường lò khi vật liệu đã chọn thích hợp

Các kích thước ngoại hình trình bày ở bảng 3.2 Từ kích thước nội hình

lò, kích thước thể xây ta suy ra kích thước ngoại hìnhlò

Công thức tổng quát:

X ngo ạ i hình = X n ộ i hình + Σ 𝛿𝑖

Trong đó:

Σ 𝛿𝑖: Tổng chiều dày của các lớp thể xây

X: Kích thước của lò( cao, rộng, dài) Các

kích thước trình bày trong bảng 3.2

2429 3946 14970

Từ những kích thước nội hình, ngoại hình, thể xây ta có cấu trúc lò tổng thể trình bàytrong bảng 3.3

Bảng 3.3 Vật liệu và chiều dày các lớp thể xây của lò

Thể xây Lớp chịu nóng Lớp cách nhiệt

Cao nhôm

Manhêd

Samốt C

68

(kích thước đã tính cho cả mạch vữa)

2 Tính cân bằng nhiệt

Mục đích:

Tính lượng dầu tiêu hao trong một giờ, B [kg/h] Tính

các tiêu chuẩn kỹ thuật của lò

2.1 Các khoản nhiệt thu:

Dầu FO khi bị đốt cháy sẽ toả ra một nhiệt lượng được xác định theo công thức:

B: Lượng tiêu hao dầu FO, [kg/h]

0,28: Hệ số chuyển đổi đơn vị

L : Lượng không khí thực tế cần để đốt 1 kg dầu FO L = 11,526 [m3/kg]

f: Tỷ lệ nung trước không khí = 1 Trong đó:

𝜑, 𝜌0: Suất tiêu hao không khí nén(𝜑 = 1) và khối lượng riêng ở điều kiện tiêu chuẩn, 𝜌0 = 1,293 [kg/m3]

 Qkk= 0,28 395,42 11,526 1× 𝐵 = 1276 B [W]

Theo số liệu ban đầu, dầu FO được nung trước 100% tới nhiệt độ tdầu =110

Qdầu = 0,28 Cdầu tdầu B [W] Trong đó:

Cdầu: Nhiệt dung riêng của dầu FO; Cdầu= 2,176 [kJ/kg.K]

tdầu : Nhiệt độ nung trước của dầu FO tdầu = 110[°C]

2.2 Các khoản chi nhiệt lượng

Để nung nóng kim loại tới nhiệt độ yêu cầu cần một lượng nhiệt: Q1 =

Do đốt cháy không hoàn toàn hoá học nên tạo ra một lượng khí CO và H2 Các khí này

là các chất cháy, vì vậy khi thoát ra khỏi lò sẽ gây ra lượng nhiệt tổn thất

𝑄4𝑡, 𝑄4𝑛, 𝑄4đ: lượng nhiệt mất do dẫn nhiệt qua tường, nóc, đáy lò Lượng nhiệt mất do dẫn nhiệt qua thể xây được xác định như sau:

Trong đó:

𝑡 𝑤1: Nhiệt độ mặt trong của thể xây, [ ]

Tương ứng với mỗi vùng có (

Nhiệt độ này nhỏ hơn nhiệt độ khí lò nhưng lớn hơn nhiệt độ kim loại;

tt=ttbk- (50÷ 100℃), ở đây ta chọn tt=ttbk- 50

𝑡 𝑤2 : Nhiệt độ mặt ngoài thể xây, [ ]

Tương ứng với mỗi vùng có (

𝑡

−

1 𝑤

𝑡

=

𝑛𝑔 ờ ư 𝑡

𝑄