Thiết kế lò nung liên tục để nung thép cán

ỏn Thit K Lũ Nung Kim Loi TRNG HBK H NI CNG HO X HI CH NGHA VIT NAM c lp T Do Hnh Phỳc B Mụn K Thut Nhit THIT K Lề NUNG KIM LOI H v tờn : NGUYN C M Khoỏ : K47 Nghnh : Vt liu ; Khoa : Khoa hc & Cụng ngh Vt liu ti ỏn : THIT K Lề NUNG LIấN TC NUNG THẫP CN I Nhng s liu ban u : - Nng sut lũ : P = t/h - Nhiờn liu Du FO cú thnh phn : Nguyờn t Thnh Phn Cd Hd Od Nd Sd Ad Wd 88,50 5,4 2,0 1,0 2,1 1,0 - Vt nung : Thộp cỏcbon cú thnh phn : C= 0,12%; Si = 0,10% ; Mn =0,1 % - Kớch thc vt nung : 110x110x2400mm - Nhit vo v lũ ca vt nung : tu = 200 C ; - Nhit nung trc : + Khụng khớ : tKK = 350 0C + Nhiờn liu : tu = 1100C tcui = 12000 C nung 100% nung 100% Nung mt , xp hng phụi , nhit dung riờng ca du CP= 2,17 [kJ /kg.K] II Ni dung thit k : Tớnh toỏn s chỏy ca nhiờn liu Tớnh thi gian nung kim loi Cu trỳc lũ , chn vt liu xõy lũ , tớnh cõn bng nhit Tớnh thit b t nhiờn liu Tớnh c hc khớ nng khúi v ng cp khụng khớ III Bn v : bn v tng th ca lũ ( A0) IV Thi gian thit k : Ngy giao : 29/ 12 / 2004 Ngy hon thnh : 04/ 05/ 2005 V Cỏn b hng dn : Th.s Li Ngc Anh H ni 29/12/2004 Nguyn c M VLH Nhit Luyn K47 ỏn Thit K Lũ Nung Kim Loi CHNG : TNH TON S CHY CA NHIấN LIU 1.1 Cỏc s liu ban u - Nng sut lũ : P = t/h - Nhiờn liu du FO cú cỏc thnh phn cho bng 1-1 Nguyờn t Cd Hd Od Sd Nd Ad Wd Thnh phn 88,50 5,4 1,0 2,0 2,1 1,0 - Vt nung thộp cỏcbon cú thnh phn : C=0.12% , Si = 0.10% , Mn = 0,1% - Kớch thc vt nung : 110 x 110 x 2400 - Nhit vo v lũ ca vt nung tu = 20 0C , tcui = 1200 0C - Nhit nung trc + khụng khớ tkk = 350 C nung 100 % + nhiờn liu tdu = 110 C nung 100 % - Nung mt mt , xp hng phụi , nhit dung riờng ca du CP = 2,17 [kJ/kg.K] 1.2 Tớnh toỏn s chỏy ca nhiờn liu 1.2.1 Tớnh nhit tr thp ca nhiờn liu d Q t = 339Cd + 1030Hd - 109( Od - Sd) - 25 Wd [ kJ/kg] Trong ú cỏc tr s 339, 1030, l lng nhit to t chỏy mt n v [kg] cỏcbon (C) , Hirụ (H) [kJ/kg] Cd , Hd , Od l cỏc thnh phn dựng ca nhiờn liu Thay cỏc giỏ tr trờn vo cụng thc tớnh Q ta c Qdt = 339x88.50 + 1030x5,4 - 109 ( - 1,0) - 25 x 1,0 = 35647,5 [kJ/kg] 1.2.2 Chn h s tiờu hao khụng khớ n Trong bn thit k ny ta s dng du FO bng m phun thp ỏp nờn ta chn h s tiờu hao khụng khớ n = 1,2 1.2.3 Bng tớnh toỏn s chỏy ca nhiờn liu ( Bng 1.2) Nguyn c M VLH Nhit Luyn K47 5,4 1,0 2,0 2,1 1,0 5,4 1,0 2,0 2,1 1,0 Nguyn c M VLH Nhit Luyn K47 18,0 0,056 8,755x3,762 0,056 _ _ _ _ _ 0,031 _ 2,700 _ _ _ 7,099 _ _ _ _ _ _ O2 N2 m3 33,007 43,168 966,985 kmol Tng Cng 21 79 100 100 14,316 5,349 0, 060 3,387 76,886 100 100 10,506 39,523 50,029 1120,65 7,375 2,756 0,031 1,745 39,608 51,515 1160,382 32,936 41,691 933,878 7,375 2,756 0,031 m kmol H2O CO2 SO2 Sn phm chỏy 32,936+0,071 8,755 _ _ _ 0,031 2,700 7,375 kmol Tng cng 8,755+32,936 _ 0,071 0,031 2,700 7,375 kmol kmol N2 41,691x22,4 _ 28,0 32,0 2,0 12,0 Phõn t O2 Lng Khụng khớ Cht to thnh 43,169x22,4 100 88,50 kg Khi lg Khi lg 88,50 % Nhiờn liu Cht tham gia ỏn Thit K Lũ Nung Kim Loi % n =1,2 n =1 W A N S H C Ng.t ỏn Thit K Lũ Nung Kim Loi 1.2.4 Bng cõn bng lng Bng cõn bng lng Bng 1-3 Cht tham gia chỏy Cht Sn phm chỏy to thnh Cụng thc tớnh n v [kg] Nhiờn Liu Du FO Khụng 100 O2 10,506.32 336,192 Cht n v [kg] Cụng thc CO2 7,375 44 324,500 H2O 2,756 18 49.608 N2 39,608 28 1109,024 O2 1,745 32 55,840 SO2 0,031 64 1,924 Khớ N2 39,523.28 1106,644 SPC = 1540,896 A = 1542,836 B = d SPC + A = 1540,896 + 2,1 = 1542,996 ỏnh giỏ sai s % = A B 100% 1542,836 1542,996 100% 0,0103% 1542,836 A Nhn xột Sai s % 0,0103% nh chng t cỏc s liu tớnh toỏn bng 1.2 l ỏng tin cy Nguyn c M VLH Nhit Luyn K47 ỏn Thit K Lũ Nung Kim Loi 1.2.5 Khi lng riờng ca sn phm chỏy s dng cụng thc = SPC 100.Vn [ kg / m3 ] SPC 1542,996 , vi 100Vn = 1160,382 Thay s ta cú = 1542,996 =1,329 [ kg / m ] 1160,382 1.2.6 Nhit chỏy ca nhiờn liu a) Nhit chỏy lý thuyt cụng thc tớnh nhit chỏy ca lý thuyt i i1 (t t ) t1 ilt = i i 2 ú tlt: nhit chỏy lớ thuyt ca nhiờn liu i1,i2:Entanpi ca sn phm chỏy tng ng vi nhit t1,t2[kg/m3tc] Cụng thc tớnh i i = Qtd inl ikk ln f Vn Vn Vn Trong ú Qdt : Nhit tr thp ca du FO, Qdt = 35647,5[kj/kg](xem I.1) f : T l lung trc khụng khớ f = 1(nung 100% khụng khớ ) tnl : Nhit nung trc ca nhiờn liu (du FO) tdu=110% cnl : Nhit dung riờng ca nhiờn liu (du FO) Cp (du)=2,17[kj/kg.k] ikk: Entanpi ca khụng khớ nhit tkk=3500c t (ph lc ) bng 15 trang 47[1].ta cú ikk= 463,75[kj/m3tc] inl : entanpi ca du FO nhit tu inl=cnl.tnl Vn=11,603[m3/m3tc] Ln.lng tiờu haokhụng khớ thc t dựng t mt n v nhiờn liu Nguyn c M VLH Nhit Luyn K47 ỏn Thit K Lũ Nung Kim Loi T bng II2 ta cú i = Ln = 11,206 [m3/kg] 35647,5 2,17.110 463,75.11, 206 3540,720 [kj/m3tc] 11,603 i = 3540,720 [kJ/m3tc] * Tớnh nhit hm i1 v i2 Gi thit nhit chỏy lớ thuyt ca nhiờn liu nm khong :t1[...]... 2.2.3.7 Thời gian nung vật trong vùng sấy (TS) a. Từ tiêu chuẩn F0  2s St Nguyễn Đức Mỹ VLH – Nhiệt Luyện K47 15 Đồ án Thiết Kế Lò Nung Kim Loại F0 ST 2 4,15.0,112 =  1,091[h]  S  a 0,046 2.2.4.Tính thời gian nung phôi trong vùng nung (  n [h] ) - Nhiệt độ trung bình của khí lò - Ta đã chọn tk2= tk3 = 1350 0C do đó tktb =13500C Nhiệt độ trung bình của bề mặt phôi trong giai đoạn nung 2 3 tmtb =... xác tâm phôi cuối giai đoạn nung là : t3t  ttbk  t  ttbk  t2t   1350  0,29 1350  522,5  1110,025 0C  sb = t3t  1110,025[ 0C ] Nhiệt độ trung bình của phôi thép (theo chiều dày ) cuối vùng nung 1 1 tckl  t3t   t3m  t3t   1110,025  1200  1110,025  1140,016[ 0C ] 3 3 kl 0 tc  1140,016[ C ] Nguyễn Đức Mỹ VLH – Nhiệt Luyện K47 18 Đồ án Thiết Kế Lò Nung Kim Loại 2.2.4.5 Hệ số dẫn... khí lò được xác định theo công thức :  k   co 2   H O 2 Trong đó:  k - Độ đen của khí lò  Hệ số hiệu chỉnh  co : Độ đen của khí CO2 2  H O : Độ đen của H2O 2 Từ bảng 1-2 ta có % CO2 = 14,316 % nên PCO = 0,14316 [at] % H2O = 5,349% nên PH O = 0,05349 [at] Chiều dày có hiệu của lớp khí bức xạ : (Shq) đối với lò liên tục ta có 2.BH chS Shq   B  H chs Trong đó  : Hệ số điền đầy khí trong lò. .. =1,02  Vậy  k=  co2+   H20=0,1+1,02.0,075=0,1765 2.2.4.2.Hệ số bức xạ quy dẫn - độ phát triển của trường lò Độ phát triển của trường lò được xác định theo công thức 2.H ch n   2.1,74  2,9    2,658 n.l 1.2,4 hệ số bức xạ qui dẫn Nguyễn Đức Mỹ VLH – Nhiệt Luyện K47 16 Đồ án Thiết Kế Lò Nung Kim Loại  1  Cqd =  kl C0 1 k  kl   k 1   kl   k 2,658  1  0,1765  Cqd =0,8.5,67... t2 Trong đó : t1,T2 - Nhiệt độ trung bình của môi trường lò 0C , K t2,T2 - Nhiệt độ trung bình của bề mặt kim loại 0C, K Cqd - Hệ số bức xạ qui dẫn ứng với nhiệt độ của môi trường lò Thay số với t1=tktb =1025[0C]  T1=1025+273=1298 K t2=tmtb=407[0C]  T2=407+273=680 K Cqd =2,065 [w/m2.K4] Nguyễn Đức Mỹ VLH – Nhiệt Luyện K47 12 Đồ án Thiết Kế Lò Nung Kim Loại 4 4  1298   680      100   100... Loại 2.2.4.5 Hệ số dẫn nhiệt độ a [m2/h] trong vùng nung - Hệ số nhiệt độ được tính theo công thức sau : a  3,6 tb kl Ckl [m2/h] tb  cx  47,46[ w / m.K ] kl  7800[kg / m3 ] i i Ckl  kl2 1kl tc  t d Trong đó : tklc : Nhiệt độ trung bình của phôi thép cuối vùng nung tđkl : Nhiệt độ trung bình của phôi thép đầu vùng nung i2 , i1 Entapy của thép ứng với nhiệt độ tklc tđkl Dựa vào bảng 37[1]... theo các giản đồ hình 24,25,26 trang 16,17[1] ta có 2 Nguyễn Đức Mỹ VLH – Nhiệt Luyện K47 11 Đồ án Thiết Kế Lò Nung Kim Loại  co  0,1 2  H O  0,07 2 Vậy :   1,03  k   CO   H O  0,12  1,03.0,07  0,1921 2 2  k  0,1921 2.2.3.2 Hệ số bức xạ quy dẫn (Cqd[W/m2.K4]) - Độ phát triển của tường lò 2.H chS  B 2.0,764  2,9    1,845 n.l 1.2,4 - Hệ số bức xạ quy dẫn  1 k Cqd   kl C0 ...Đồ án Thiết Kế Lò Nung Kim Loại Hđntt =n Hđnch +S =1.0,987 +0,11 =1,097[m] 22.3.Tính thời gian nung phôi trong vùng sấy - Nhiệt độ trung bình của sản phẩm cháy trong vùng sấy ttb k t1k  t 2 k 700  1350    1025 0C 2 2 - Nhiệt độ trung bình của bề... nhiÖt ®é  [w/m.K] 63,741 60,554 54,179 Nguyễn Đức Mỹ VLH – Nhiệt Luyện K47 13 Đồ án Thiết Kế Lò Nung Kim Loại 47,805 46,531 43,344 200 400 600 800 1000 1200 Hình 2.1 Sự phụ thuộc của  vào nhiệt độ t[ 0C] 2.2.3.5 Các tiêu chuẩn nhiệt độ và nhiệt độ tâm phân phối cuối giai đoạn sấy ; a)_Tiêu chuẩn nhiệt độ bề mặt phôi nung : Tiêu chuẩn nhiệt độ được xác định theo công thức tm  t k tb  t m 2 1025 ... / m 0C] = 54,179    Nguyễn Đức Mỹ VLH – Nhiệt Luyện K47 14 Đồ án Thiết Kế Lò Nung Kim Loại Nên chuẩn bị chính xác là  S 96,651.0,11 Bi =  t   0,191 cx 55,833 Từ Bi= 0,191 và  m =0,423 tra giản đồ hình 27[1] ta được F0 = 4,15 :với Fo=4,15 và Bi =0,191 tra giản đồ hình 28[1] ta có  t =0,5 Vậy nhiệt độ tâm chính xác của phôi thép cuối giai đoạn sấy được xác định theo công thức sau ; tt2 = tktb-