Tính Toán Cân Bằng Nhiệt Lò Ram Liên Tục Năng Suất 30T Ngày Đêm 1250 Kg.H

1 CHUYÊN ĐỀ TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT LÒ RAM LIÊN TỤC NĂNG SUẤT 30 [t/ngày đêm] ( 1250 [kg/h] ) ( Nhiệt độ ram 520 [0C] ; nhiệt độ liệu vào lò [60 0C] ) A NGHIÊN CƯU TỔNG QUAN ( FILE đọc ,không sửa ) - Trong sản xuất, công nghệ nhiệt luyện khâu quan trọng góp phần làm tăng chất lượng vật liệu tăng tuổi thọ chi tiết Hiện ngành công nghiệp sản xuất xi măng Việt Nam ngày phát triển mạnh mẽ Vì nhu cầu thiết bị , vật tư phục vụ cho sản xuất xi măng ngày tăng Trước Việt Nam chưa sản xuất loại vật tư, thiết bị nên phải nhập ngoại tốn nhiều, ngày nước bước sản xuất nhiều loại chi tiết máy nghiền để thay cho nhập ngoại như: loại lót máy nghiền, bi đạn nghiền v…v Theo nghiên cứu thị trường, với sản lượng xi măng sản xuất nước khoảng 60 [triệu tấn/năm] cần khoảng 6.000 bi đạn nghiền 300 hàng phụ tùng /năm để thay Ngoài ra, ngành nhiệt điện cần nhiều loại lót bi cung cấp cho máy nghiền than Vì tổng lượng bi đạn nghiền loại lót nghiền hàng năm cần tới khoảng 7.500 bi đạn/năm 4.000 lót/năm - Công ty TNHH MTV Cơ khí Đông Anh nhà cung cấp loại lót bi, đạn nghiền chiếm đa số thị phần nước với sản lượng hàng năm khoảng 5.000 bi,đạn nghiền 1.000 lót loại Chính hệ thống lò nhiệt luyện cần phải đáp ứng vượt sản lượng Dựa liệu phân tích thị trường nước định hướng xuất thị trường bên đạt năm gần đây, công ty TNNHH MTV Cơ khí Đông Anh đầu tư dây chuyền lò liên tục với suất 30 [tấn/ ngày đêm] Để đồng hoá dây chuyền nhiệt luyện, cần đầu tư thêm lò ram liên tục có suất với lò - Hiện nước ta,các loại lò nhiệt luyện chủ yếu lò nhập Trong nước, có số sở tự chế tạo lò nhiệt luyện , chủ yếu lò buồng làm việc chu kỳ lò giếng loại nhỏ Hiện nước chưa có nhà máy chế tạo lò nhiệt luyện làm việc liên tục Lò nhiệt luyện nhập có giá đắt, ảnh hưởng lớn tới giá thành sản phẩm, khó cạnh tranh thị trường.Chính vậy, Công ty TNHH MTV Cơ khí Đông Anh định nghiên cứu thiết kế chế tạo lò ram liên tục nhằm phục vụ cho sản xuất Công ty bán cho khách hàng - Đặc điểm công nghệ nhiệt luyện bi ,đạn: Đạn nghiền đúc thép gang hợp kim cao chịu mài mòn , yêu cầu độ cứng cao để chịu cường độ mài mòn lớn làm việc Để đạt yêu cầu này, sau bi ram nhiệt độ thấp nhằm khử hết ứng suất đạt độ cứng cao Vì lò ram tính toán thiết kế phải phù hợp với yêu cầu thực tế : đạt suất thiết kế 30 tấn/ ngày đêm, phù hợp với công nghệ nhiệt luyện bi, đạn số mặt hàng khác có kích thước vừa phải suất khoảng 30 tấn/ ngày đêm Để đáp ứng yêu cầu kể trên, nghiên cứu,phân tích, đánh giá ưu, nhược điểm loại lò ram nước để lựa chọn đề xuất mẫu lò ram tối ưu phù hợp với vật liệu, kích thước bi , đạn trường nhiệt độ ram, suất lò chọn lựa trước Theo giản đồ trường nhiệt độ phân bố dọc lò ( Hình 1CĐ1) đề xuất công nghệ nhiệt luyện , lò phân thành hai vùng : Vùng nung vùng giữ nhiệt B TÍNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN VÀ THIẾT KẾ CẤU TRÚC LÒ I Các liệu ban đầu Vật liệu kích thước bi, đạn ram lò : + Vật liệu : Gang chịu mài mòn Crôm cao C (%) 1,8 – 3,2 Si (%) ≤1 S (%) ≤0,04 P (%) ≤0,04 Mn (%) Cr (%) 0,4 –0,7 11 - 19 Cu (%) ≤ 0,2 Ni (%) Ti (%) 0,3 -0,5 0,07-0,15 Fe (%) Còn lại + Kích thước bi, đạn ram lò : Đường kính Φ12 [mm] ÷ Φ100 [mm] Nhiệt độ ram thời gian ram + Nhiệt độ ram : Theo công nghệ nhiệt luyện Công ty chúng tôi, bi đạn làm gang crôm chịu mài mòn cao có nhiệt độ ram tốt khoảng 180 [ 0C] đến 220 [oC] Để mở rộng khả làm việc lò ram cần thiết, tính toán thiết kế để lò ram nhiệt độ cao ( 520 [0C] ) + Thời gian ram ( thời gian lưu liệu lò ) Thời gian ram gồm giai đoạn : Giai đoạn đầu giai đoạn nung nóng, nhiệt độ bề mặt bi gang tăng từ nhiệt độ môi trường 20 [0C] ( 60[0C] ram sau ) đến nhiệt độ 520 [0C] Thời gian nung nóng 1,33 [h.] Giai đoạn giai đoạn giữ nhiệt độ bề mặt bi gang không đổi 520 [ 0C] Thời gian giữ nhiệt [h] Tổng thời gian lưu liệu lò 4,33 [h] Để nhiệt độ bề mặt bi gang không thay đổi giai đoạn giữ nhiệt, ta khống chế nhiệt độ lò cao nhiệt độ bề mặt bi gang khoảng 10 [0C] Nhiệt độ lò 530 [ 0C] 530 [0C] ( nhiệt độ lò ) 20 ÷ 60 [0C] t [0C] ∆t=10 [0C] Giản đồ nhiệt độ ram thời gian lưu liệu lò trình bầy hình 1CĐ1 520 [0C] ( nhiệt độ bề mặt bi gang ) ( nhiệt độ tâm bi gang ) τ [h] τ giữ nhiệt = [h] τnung = 1,33 [h] τ lưu liêu = 4,33 [h] HÌNH 1CĐ1 : Giản đồ nhiệt độ thời gian ram bi gang chịu mài mòn crôm cao ( Giản đồ ứng với nhiệt độ ram cao :520 [0C] ) Năng suất thiết kế lò : Plò = 30 [tấn/ ngàyđêm] = 1250 [kg/h] Kích thước khối lượng khay chứa bi : Khay chứa bi có dạng thùng, thành đáy khay có tạo nhiều khe hở để tăng cường truyền nhiệt giảm khối lượng khay + Kích thước khay : Cao x dài x rộng Kích thước khay = Hkhay x Bkhay x Lkhay = 0,415 x 0,62 x 0,61 [m] + Khối lượng khay : Gkhay = 220 [kg/ khay] II Tính kích thước nội hình lò Lkhay ∆tr Khay chứa bi H Hkhay∆tr ∆tr Các kích thước nội hình lò trình bầy hình 2CĐ1 Lkhay ∆ ∆ ∆ Btrong Bkhay ∆ Bkhay Btrong ∆dai L hứu ích = Số khay lò x L khay Btrong = ∆dai Ltrong 0,92 (m) ; Htrong = 0,746 (m) ; Ltrong = 8,04 (m) HÌNH 2CĐ1 : Các kích thước nội hình lò Chiều rộng nội hình lò: Btrong = Bkhay +2 ∆ = 0,62 + 2.0,15 = 0,92 [m] Chiều cao nội hình lò: Htrong = Hkhay + ∆tr = 0,415 + 0,331= 0,746 [m] Chiều dài nội hình lò: Ltrong = Số khay lưu lò x Lkhay + 2.∆dài [ m] Hình 2CĐ1 Tính số khay nằm lò: Năng suất lò P = 1250 [kg/h] , khay chứa 416 [kg/khay] Vậy số lượng khay khỏi lò h ( gọi suất ram tính theo khay ): Năng suất ram tính theo khay = 1250 : 416 = [khay/h] Số khay lưu lò = Năng suất ram theo khay x τlưu lại = x 4,33 = 13 [khay] chiều dài nội hình lò là: Ltrong = Số khay lưu lò x Lkhay + 2∆dài = 13.0,61 + 2.0,055 = 8,04 [m] III Tính kích thước ngoại hình lò KÍCH THƯỚC NGOẠI HÌNH CỦA LÒ = KÍCH THƯỚC NỘI HÌNH CỦA LÒ + CHIỀU DẦY THỂ XÂY CỦA LÒ Vật liệu xây lò : Gạch chịu lửa gồm loại: samốt A, samốt B; gạch cách nhiệt gồm diatômít, gốm cách nhiệt Ngoài loại gạch có kích thước tiêu chuẩn, đặt chế tạo số gạch dị hình để đỡ dây điện trở xây vị trí lò có kết cấu đặc thù Tính kích thước ngoại hình lò a.) Chiều rộng ngoại hình lò: Bngoài = Btrong + 2.(δ + δ + δ + δ ) δ1; δ2 ; δ3 chiều dầy tương ứng lớp chịu nóng samốt (δ1) , điatômit (δ2) ; gốm cách nhiệt (δ3) chiều dầy lớp tôn vỏ lò (δ4) Bngoài = 0,92 +2( 0,115 +0,115 + 0,075 + 0,055) = 0,92 + 2x0,36 = 1,64 [m] Bngoài = 1,64 [m] b.) Chiều cao ngoại hình lò: Hngoài = Htrong + δ đáy + δ + ∆ phủ cách nhiệt Hngoài = 0,746 + 0,52 + 0,315 + 0,139 = 1,72 [m] Hngoài = 1,72 [m] c.) Chiều dài ngoại hình lò: Lngoài = Ltrong + 2.δ hai tường đầu lò Hngoài = 8,04 + 0,23 = 8,5 [m] Lngoài = 1,72 [m] IV Các vẽ cấu trúc lò Trên sở kích thước nội hình lò, kích thước ngoại hình lò, chiều dầy vật liệu lớp chịu nóng, lớp cách nhiệt tường lò; đáy lò, lò chiều dầy lớp tôn vỏ lò ta có cấu trúc lò Từ cấu trúc lò, kết hợp với việc bố trí cửa vào liệu, cửa liệu, hệ thống giá đỡ dịch chuyển khay chứa liệu; kết hợp với phương pháp bố trí dây điện trở hai tường bên, đáy lò; kết hợp với cấu trúc cách nâng, hạ hai cửa hai đầu lò ta có cấu trúc trọn vẹn lò ram Các vẽ cấu trúc lò ram bi trình bầy hình: Hình 3CĐ1; hình 4CĐ1; hình 5CĐ1, hình CĐ1 A Theo A HÌNH 3CĐ1 : Hình chiếu đứng lò tiết diện nhìn theo A 63 A A B Theo B Kích thước buồng lò HÌNH 4CĐ1 : Các hình chiếu nửa lò HÌNH 5CĐ1 : Các kích thước buồng lò HÌNH 6CĐ1 : Mặt cắt trích C hình 5CĐ1 V Cấu trúc khay chứa bi gang ( hình 7CĐ1 a hình 7CĐ1 b) Khay chứa bi có dạng thùng , thành đáy khay có tạo nhiều khe hở để tăng cường truyền nhiệt giảm khối lượng khay + Kích thước khay : Cao x dài x rộng Kích thước khay = Hkhay x Bkhay x Lkhay = 0,415 x 0,62 x 0,61 [m] Hkhay 0,415[m] + Khối lượng khay : Gkhay = 220 [ kg/ khay] L khay = 0,61 [m] Bkhay = 0,62 [m] + Vật liệu khay 7CĐ1 : Thép đúc SCH13 có thành phầnthước hoá học HÌNH a : Cấu trúc kích cơtheo bảnbảng sau: khay chứa bi gang Cácnguyên tố C Si P S Mn Cr Ni Mo Thành phần % 0,2- 0,5 ≤ 2,0 ≤0,04 ≤ 0,04 ≤ 2,0 24,0-28,0 11-14 ≤ 0,5 10 HÌNH 7CĐ1b : Bản vẽ chế tạo khay chứa bi gang 17 + Diện tích bề mặt bên lớp ( coi bề mặt vỏ tôn bọc lò ) : tuong tuong F(3 − vo lò ) = Fngoài = (8,5 1,72 ) bên = 29,24 [m ] + Diện tích bề mặt trung bình lớp thứ ( lớp gạch samốt ) là: lop1 tuong tuong = Ftrung 11,99568 19,85076 =15,4312 [m ] bình = Ftrong F(1− 2) + Diện tích bề mặt trung bình lớp thứ hai ( lớp samốt ) là: lop tuong tuong = Ftrung 19,80576 25,3688 = 22,4408 [m ] bình = F(1− 2) F( −3) + Diện tích bề mặt trung bình lớp thứ ba ( lớp cách nhiệt) là: lop tuong tuong = 25,3688 29,27 = 27,2357 [ m ] Ftrung bình = F( −3) F(3− vo lò )  Tính nhiệt trở lớp tường lò thứ i : Ri = δi K [ ] λi Fbê măă trung binh lop thu i W + Nhiệt trở lớp tường thứ ( lớp tường samốt ) Rlop samôt = δ samôt lop λ samôt Ftrung bình = 0,115 K = 0,01314 [ ] 0,567 15,4312 W + Nhiệt trở lớp tường thứ hai ( lớp tường điatomit ) Rđiatômit = δ điatômit lop λđiatômit Ftrung bình = 0,115 K = 0,01435 [ ] 0,357 22,4408 W + Nhiệt trở lớp tường thứ ba ( lớp cách nhiệt ) Rbông cách nhiêt = Rbông cách nhiêt = δ cách nhiêt lop λbông cách nhiêt Ftrung bình 0,075 K = 0,0244 [ ] 0,1128 27,2357 W 18 + Nhiệt trở từ bề mặt lớp tôn vỏ lò đến không khí bao quanh lò : Rvo lò − không khí = tuong α kk Fngoai + Tổng nhiệt trở tường lò : tuong RΣ = K = 0,00297 [ ] 11,514 29,24 W RΣtuong : = Rsamôt + Rđiatômit + Rbông cách nhiêt + Rvo lò − không K RΣtuong = 0,01314 + 0,01435 + 0,0244 + 0,00297 = 0,05486 [ ] W 3.1 Tổn thất nhiệt qua tường lò : Q3tuong lo = ttrong − tkk RΣtuong = 520 − 20 = 9114 [W ] = 9,114 [kW ] 0,05486 Q3tuong lo = 9,114 [kW ] ( * ) + Kiểm tra lại nhiệt độ tiếp xúc lớp tường : a ) Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp lớp 2: t(1-2) t(1− 2) = ttrong − Q3tuong lo Rsamôt = 520 − 9114 0,01314 = 400,24 [0 C ] ( Giá trị với nhiệt độ giả thiết ( 4000C) ban đầu ) b.) Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp lớp 3: t(2-3) t( −3) = t(1− 2) − Q3tuong lo Rđiatômit = 400,24 − 9114 0,01435 = 269,45 [0 C ] ( Giá trị với nhiệt độ giả thiết ( 270 0C) ban đầu ) c.) Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp vỏ tôn lò: t (3-vỏ lò ) tuong lò t (3 − vo lò) = t ( − 3) − Q3 Rbông cách nhiêt t (3 − vo lò) = 269,45 − 9114 0,0244 = 47,07 [ C ] ( Giá trị gần với nhiệt độ giả thiết 50 [0C] ban đầu ) 19 Tính tổn thất nhiệt dẫn nhiệt qua tường lò theo công thức tổng quát: Q3tuong = t − tkk tuong Fbê 10 −3 [kW ] (*) mat trung bình ngoai δ ∑( i )+ λi α kk F tuong bê mat trung bình ngoai tuong tuong Ftrong Fngoai = tuong Fbê mat trung bình ngoai = 11,99568 29,24 = 18,724 [ m ] Q3tuong = 520 − 20 18,7284 10 −3 [kW ] (*) 0,115 0,115 0,075 ( + + )+ 0,567 0,357 0,1128 11,514 Q3tuong = 7,335 [kW ] ( * * ) 3.2 Tổn thất nhiệt qua lò : + Chiều dầy lớp thể xây lò : - Lớp samốt có chiều dày δsamốt = 0,115 [m] - Lớp cách nhiệt có chiều dày δ cách nhiệt = 0,2 [m] + Nhiệt độ lò nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp : - Nhiệt độ lò: ttrong = 520 [oC] ( theo công nghệ ram nhiệt độ cao ) - Giả thiết nhiệt độ lớp gạch samốt với lớp cách nhiệt là: t(1− 2) - Giả thiết nhiệt độ lớp cách nhiệt với vỏ tôn là: t( − vo) nóc = 40 [ C ] Các giá trị nhiệt độ giả thiết kiểm tra sau tính Q3nóc + Diện tích bề mặt lò ứng với lớp : - Diện tích bề mặt lò : Ftrong = 8,04 1,03 = 8,2812 [m ] - Diện tích bề mặt tiếp xúc lớp lớp F(nóc 1− 2) = 446 [ C ] 20 F(nóc = , 23 , 26 = 10 , 3698 [ m ] 1− 2) - Diện tích bề mặt tiếp xúc lớp lớp vỏ tôn F(nóc − vo lò ) F(nóc = F = , , 64 = 13 , 94 [ m ] ngoai − vo lò) - Diện tích bề mặt trung bình lớp thứ ( lớp samốt ) nóc Ftrung = F F = , 2812 10 , 3698 = , 2668 [ m ] binh lop (1− 2) - Diện tích bề mặt trung bình lớp thứ ( lớp cách nhiêt ): nóc Ftrung binh lop = F(1− 2) F( − vo lo ) = 10,3698 13,94 = 12,0231 [ m ] + Tính hệ số dẫn nhiệt vật liệu ứng với lớp thể xây lò : - Lớp samôt: ttrong + t(nóc 1− 2) λsamot = 0,407 + 0,0003489 520 + 446 λnóc = 0,5755 samot = 0,407 + 0,0003489 - [ W ] m K Lớp cách nhiệt : t (nóc + t (nóc − ) 2−vo lo) λbông = , 0756 + , 0002326 cách nhiet λbông cách nhiet = 0,0756 + 0,0002326 446 + 40 W = 0,1321 [ ] m.K + Nhiệt trở lớp thể xây lò : - Nhiệt trở lớp samốt : R samôt = δ samôt λ samôt Ftrung binh lop = 0,115 K = 0,02156 [ ] 0,5755 9,2668 W 21 - Nhiệt trở lớp cách nhiệt : δ cách nhiêt Rbông cách nhiêt = noc λbông cách nhiêt Ftrung 0,2 Rbông = cách nhiêt 0,1321 12,0231 = 0,1259 binh lop K [ ] W - Nhiệt trở từ bề mặt vỏ lò tới lớp không khí bao quanh lò : Rvo = lò − kk α kk Fngoai = K = 0,005459 [ ] 13,14 13,94 W - Tổng nhiệt trở thể xây lò nóc RΣnóc = R samôt + Rbông cách nhiêt + Rvo lò − kk K RΣnóc = 0,02156 + 0,1259 + 0,005459 = 0,1529 [ ] W + Tổn thất nhiệt dẫn nhiệt qua lò : nóc ttrong − t kk 520 − 20 Q3 = = = 3270 [W ] = 3,27 [kW ] , 1529 RΣ Q3nóc = 3,27 [kW ] + - (*) Kiểm tra lại nhiệt độ bề măt tiếp xúc lớp thể xây lò : Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp lớp 2: ( lớp samôt lớp cách nhiệt ) nóc t(nóc 1− 2) = ttrong − Q3 Rsamot = 520 − 3270 0,02156 = 449,50 [ C ] ( Giá trị xấp xỉ với nhiệt độ giả thiết ( 4460C) ban đầu ) - Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp vỏ lò : ( lớp cách nhiệt vỏ lò ) nóc t(nóc − vo lo) = t(1− 2) − Q3 Rbông cách nhiêt = 449,5 − 3270 0,1259 = 37,81 [ C ] ( Giá trị xấp xỉ với nhiệt độ giả thiết ( 400C) ban đầu ) Tính công suất nhiệt mát dẫn nhiệt qua lò theo công thức : 22 t − t kk nóc Q3 = Fbê 10 −3 mat trung binh δ ( i )+ ∑ λi [kW ] (*) α kk nóc Fbê = F F = , 2812 13 94 = 10 , 744 [ m ] ngoai mat trung bình Q3nóc = 520 − 40 10,744 10−3 = 2,881 [kW ] (*) 0,115 0,2 ( + )+ 0,5755 0,1321 13,14 Q3nóc = 2,881 [kW ] (* *) 3.3 Tổn thất nhiệt dẫn nhiệt qua đáy lò : + Vật liệu chiều dầy lớp thể xây đáy lò - Lớp samốt có chiều dầy đáy δ samôt = 0,23 [m] - Lớp điatômit có chiều dầy đáy δ đitômit = 0,21 [m] ( lớp ): ( lớp ): + Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp thể xây đáy lò: - Nhiệt độ bề mặt đáy lò ttrong = 520 [oC] ( theo công nghệ ram bi nhiệt độ cao ) - Giả thiết nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp lớp : t(1− 2) - Giả thiết nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp vỏ tôn : đáy = 300 [ C ] đáy t ( − vo tôn ) = 52 [ C ] ( Các giá trị nhiệt độ giả thiết tính kiểm tra lại sau tính dòng nhiệt qua đáy ) + Tính diện tích bề mặt lớp : - Diện tích bề mặt đáy lò phía lò đáy Ftrong = 8,04 0,92 = 7,3968 [m ] - Diện tích bề mặt tiếp xúc lớp 1( lớp samôt) lớp ( lớp điatômit) : 23 F(đáy 1− 2) = 8,23 1,26 = 10,3698 [m ] - Diện tích bề mặt tiếp xúc lớp ( lớp điatômit) vỏ tôn: F(đáy = , , 64 = 13 , 94 [ m ] − vo tôn ) - Diện tích bề mặt trung bình lớp ( lớp samốt ): đáy đáy đáy Ftrung binh lop1 = Ftrong F(1− 2) = 7,3968 10,3698 = 8,758 [m ] - Diện tích bề mặt trung bình lớp ( lớp điatômit ) : đáy Ftrung binh lop = đáy F(đáy F 1− 2) ( − vo lo ) = 10,3698 13,94 = 12,0231 [ m ] + Tính hệ số dẫn nhiệt vật liệu ứng với lớp thể xây đáy lò : - Hệ số dẫn nhiệt lớp gạch samốt đáy ttrong + t(đáy 1− 2) λsamôt = 0,407 + 0,0003489 520 + 300 W λsamôt = 0,407 + 0,0003489 = 0,55 [ ] m.K - Hệ số dẫn nhiệt lớp gạch điatômit λđiatômit = 0,2791 + 0,0002326 λđiatômit = 0,2791 + 0,0002326 đáy t(đáy + t 1− 2) ( − vo lò) 300 + 52 W = 0,32 [ ] m.K + Tính nhiệt trở lớp thể xây đáy lò : - Nhiệt trở lớp samôt ( lớp ) đáy Rsamôt = - đáy δ samôt đáy λsamôt Ftrung binh lop Nhiệt trở lớp diatomit (lớp 2) = 0,23 K = 0,04775 [ ] 0,55 8,758 W 24 đáy Rđiatômit = - đáy δ điatômit đáy λđiatômit Ftrung binh lop = 0,21 K = 0,05458 [ ] 0,32 12,0231 W Nhiệt trở từ vỏ lò đến không khí bao quanh lò : 1 K đáy Rvo = = = , 007615 [ ] − kk đáy , 42 13 , 94 W α kk Fngoai + Tổng nhiệt trở đáy lò : đáy đáy đáy RΣđáy = Rsamôt + Rđiatômit + Rvo − kk K RΣđáy = 0,04775 + 0,05458 + 0,007615 = 0,10994 [ ] W + Dòng nhiệt tổn thất dẫn nhiệt qua đáy lò: đáy đáy ttrong − t kk 520 − 20 Q3 = = = 4548 [W ] = 4,548 [kW ] đáy , 10994 RΣ Q3đáy = 4,548 [kW ] ( *) + Kiểm tra lại nhiệt độ tiếp xúc lớp thể xây đáy lò: - Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp 1(samôt) lớp (điatômit) đáy đáy đáy t(đáy = t − Q R = 520 − 4548 , 04775 = 302 , [ C] samôt 1− 2) ( Giá trị xấp xỉ giá trị nhiệt độ giả thiết chọn 300 [ 0C] ) - Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp ( điatômit) vỏ tôn đáy đáy đáy t(đáy − vo ton) = t(1− 2) − Q3 Rđiatômit = 302,8 − 4548 0,05458 = 54,57 [ C ] ( Giá trị xấp xỉ giá trị nhiệt độ giả thiết chọn 52 [ 0C] + Tính dòng nhiệt tổn thất dẫn nhiệt qua đáy lò: 25 đáy ttrong − tkk đáy đáy Q3 = Ftrung binh [W ] δi Σ( ) + λi ; α kk đáy đáy đáy Ftrung binh = Ftrong Fngoai = 7,3968 13,94 = 10,15 [ m ] Q3đáy = 520 − 20 10,15 = 4411 [W ] 0,23 0,21 ( + ) + 0,55 0,32 13,14 Q3đáy = 4,411 [kW ] (**) 3.4 Tính nhiệt tổn thất dẫn nhiệt qua tường cửa lò ( đầu lò có cửa vào liệu) + Chiều dầy lớp thể xây : - Lớp 1: lớp samốt có chiều dày δsamôt = 0,115 [m] - Lớp : lớp điatômít có chiều dày δđiatômit = 0,115 [m] - Lớp : lớp cách nhiệt có chiều dày δbông cách nhiệt = 0,03 [m] + Nhiệt độ bề mặt nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp thể xây cửa : cua = 520 [0 C ] ( tính theo công nghệ ram ) - Nhiệt độ bề mặt tường cửa lò : ttrong - Gỉa thiết nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp lớp 2: t(1− 2) - Gỉa thiết nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp lớp : t( − 3) - Gỉa thiết nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp vỏ tôn cua lò = 360 [0 C ] cua lò = 186 [0 C ] lò cua lò t(cua = t = 56 [ C] ngoai 3− vo tôn ) + Diện tích bề mặt lớp thể xây tường cửa lò : cua lò Ftrong = (0,92 0,8 ) 2cua =1,472 [m ] - Diện tích tường cửa phía : - Diện tích bề mặt tiếp xúc lớp 1(samôt) lớp (điatômit) 26 cua lò F(1− 2) - = (1,03.1,26 ) cua = 2,5956 [m ] Diện tích bề mặt tiếp xúc lớp ( điatômit) lớp ( cách nhiệt) : cua lò F(2 − 3) - = (1,2 1,26 ) cua = 3,024 [m ] Diện tích bề mặt tiếp xúc lớp ( cách nhiệt) vỏ tôn : cua lò F(3 − vo lò ) = (1,49 1,26 ) cua = 3,576 [m ] - Diện tích bề mặt trung bình tính cho lớp ( lớp samốt ) cua lò cua lò Ftrung binh lop = Ftrong - = 1,472 2,5956 = 1,95466 [ m ] Diện tích bề mặt trung bình lớp ( lớp diaômit) cua lò Ftrung binh lop = - cua lò F(1− 2) cua lò F(1−2) cua lò F( 2−3) = 2,5956 3,024 = 2,8016 [m ] Diện tích trung bình bề mặt lớp ( lớp cách nhiệt) cua lò Ftrung binh lop = cua lò F( 2−3) cua lò F(3−vo lò) = 3,024 3,576 = 3,288 [m ] + Tính hệ số dẫn nhiệt vật liệu ứng với lớp tường cửa lò : - Lớp samốt : cua ttrong + t(cua 1− 2) cua lò λsamôt = 0,407 + 0,0003489 lò λcua samôt = 0,407 + 0,0003489 - Lớp đitômit : 520 + 360 W = 0,561 [ ] m.K cua t(cua 1− 2) + t ( − 3) cua lò λđiatômit = 0,279 + 0,0002326 lò λcua điatômit = 0,279 + 0,0002326 360 + 186 W = 0,3425 [ ] m.K t (cua + t (cua 2−3) 3−vo lò ) cua lò λbông cách nhiêt = 0,0756 + 0,0002326 186 + 56 W - Lớp cáchcua nnhiệt: lò λbông cách nhiêt = 0,0756 + 0,0002326 = 0,1037 [ ] m.K 27 + Tính nhiệt trở lớp tường cửa lò: - Nhiệt trở lớp samốt ( lớp 1) cua Rsamôt = cua Rsamôt = - cua lò λcua samôt Ftrung binh lop 0,115 K = 0,10487 [ ] 0,561.1,95466 W Nhiệt trở lớp điatômit cua Rđiatômit = - δ samôt δ điatômit cua lò λcua F diatômit trung binh lop = 0,115 K = 0,11985 [ ] 0,3425 2,8016 W Nhiệt trở lớp cách nhiệt cua Rbông cách nhiêt = cua Rbông cách nhiêt = δ cách nhiêt cua lò λcua cách nhiêt Ftrung binh lop 0,03 K = 0,08798 [ ] 0,1037 3,288 W Nhiệt trở từ vỏ lò đến không khí bao quanh cua Rvo lò − kk = lò α kk F(23cua − vo lò ) = K = 0,02429 [ ] 11,5137 3,576 W - Tổng nhiệt trở tường đầu lò ( có bố trí cửa lò ): + Dòngcua nhiệt đầu lò (có bố trí cửacua ) lòtổn thất cuado dẫn nhiệt cuaqua tường cua RΣ = Rsamôt + Rđiatômit + Rbông cách nhiêt + Rvo lò − kk cua lò − tkk 520 − 20 K cua cua lò lò =ttrong R , 10487 + , 11985 + , 08798 + , 02429 = , 33699 [ Q3 Σ = = = 1483 [W ] = 1,484W[]kW ] cua lò 0,33699 R Σ (*) 28 + Kiểm tra lại nhiệt độ lớp: - Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp ( samốt) lớp (điatômit) cua lò cua lò cua lò t(1− 2) = ttrong − Q3 cua Rsamôt = 520 − 1484 0,10487 = 364,4 [0 C ] ( xấp xỉ với giá trị giả thiết 360 [ 0C] ) - Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp (điatômit) lớp (bông cách nhiệt ): lò cua lò cua lò cua t(cua Rđitômit = 364,4 − 1484 0,11985 = 186,5 [0 C ] −3) = t(1− 2) − Q3 ( xấp xỉ với giá trị giả thiết 186 [0C] ) - Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc lớp ( cách nhiệt ) vỏ tôn cua lò cua lò cua lò t(3− vo tôn) = t( − 3) − Q3 cua Rbông cách nhiêt cua lò t(3− vo tôn) = 186,5 − 1484.0,08798 = 55,94 [ C ] ( xấp xỉ với giá trị giả thiết 56 [0C] ) + Tính dòng nhiệt mát dẫn nhiệt qua tường đầu lò (có cửa) cua ttrong − t kk cua cua Q3 = Ftrung binh δ samôt δ điatômit δ cách nhiêt + + + cua cua α kk λcua samôt λđiatômit λbông cách nhiêt cua cua cua Ftrung binh = Ftrong F(3− vo lò ) = 1,472.3,576 = 2,294 [ m ] 29 Thay giá trị vào biểu thức ta được: Q3cua = 520 − 20 2,294 = 1184 [W ] =1,184 [kW ] 0,115 0,115 0,03 + + + 0,561 0,3425 0,08798 11,51 Q3cua = 1,184 [kW ] (**) + Tổng dòng nhiệt mát dấn nhiệt qua thể xây ( tường + + đáy + cửa ) Q3 = 7,335 + 2,881 + 4,441+1,184 = 15,841 [kW ] Tổn thất nhiệt xạ nhiệt qua khe hở qua cửa lò mở cửa thao tác  vung có cua  4 T   T0    −3 Q4 = 5,67  lò − [kW ]    φ ϕ Fcua mo 10  100 100          φ hệ số màng chắn cửa φ = 0,7 Fcua mở: Diện tích cửa mở để thao tác Fcửa mở = (0,8 0,6 ) 2của = 0,96 [m2] Tlòvung có cua Nhiệt độ lò vùng có cửa lò vung co cua Tlò T0 = (20+ 273)oK = 293oK T0 Nhiệt độ môi trường ϕ 73 29344  −3 Hệ số thời gian mở Q4=5,67. − .0,7 14.0,961 =cửa 1,386[kW] 10 10 = = (500 + 273) = 773 [ K ] τ mo cua τ trình Q4 = 1,386 [kW ] = 2,5 = 0,104 24 30 Tổn thất nhiệt dẫn nhiệt đầu đấu dây điện trở lò Lượng nhiệt tổn thất đầu dây điện trở dẫn ngoài, đầu đấu nối tiếp đấu song song theo mạch điện thiết kế đầu cốt cấp điện Lượng nhiệt tính gần theo kinh nghiệm : Q5 = 0,16 ( Q1 + Q2 + Q3 + Q4 ) Q5 = 0,16 ( 83,54 + 44,11 + 15,811 + 1,386 ) = 23,17 [kW] Tổn thất nhiệt tích nhiệt cho thể xây lò Lò ram thiết kế làm việc liên tục, chế độ nhiệt độ lò ổn định ( nhiệt độ lò không thay đổi theo thời gian ), lượng nhiệt tổn thất tích nhiệt vào thể xây Q6 = Tính tổng lượng nhiệt cần chi cho lò : Qchi = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 [kW] Qchi = 83,54 + 44,11 + 15,811 + 1,386 + 23,17 + = 168 [kW] Qchi = 168 [kW] Giá trị tỷ lệ khoản nhiệt chi trình bầy bảng 1CĐ1 BẢNG 1CĐ1 : BẢNG CÂN BẰNG NHIỆT CỦA LÒ RAM LIÊN TỤC NĂNG SUẤT LÒ 30 tấn/ngày đêm ( 1250 [kg/h ) NHIỆT THU NHIỆT CHI CỦA LÒ 31 NHIỆT THU = K KHOẢN NHIỆT CHI K=1,214 83,540 49,722 Q2 Nhiệt tổn thất để nung nóng khay chứa liệu 44,110 26,253 Q3 Nhiệt tổn thất dẫn nhiệt qua tường lò, lò,đáy lò cửa lò 15,811 9,410 Q4 Nhiệt tổn thất xạ qua khe hở cửa lò mở cửa lò 1,386 0,825 Q5 Nhiệt tổn thất dẫn nhiệt qua đầu đấu dây điện trở đầu đấu cấp điện 23,170 13,790 Q6 Không có tổn thất nhiệt tích nhiệt cho thể xây lò lò làm việc liên tục 0 168, 017 100 [kW] [%] ΣCHI = QCHI ( làm tròn ) PLÒ = 204 [kW] [%] Nhiệt để nung nóng kim loại ΣCHI = QCHI PLÒ = K QCHI [KW] Q1 X NHIỆT CHI T.T 168 [kW] ( Ghi : Chọn hệ số K giải trình trang 11 ) Chủ nhiệm dự án Đông Anh tháng năm 2012 Người viết chuyên đề [...]... 1CĐ1 : BẢNG CÂN BẰNG NHIỆT CỦA LÒ RAM LIÊN TỤC NĂNG SUẤT LÒ 30 tấn /ngày đêm ( 1250 [kg/h ) NHIỆT THU NHIỆT CHI CỦA LÒ 31 NHIỆT THU = K KHOẢN NHIỆT CHI K=1,214 83,540 49,722 Q2 Nhiệt tổn thất để nung nóng các khay chứa liệu 44,110 26,253 Q3 Nhiệt tổn thất do dẫn nhiệt qua tường lò, nóc lò, đáy lò và cửa lò 15,811 9,410 Q4 Nhiệt tổn thất do bức xạ qua khe hở và cửa lò khi mở cửa lò 1,386 0,825 Q5 Nhiệt tổn...11 TỔNG LƯỢNG NHIỆT CHI TÍCH NHIÊT KHÔNG CÓ Q6 = 0 DẪN NHIỆT QUA CÁC ĐẦU DÂY DẪN BỨC XẠ NHIỆT QUA KHE VÀ CỬA DẪN NHIỆT QUA TƯƠNG, NÓC… = K NHIỆT ĐỂ NUNG NÓNG KHAY CÔNG SUẤT ĐIỆN CỦA LÒ NHIỆT ĐỂ NUNG NÓNG KIM LOẠI DÂY ĐIỆN TRỞ CẤP NHIỆT CHO LÒ C TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT CỦA LÒ PLÒ : Về phương diện lý thuyết thì tổng lượng nhiệt thu của lò P LÒ bằng tổng lượng nhiệt chi của lò, nhưng trong thực tế,... của Qchi lớn hay nhỏ Qchi : Tổng lượng nhiệt để nung nóng kim loại (lượng nhiệt hữu ích ) , nung nóng các khay chứa liệu và các lượng nhiệt tổn thất của lò Trong tính toán cân bằng nhiệt của lò ở chuyên đề 1, ta tính cho trường hợp ram các chi tiết có nhiệt độ ram cao ( nhiệt độ ram 520 [ 0C] ) và nhiệt độ của liệu vào lò bằng 60 [0C] ( ram ngay sau khi tôi ) 12 1 Nhiệt dùng để nung nóng kim loại Q1 =... Gkl : Năng suất của lò ram [kg/h] ; Theo thiết kế, năng suất ram phải đạt 30 [tấn /ngày đêm] , vậy Gkl = 30.000 [tấn/24 h ] = 1250 [kg/h ] C trung bình kim loại: : Nhiệt dung riêng khối lượng trung bình của kim loại trong khoảng nhiệt độ t 1 và t2 [ kJ/kg.độ ].; Ctrung binh kim loai = 0,523 [kJ/kg.độ] t1: Nhiệt độ kim loại khi chất vào lò [oC]; t1= 60 [0C] ( trường hợp ram ngay sau khi tôi ) t2: Nhiệt. .. xây của lò Lò ram được thiết kế làm việc liên tục, chế độ nhiệt độ của lò là ổn định ( nhiệt độ của lò không thay đổi theo thời gian ), vì vậy không có lượng nhiệt tổn thất do tích nhiệt vào thể xây Q6 = 0 7 Tính tổng lượng nhiệt cần chi cho lò : Qchi = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 [kW] Qchi = 83,54 + 44,11 + 15,811 + 1,386 + 23,17 + 0 = 168 [kW] Qchi = 168 [kW] Giá trị và tỷ lệ của từng khoản nhiệt chi... nhiệt qua nóc lò : + Chiều dầy các lớp thể xây của nóc lò : - Lớp samốt có chiều dày δsamốt = 0,115 [m] - Lớp bông cách nhiệt có chiều dày δ bông cách nhiệt = 0,2 [m] + Nhiệt độ trong lò và nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa các lớp : - Nhiệt độ trong lò: ttrong = 520 [oC] ( theo công nghệ ram ở nhiệt độ cao ) - Giả thiết nhiệt độ giữa lớp gạch samốt với lớp bông cách nhiệt là: t(1− 2) - Giả thiết nhiệt. .. đổi đơn vị đo từ [W] sang [kW]  Tính diện tích các bề mặt của tường lò và diện tích bề mặt trung bình của tường lò + Các kích thước bên trong của lò : Chiều dài nội hình lò: 8,04 [m] Chiều cao nội hình lò: 0,746 [m] Chiều rộng nội hình lò : 0,92 [m] Chiều rộng của nóc lò: 1,03 [m] ( tính theo dây cung ) + Tính diện tích bề mặt trong của tường lò, nóc lò, đáy lò, cửa lò 1tuong bên tuong Ftrong = ( Ftrong... bảo đảm cung cấp đủ nhiệt cho lò ngay cả khi lưới điện bị sụt Q1 áp, ta phải lấy nhiệt thu cao hơn tổng lượng nhiệt chi Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 PLÒ = K Qchi Lò ram thiết kế là lò điện trở, vậy lượng nhiệt thu của lò là lượng nhiệt do dây điện trở tỏa ra khi có dòng điện chạy qua dây điện trở Hệ số K = 1,1 ÷ 1,25 Giá trị này được chọn theo kiểu lò, theo chế độ làm việc gián đoạn hay liên tục, theo điều kiện... − vo lò ) = 1 K = 0,02429 [ ] 11,5137 3,576 W - Tổng nhiệt trở của 2 tường đầu lò ( có bố trí cửa lò ): + Dòngcua nhiệt đầu lò (có bố trí cửacua ) lòtổn thất cuado dẫn nhiệt cuaqua 2 tường cua RΣ = Rsamôt + Rđiatômit + Rbông cách nhiêt + Rvo lò − kk cua lò − tkk 520 − 20 K cua cua lò lò =ttrong R 0 , 10487 + 0 , 11985 + 0 , 08798 + 0 , 02429 = 0 , 33699 [ Q3 Σ = = = 1483 [W ] = 1,484W[]kW ] cua lò 0,33699... của lò Chiều dài ngoại hình lò: 8,5 [m] Chiều cao ngoại hình lò: 1,72 [m] Chiều rộng ngoại hình lò : 1,64 [m] + Tính diện tích bề mặt ngoài của tường lò, nóc lò, đáy lò, cửa lò tuong Fngoai = (8,5 1,72) 2bên = 29,24 [m 2 ] nóc Fngoai = (8,5 1,64) = 13,94 [m 2 ] 15 đáy Fngoai = (8,5 1,64) = 13,94 [m 2 ] cua Fngoai = (1,49 1,2) 2cua = 3,576 [m 2 ] + Tính diện tích bề mặt trung bình của tường lò, nóc lò,