Проектирование промышленных печей

Рефераты / Строительство и архитектура / Проектирование промышленных печей

Сопротивление огнеупоров деформации под нагрузкой при высоких температурах зависит от:

- природы материала (образуется или не образуется связанная кристаллическая решетка);

- плотности огнеупора (чем он плотнее, тем выше сопротивление);

- количества примесей (чем больше плавящихся составляющих, тем ниже сопротивление деформации);

- качества обжига (плохо обожженный материал дает

дополнительную усадку).

Шлакоустойчивость характеризует способность огнеупорных материалов противостоять разъедающему действию расплавленных шлаков. Это свойство особенно важно при выборе материала для футеровки плавильных печей. Основными факторами, определяющими шлакоустойчивость, являются состав огнеупоров и контактирующего с ними шлака, а также температура. Поэтому для уменьшения разъедания футеровки печей, где образуются кислые шлаки, ее выполняют из огнеупоров на основе кислых оксидов, а при наличии в печи основных шлаков ее футеруют основными огнеупорами. При этом, чем выше температура жидкого шлака, тем интенсивнее он разъедает тот же самый огнеупорный материал. Уменьшение пористости материала во всех случаях способствует его лучшей шлакоустойчивости.

Термическая стойкость – это способность материала выдерживать резкие колебания температуры, не растрескиваясь и не разрушаясь. Этот показатель характеризуют числом теплосмен, понимая под одной теплосменой цикл нагрева огнеупорного изделия до 1300°С с его последующим резким охлаждением в воде или на воздухе.

Термическая стойкость зависит от теплопроводности и теплоемкости материала, коэффициента объемного расширения и прочности. Многокомпонентные материалы отличаются обычно более высокой термостойкостью, чем те огнеупоры, основой которых служит какой-либо один оксид.

Постоянство объема. Огнеупорные материалы при нагревании до высоких температур испытывают изменение объема двоякого рода: в сторону увеличения (рост) или в сторону уменьшения (усадка). Значительное увеличение или уменьшение размеров кирпичей может вызвать расстройство кладки: образование щелей, трещин, а в некоторых случаях даже разрушение кладки.

5. Глиняный (красный) кирпич изготовляют из смеси неогнеупорных красных глин и песка. Его применяют для строительства фундаментов, боровов, сушил, стволов дымовых труб и для наружной изоляции некоторых печей. Предельная температура применения кирпича 500–650°С. Его средний коэффициент теплопроводности 0,8 Вт/(м∙К), а плотность 1800 кг/м3. Хороший красный кирпич должен иметь правильную форму размерами 250´120´65 мм. Кирпич бывает нескольких марок: 150, 100 и 75 в зависимости от механической прочности на сжатие. Марка означает механическую прочность, например: кирпич марки 100 должен иметь предел прочности на сжатие не менее 100 кг/см2.

Хорошо обожженный кирпич имеет темно-красный цвет и от удара молотком издает чистый звук. При обжиге возможны случаи, когда одни кирпичи пережигаются, а другие получают недостаточный обжиг.

Пережженный кирпич (железняк) – темного цвета, очень плотен, иногда остеклован. Железняк плохо связывается с раствором, поэтому применяется главным образом для кладки фундаментов. Кирпич – недожог имеет светло-красный или сероватый цвет, меньшую прочность, большое водопоглощение, при ударе издает глухой звук. В ответственных частях печей и для кладки дымовых труб кирпич – недожог не применяется.

Силикатный кирпич белого или светло-серого цвета изготовляют из смеси песка с известью. Размеры и марка силикатного кирпича те же, что и красного. Силикатный кирпич разрушается под действием высокой температуры и влажности. Поэтому он не применяется в подземных частях сооружений и в тех местах, где он может подвергнуться действию пара и температуры выше 250°С.

6. К теплоизоляционным материалам предъявляют два основных требования:

- иметь как можно более низкую теплопроводность (это должно обеспечивать минимальные потери тепла через теплоизоляцию при данной ее толщине);

- иметь как можно более низкую удельную теплоемкость (этодолжно обеспечивать минимальные потери тепла на аккумуляцию слоем теплоизоляции данной толщины при его разогреве до рабочей температуры).

8. Жаростойкими (окалиностойкими) называют стали, стойкие против химического разрушения поверхности в газовых средах при температуре выше 550°С и работающие в ненагруженном или слабо нагруженном состоянии, а жаропрочными – работающие в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и при этом достаточно окалиностойкие.

9. Для промышленных печей применяют различные изделия из металлов. На каркасы и кожухи печей идет прокатная сталь в виде листа, балок, швеллеров, уголков, полос, труб круглого сечения (рис.1), а также сталь в виде разного рода поковок, изготовляемых кузнечным способом, и металлические изделия (метизы). К метизам относятся болты, гайки, заклепки, муфты, шурупы и т.п.

1– балка; 2– швеллер; 3– уголок; 4– полоса; 5– труба; 6– круглая сталь; 7– лист

Рисунок 1 – Прокатный металл

2. Определение состава обычных и огнеупорных бетонов на цементных вяжущих

2.1 Расчет огнеупорного бетона заданной марки

Подобрать состав огнеупорного бетона на глиноземистом цементе с хромитовым заполнителем марки 160 для изготовления элементов средней массивности.

Определяем [2, таблица 2], что в качестве заполнителей для таких бетонов применяют хромитовый песок и хромитовый щебень.

Принимаем q=3 и r=0,55. параметры Ц и В определяем способом пробных замесов. Объемный вес хромитового щебня . Подсчитываем по формулам (1) – (3) количество материалов, необходимых для пробных замесов объемом V=0,005 м3 (на три кубика с запасом) с примерным расходом глиноземистого цемента 260, 330 и 400 кг на 1 м3 бетона.