Курсовая работа: Автоматизация технологических процессов колпаковой печи
Колпаковые печи относят к печам камерного типа с изменяющимся во времени тепловым режимом. В первый период нагрева необходимо получить максимальную скорость нагрева и поэтому подается количество тепла, соответствующее наибольшей тепловой мощности. Это происходит до тех пор, пока наиболее быстро нагревающаяся часть садки или колпака не достигнет заданной температуры. После этого начинается период выравнивания температуры при постепенно понижающемся расходе топлива.
В колпаковых печах верх садки нагревается и остывает быстрее чем низ, так как теплообмен происходит с боковой и верхней частями муфеля. Иногда быстрее нагревается нижний рулон, что происходит благодаря влиянию горелок, расположенных в нижней части колпака. Большая неравномерность наблюдается и по сечению садки - средние витки рулонов греются медленнее. Эта неравномерность может быть уменьшена за счет достаточной длительности выдержки.
Рис. 1.1 Внешний вид колпаковой печи
1. Вход в дымовой боров.
2. Инжектор.
3. Кольцевой канал сжатого воздуха.
4. Конвекторное кольцо.
5. Рулон
6. Нагревательный колпак.
7. Крышка
8. Двойной муфель
9. Рабочее колесо вентилятора
10. Газопровод
11. Горелка
12. Песочный затвор.
Продолжительность подачи в печь максимального количества тепла зависит от равномерности нагрева. При большой неравномерности сокращение подачи топлива приходится начинать еще в тот период, когда садка способна воспринимать тепло и характеризуется невысокой средней температурой. Практика работы показывает, что рациональным значением тепловой мощности следует считать такое, при котором температура муфеля достигает 800-850 0 С за 2-3ч. Мощность одностопных печей обычно принимают 17.5-23.5 кВт/т садки.
1.1 Теория термической обработки
Отжиг – процесс термической обработки, обуславливающий получение равновесных (устойчивых) структур распада аустенита во время охлаждения, с определённых температур нагрева в интервале превращений или выше. Отжиг осуществляется путём нагрева стальных листов и рулонов до (или выше) температуры в интервале превращений, продолжительной выдержки при этой температуре и последующего медленного охлаждения. В процессе отжига происходит изменение дисперсных фаз и размера зёрен аустенита; в результате получается равновесная структура феррито–цементной смеси, снижается твёрдость и повышается пластичность и вязкость.
Отжиг применяется с целью снятия напряжений, улучшения пластичных свойств, устранения структурной неоднородности.
Применяемая термообработка может быть классифицирована следующим образом:
а) смягчающий отжиг;
б) рекристаллизационный отжиг;
в) отпуск.
Смягчающий отжиг проводится для разупрочнения горячекатанных листов и заготовок легированных сталей. Сталь после прокатки может иметь различную структуру и различные механические свойства в зависимости от степени деформации, от температуры конца горячей прокатки, от скорости охлаждения и т.п. Поэтому при выборе режима отжига стали после прокатки, кроме химического состава, учитывается также структура и твёрдость стали.
Смягчающим отжигом добиваются коагуляции карбидов стали, увеличения размера зерна, снятия н6апряжений и понижение твёрдости.
Рекресталлизационный отжиг – процесс термической обработки, обуславливающий исправление искажений кристаллической решётки., полученной при холодном деформировании металла.
Рекресталлизационный отжиг осуществляется путём нагрева стали до температуры 150 - 250°С, выше температуры начала роста новых зёрен, образующихся взамен деформированных, выдержки при этой температуре и последующего медленного охлаждения. При рекресталлизационном отжиге происходит рост новых зёрен, образовавшихся взамен легированных, снятие наклёпа и внутренних напряжений при коагуляции цементита и образование зернистого перлита, увеличение пластичности стали, снижение прочностных свойств.
Отпуск процесс термической обработки, обуславливающий превращение неустойчивых структур закалённого (полученного в процессе ускоренного охлаждения) состояние в более устойчивые. Отпуск осуществляется путём нагрева металла до температуры ниже интервала превращений, выдержки при этой температуре и последующего охлаждения.
В результате отпуска получаются более устойчивые структуры по схеме мартенсит – троостит – сорбит, как следствии этого, получаются требуемые механические свойства как снятие внутренних напряжений.