Проект нагревательной камеры электрической печи сопротивления СПЗ-0,3.60-24/3

24.dwg

муфеля 12х2 30 градусов
муфеляm 6х4 30 градусов
муфеля 12х2 45 градусов

Люба - сигареты1.doc

[pic]юд.бюбь.ютллллллллллррррррр

6...Лист2, Лист3-стальной кожух.dwg

МГТУ им. Бауманаnкафедра МТ8nгруппа МТ8-81
Кожух стальной (отверстия для выводов нагревателей)
Кожух стальнойn(внешний)
Кожух стальнойn(совмещенный)
Кожух стальной (внутренний)
- ГОСТ 5264-80-У4- 3-50 100 n- ГОСТ 5264-80-Н1- 3-50 100
- ГОСТ 5264-80-Т1- 3-50 100 n 75х50х8 А ГОСТ 8510-93nY - Уголок Сталь 40 ГОСТ 535-88
х30х3 А ГОСТ 8509-93nу - Уголок Сталь 40 ГОСТ 535-88nТолщина стального листа 2.5 мм
n- ГОСТ 5264-80-Н1- 3-50 100
х30х3 А ГОСТ 8509-93nY - Уголок Сталь 40 ГОСТ 535-88n 12 ГОСТ 8240-89 nШ - Швеллер Сталь 40 ГОСТ 535-88nТолщина стального листа 2.5 мм
Условные обозначения: - внешний кожухn - внутренний кожухn - профили
- ГОСТ 5264-80-Т1- 3-50 100

моя записка.doc

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Э.БАУМАНА.
РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ СНЗ – 3.5.2 7
СТУДЕНТ: КАНГЕЗОВА Е. А.
РУКОВОДИТЕЛЬ: КСЕНОФОНТОВ А.Г.
Краткое описание печи.
Определение теплотехнических характеристик и тепловой массивности садки.
Расчет времени нагрева садки.
Определение продолжительности цикла работы печи.
Определение основных размеров печи.
Расчет футеровки печи.
1.Расчет футеровки боковых стенок печи.
2.Расчет футеровки пода и свода печи.
3.Расчет футеровки передней и задней стенок печи.
Расчет теплового баланса и определение мощности печи.
Расчет нагревателей.
Расчет механизма подъема .
Определение ориентировочной себестоимости печи.
Список использованной литературы.
Краткое описание печи
Спроектированная печь СНЗ – 3.5.27 имеет габаритные размеры
62х1564х1175мм и размеры рабочего пространства 300х500х200мм.
Для загрузки-выгрузки в печи предусмотрена дверь с переднего торца.
В качестве огнеупорного материала для этой печи применён шамот -
ультралегковес в виде кирпича размером 115х230х65мм. В качестве
теплоизолирующего материала для этой печи применена шлаковая вата.
Огнеупорный и теплоизолирующий материалы собираются между собой с помощью
В печи расположены три нагревателя по одному нагревателю на двух
боковых поверхностях и на своде.
Нагреватели расположены на внутренней поверхности стены размером
Сквозь нагреватели производится продув воздуха с помощью вентилятора
расположенного на верхней панели печи.
Определение теплотехнических характеристик и тепловой массивности садки
Медь имеет следующие характеристики:
-коэффициент теплопроводности( (ме
-коэффициент теплоемкости( сме
-плотность( (ме (1(.
Выписываем из справочника
Характеристики садки определяем при средней температуре нагрева Тср.
[pic] где Тн и Тк- начальная и конечная температуры нагрева садки.
Пересчитываем для нашей садки с учетом коэффициента заполнения
λс= кλме=1*387=387 ВтмºC;
ρс= кρме=1*8940=8940 кгм3;
Тогда коэффициент температуропроводности:
Определяем критерий Био:
[pic] где α = αк+ αизл -суммарный коэффициент теплопередачи конвекцией и
где спр - приведенный коэффициент (излучательная способность материала)
- степень черноты материала (для меди 293К=0.57 573К=0.67 )
со – излучательная способность АЧТ
Находим αизл для разных температур ( для 20°и 280°С):
αизл 293К =[pic] Втм*К
αизл 553К =[pic] Втм*К
Коэффициент теплопередачи конвекцией : αк = 14 Втм*К (по рекомендации
руководителя проекта)
Суммарный коэффициент теплопередачи : α = 19.36+14 =33.36 Втм*К
S – минимальное расстояние от наиболее нагретой части детали до наименее
S = 0.0252 = 0.0125м.
[pic]=[pic] следовательно садка является теплотехнически тонким телом так
как нагрев идет до невысокой температуры 3000С и без резкого охлаждения.
Расчет времени нагрева садки
Тепловой поток: [pic] где Тп- температура печи Тс- температура садки.
На данном этапе нагрева [pic] [pic] тогда: [pic]
Температура садки в момент окончания [pic]
где[pic]- тепловоспринимающая поверхность садки
[pic]- тепловоспринимающая поверхность одного прутка
[pic]-тепловоспринимающая поверхность 24-х прутков.
[pic]-масса одного прутка
[pic]-масса 24-х прутков.
Находим [pic]- период нагрева при постоянной температуре печи:
Время нагрева садки: [pic]
Определение продолжительности цикла работы печи
[pic] ([pic] т.к. охлаждение изделия производится на воздухе). Принимаем:
Производительность:[pic]
Определение основных размеров печи
Исходя из того что на боковых стенках печи располагаются нагреватели
расстояние от садки до этих стенок принимаем равным 03м расстояния от
садки до свода 03м расстояние от садки до двери 01м и от садки до
задней стенки принимаем равным 0 2м.
Lобщ.=0.5+0.1+0.2=0.8м
K=SполSобщ=0.150.48=0.31м
Расчет футеровки печи
Так как наша печь рассчитана на 700°С то мы выбираем двухслойную
футеровку. Назначаем материалы слоев:
-шамот ультролегковес
Толщина слоя футеровки зависит от множества факторов. Окончательно ее
определяют расчетом однако до расчета ее необходимо назначить. На данном
этапе рекомендуется принять ее такой чтобы температура на наружной
поверхности tн не превышала 60°С из соображений техники безопасности. В то
же время если tн 40°C то считается что футеровка получается слишком
громоздкой и экономически невыгодной [2].
1.Расчет футеровки задней стенки печи.
Назначаем толщину слоёв: (1=0065м(2=013м.
Определяем площади: [p
[pic] где Fвн – площадь внутренней поверхности футеровки Fн – площадь
наружной поверхности футеровки F1-площадь на границе раздела футеровки.
Средняя площадь футеровки: [pic][pic]
Назначаем температуры
t1=6900C; t2=5000C; t3=400C
Определяем потери теплоты через футеровку: [pic]
где tвн- температура внутреннего пространства печи; tокр- температура
окружающего пространства; [pic]коэффициенты теплоотдачи от внутренней
среды печи к стенке и от стенки к окружающему воздуху соответственно;
[pic]коэффициент теплопроводности футеровки.
Поскольку при выборе граничных температур очень велика вероятность
ошибки необходима проверка правильности назначенных температур. Проведем
-проверка слева: [pic]
Результаты расчета показали что заданная толщина футеровки является
разброс температур ([pic][pic] и [pic] не превышает 5°С.
Расчеты футеровки для передней и задней стенок а также для пода и свода
печи производятся аналогично.
2.Расчет футеровки пода печи.
Назначаем толщину слоёв: (1=023; (2=0.
разброс температур ([pic] и [pic] не превышает 5°С.
3.Расчет футеровки боковых стенок печи.
[pic] -проверка справа:
4.Расчет футеровки передней стенки печи.
5.Расчет футеровки свода печи.
t1=6900C; t2=5100C; t3=400C
Определяем потери теплоты через футеровку: [pic] -проверка слева:
6.Расчет футеровки задней стенки печи (вариант 2).
Сравнительная таблица для задней стенке
Толщина слоёв Qкл Вт Стоимость Выбор варианта
95=0065+013 2098 10712 руб. Лучший
3=023 2382 636 руб. Худший
Расчет теплового баланса и определение мощности печи
Уравнение теплового баланса для электрических печей имеет следующий вид:
[pic] (дополнительно учитываются потери в электрических кабелях которые
можно принять в 16% от общего расходуемого тепла).
Общий расход тепла определяется следующими статьями:
)Расход тепла на нагрев металла (садки):
[pic] где[pic]- разница между температурой металла при его загрузке и
температурой до которой металл нагревается в печи.
)Расход тепла на нагрев приспособлений (приспособления изготовлены из
)Потери тепла через кладку печи (см.п.5):
)Потери тепла на аккумуляцию кладки. Эта статья имеет большое значение для
периодически действующих печей. Период работы нашей печи [pic].
[pic][pic][pic][pic]
[pic]- коэффициенты теплоемкости шамота-ультралегковеса и шлаковаты
соответственно [pic]1(2-плотность шамота-ультралегковеса и шлаковаты
m1m2-масса шамота-ультралегковеса и шлаковаты [pic]1[pic]2-разница между
средней температурой соответствующей части футеровки и температурой
окружающей среды [pic][pic]- средняя площадь соответствующей части
)Потери тепла сквозь периодически открывающиеся двери.
где[pic]-степень черноты излучающего тела F-площадь отверстия (двери)
[pic]- коэффициент диафрагмирования [2] [pic]- абсолютная температура
излучающего тела [pic]- абсолютная температура воздуха вокруг печи.
) Неучтенные потери: [pic]
Общий расход тепла: [pic]
Коэффициент полезного действия печи: [pic]
Установленная мощность печи: [pic]Время разогрева печи: [pic]
Удельный расход энергии:[pic]
Уравнение теплового баланса для печи имеет следующий вид:
Материал нагревателя: Х20Н80 (удельное электрическое сопротивление
[p плотность [p намотка пружинная.
Установленная мощность печи: [pic] мощность одного нагревателя
[pic](всего 3 нагревателя: по 1 нагревателя в каждой из 3-х фаз).
Рис.3. Схема включения трёхфазного нагревательного элемента звездой.
Принимаем напряжение на каждом нагревателе: [pic]
По графикам выбираем [p[pic]
Диаметр проволоки из которой сделан нагреватель d=[pic]
Сопротивление нагревателя: [p
Длина нагревателя: [p
Удельная поверхностная мощность нагревателя: [pic]W .
Назначаем шаг спирали:[pic]
Диаметр нагревателя: [pic] принимаем D=11мм.
Количество витков: [p
Длина скрученного нагревателя: [p
Размещаем в 24 ряда: Lряда=L24=25.63624=1.068м –не проходит по длине
Удельная поверхностная мощность нагревателя: [pic]W
Диаметр нагревателя: [pic] принимаем D=10мм.
Размещаем в 24 ряда: Lряда=L24=17624=0706м
масса нагревателя: [pic].
Расчет механизма подъема дверцы
Дверь имеет такую же футеровку что и передняя стенка поэтому
Подъем осуществляется с помощью ручного привода по направляющим.
Сила необходимая для удержания дверцы.
Список использованной литературы
”Физические величины” справочник под ред. И.С.Григорьева и
Е.З.Мейлихова М. изд. 1990г.
Металловедение: Сталь: Справочник: В 2т. В.Енике В.Даль Г.-Ф.
Кленер и др.: Пер. с нем. М.: Металлургия 1995. Т. 1.1. 448 с.; Т.
2. 335 с.; Т. 2.1. 447 с.; Т. 2.2. 399 с.
Б.Н.Арзамасов “Методика расчета печей” Рассмотрена и одобрена
кафедрой АМ-9 23II-72.г Методической комиссией факультета АМ 28II-72г. и
Учебнометодическим правлением. М. МГТУ 1973г. 81 с.
А.Д.Свенчанский “Электрические промышленные печи” М.
“Госэнергоиздат”1958г.

5...Лист4.1-ТЭП.dwg

МГТУ им. Бауманаnкафедра МТ8nгруппа МТ8-81
Размеры рабочего пространства
внутренний диаметр муфелей
Габаритные размеры печи
Максимальная температура
Температура выдачи металла
Время разогрева печи
Время нагрева и выдержки садки
Установленная мощность
Количество регулируемых зон
Распределение мощности по зонам
Напряжение питающей сети
Коэффициент полезного дейсвия
Удельный расход энергии
Мощность холостого хода
Среда в рабочем пространстве

Стоимость.doc

Министерство высшего и среднего специального образования
Российской Федерации
Московский ордена Ленина ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового
Государственный Технический Университет имени Н. Э. Баумана
Расчетно-пояснительная записка
К курсовому проекту на тему:
Спроектировать нагревательную камеру электрической печи сопротивления
Краткое описание печи
В данном курсовом проекте предлагалось спроектировать электрическую печь
сопротивления СПЗ-03.60-243.
Электропечь предназначена для отжига медной проволоки диаметром 25мм в
защитной атмосфере. По принципу действия электропечь относится к протяжным
электропечам с конвективным методом нагрева. Нагрев проволоки происходит в
камере нагрева в защитной атмосфере до температуры 2800С затем происходит
выдержка при данной температуре.
Спроектированная печь имеет габаритные размеры 1600х6260х680 мм и размеры
рабочего пространства 30.6000мм-24. Электропечь имеет 24 муфеля из стали
что дает возможность одновременно обрабатывать 24 проволоки.
Футеровка электропечи составная включает в себя под 2 дверцы с обоих
торцев и съемный свод состоящий из 3-х частей длиной 2000 мм каждый. В
качестве теплоизолирующего материала для этой печи применён материал
минеральная вата которая укладывается внутри стального кожуха. Стальной
кожух изготовлен из стали 40 и представляет собой сварочную конструкцию из
стальных листов толщиной 2.5 мм и профилей «уголок №3». Для устранения
провисания муфелей они устанавливаются на 2 опорных профиля «уголок
№7.55» приваренных к кожуху.
Электропечь поделена на 3 тепловые зоны длиной 2000 мм каждая. В
электропечи установлено 12 нагревателей по 4 нагревателя в каждой зоне: 2
на поде 2 на своде. Нагреватели на поде расположены на керамических
панелях размером 800х2000х50 мм. Нагреватели на своде подвешиваются на
металлические крючки приваренные к своду. Нагреватели изготовлены из
материала Х15Н20. Вид нагревателей – проволочная спираль сопротивление при
температуре 200С – 15.611 Ом.
Сквозь нагреватели производится продув воздуха с помощью вентиляторов
расположенных на своде печи в каждой зоне.
Расчет ориентировочной стоимости печи.
Для определения ориентировочной себестоимости печи будет достаточно найти
стоимость материалов для изготовления печи стоимость работ основных
рабочих а также определить размер цеховых и заводских расходов.
1.Стоимость основных материалов и узлов.
№ Наименование Количество Оптовая цена Сумма руб.
Минеральная вата 1.422 м3 21400 рубм3 30430
Металлоизделия 3 т 8500рубт 25500
Х25Н20 0.486 т 1200000рубт 583200
Вентилятор 3 300 рубшт 900
Термопара 3 250 рубшт 750
Суммарная стоимость материалов и узлов печи 640780
2. Заработная плата основных рабочих.
№ Специальность Разряд Объем Ставка Зарплата
работы ч руб160ч руб
Огнеупорщик 4 8 13200 660
Сварщик 5 80 14520 7250
Электрик 4 6 13200 495
Слесарь 4 240 13200 19800
Суммарная заработная плата рабочих 28205
3. Заводская себестоимость.
№ Составляющая заводской себестоимости Сумма руб
Материалы и узлы 640780
Заработная плата рабочих 28205
Цеховые расходы 90256
Заводские расходы 22564
Заводская себестоимость печи 781805
4. Плановая себестоимость и плановая цена.
Заводская себестоимость печи
Плановая себестоимость печи
П.с.= З.с.+0.03*З.с.=781805+0.03*781805=805259 руб
П.ц.=1.03*П.с.=805259*1.03=829417 руб
Список использованной литературы.
Марочник сталей и сплавов.сайт.
Б.Н.Арзамасов “Методика расчета печей” Рассмотрена и одобрена кафедрой
АМ-9 23II-72.г Методической комиссией факультета АМ 28II-72г. и
Учебнометодическим правлением. М. МГТУ 1973г. 81 с.
А.Д.Свенчанский “Электрические промышленные печи” М. “Госэнергоиздат”
П.Ф.Дунаев “Конструирование узлов и деталей машин” учеб. пособие для
студ. высш. учеб. заведений П.Ф.Дунаев О.П. Леликов. – 9-е изд.
перераб. и доп. – М.: Издательский центр “Академия” 2006. – 496 с.

7...Лист5,общий вид.dwg

Вывод защитной атмосферы
Подвод защитной атмосферы
Условные обозначения: - Минеральная вата
МГТУ им. Бауманаnкафедра МТ8nгруппа МТ8-81

3...Лист1.1-футеровка2 из строительного кирпича.dwg

МГТУ им. Бауманаnкафедра МТ8nгруппа МТ8-81
Футеровкаn(вариант 2)
- Строительный кирпич
Сравнительная таблица для пода печи.
Условные обозначения

4...Лист1.2-нагреватель.dwg

МГТУ им. Бауманаnкафедра МТ8nгруппа МТ8-81
Развернутая длина нагревателя 25 м.
Удельное электросопротивление проволоки в холодном
состоянии 0.9 Ом*ммм.
Сопротивление нагревателя в холодном состоянии
Сопротивление нагревателя замерять до приварки выводов.
Плавку выводов к нагревателю производить электродом
ОЗП-8 со стержнем электродов из сплава ОХ23Ю5А (ЭИ595).