Системы технологий (стр. 21 из 29)
Время, необходимое для заполнения формы жидким металлом, зависит от объема металла (V, см3), сечения отливки, сечения подводящего канала (q, см2), теоретической скорости движения металла (оз. с). Оно оассчитывается по формуле:
Пример 9. Определить расход воздуха, количество и состав продуктов горения в рабочем пространстве кузнечной камерной печи. Состав сухого газа (% объемн.): метан (СН4) = 95,82; этан (С2Н6)= 2,04; пропан (C3Hg) = 1,02; бутан (С4Н10) = 0,41; С02 = 0,2; N2= 0,51. Содержание влаги в сухом газе (W) равно 15,55 г/м3. Температура подогрева газа и воздуха tB= t = 300°C.
Решение. Для осуществления высокотемпературных процессов в черной и цветной металлургии, нефтяной и нефтехимической промышленности, в производстве строительных материалов применяют промышленные печи.
Представителем таких печей являются камерные печи, в которых источником тепловыделения является топливо, сжигаемое в рабочем пространстве печи. Нагреваемые изделия в камерных печах располагают на поду печи. Передача тепла от факела горелок к поверхности изделий идет за счет излучения и смывания нагреваемых тел потоком продуктов сгорания топлива.
При сжигании топлива в камерной печи необходим избыток воздуха. Пусть коэффициент расхода воздуха (а) составляет 1,1.
Пример 11. Провести расчет паропроизводительности котла-утилизатора, установленного за мартеновской печью.
Котлы-утилизаторы в зависимости от количества дымовых газов перед ними (тыс. м3/ч) классифицируются на следующие типы: КУ-50, КУ-60-2, КУ-80-3, КУ-100-1, КУ-125 (120 тыс. м3/ч). Расчетная температура дымовых газов перед КУ-50 равна 600°С, а перед остальными конами-утилизаторами - 650°С.
Состав дымовых газов перед КУ-80-3 (% объемн.): углекислого газа - 12; водяного пара - 10,5; кислорода - 5,5; азота - 72. Объем подсасываемого воздуха в газоходах котла-утилизатора составляет 0,05 объема дымовых газов, поступающих в аппарат. Температура дымовых газов на выходе из котла-утилизатора равна 245°С.
Для расчета использовать табл. 6.
Таблица 6
Энтальпия компонентов дымовых газов при различных температурах
| Наименование газов | Энтальпия, кДж/м3 | |||
| 650 | 600 | 245 | 200 | |
| Углекислый газ | 1306,0 | 1236,76 | 462,0 | 361,67 |
| Водяной пар | 1058,0 | 964,68 | 381,4 | 303,47 |
| Кислород | 925,0 | 851,64 | 337,3 | 267,38 |
| Азот | 865,0 | 805,06 | 22,4 | 260,60 |
Решение. Определяем энтальпию дымовых газов на входе в котел-утилизатор:
АНвх= 0,12x1306,0 +0,105x1058,0 + 0,055x925 + 0,72x865,0 = =156,9 + 111 + 51 + 623,0 = 942 кДж/м3.
Пример 12. Составить материальный баланс обжиговой печи в производстве полупродукта (цементного клинкера) для портландцемента. Шихта для обжига включает 80% известняка и 20% глины. Известняк содержит 95% масс. СаСО и 5% масс. - примесей. В состав глины входят (% масс): SiOz - 72; А12Оэ - 16,0; Fe203 - 7,0; К20 - 1,7; Na20 - 3,3.
Расчет материального баланса можно вести на единицу готовой продукции, сырья, в единицу времени. Учитывая, что результаты материального баланса используются при составлении статьи затрат на сырье и материалы калькуляции себестоимости продукции, принимаем, что целесообразно расчет вести на 1 т цементного клинкера.
Процесс обжига шихты с целью получения полупродукта для портландцемента ведут во вращающихся печах. "Сначала идет испарение влаги из шихты, затем при температуре около 50СГС дегидратация минералов, содержащихся в глине. Далее протекает разложение известняка с образованием оксида кальция, взаимодействие компонентов глины с оксидом кальция с образованием силикатов кальция и других веществ. При температуре 1400 - 1450°С идет спекание шихты и образуется клинкер.
Основываясь на составе шихты, используя химический состав глины и известняка, определяют содержание компонентов шихты (% масс):
Поскольку при образовании клинкера карбонат кальция разлагается с образованием оксида кальция и углекислого газа, из 100 кг шихты получится клинкер следующего состава (табл. 7).
Таблица 7
| Компонент | СаО | Si02 | А1203 | Fe203 | к2о | Na20 | Примеси | Итого |
| Масса, кг | 76X56 =43 100 | 14,40 | 3,20 | 1,40 | 0,34 | 0,66 | 4,00 | 67 |
Газовая фаза образуется в виде углекислого газа и составляет:
Состав клинкера (% масс.) представлен в табл. 8.
Таблица 8
| Компонент | СаО | Si02 | Al203 | Fe203 | К.0 | Na20 | При | Итого |
| % масс. | 43x10067 = 64,2 | 14,4x10967 = 21,5 | 3,2x10067 = 4,71 | 1,4x10067 = 2,08 | 0,34x10967 = 0,51 | 0,66x10067 = 1,00 | 4x10067 = 6,00 | 100 |
Для получения 1 т цементного клинкера требуется: карбоната кальция: 642 : 56 -100= 1146 кг; известняка: 1146 :0,95 = 1206 кг. Количество примесей составит: 1206 - 1146 = 60 кг. Расход глины на 1 т клинкера представлен в табл. 9.
Таблица 9
| Компонент | Si02 | А1203 | Fe203 | К20 | №20 | Итого |
| Масса, кг | 215 | 47,1 | 20,8 | 5,1 | 10,0 | 100 |
Таблица 10 Материальный баланс печи для получения 1 т цементного клинкера
| Приход | Расход | ||
| Исходные вещества | кг | Продукты | кг |
| 1. Известняк: | 1. Клинкер: | ||
| СаС03 | 1146 | СаО | 642 |
| примеси | 60 | Si02 | 215 |
| 2. Глина: | А!203 | 47,1 | |
| Si02 | 215 | Fe203 | 20,8 |
| Al203 | 47,1 | кр | 5,1 |
| Fe203 | 20,8 | Na20 | 10,0 |
| К20 | 5,1 | примеси | 60,0 |
| Na20 | 10,0 | 2.С02 | 504 |
| Итого: | 1504 | 1504 | |
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
ЧАСТИ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ И РАБОТ
1. Значение, структура и порядок составления технологической
части
Дипломные проекты и работы являются завершающими работами студентов, в процессе подготовки которых они практически должны применить знания в области технологических и экономических дисциплин.
Дипломное проектирование начинается после завершения изучения всего цикла дисциплин, предусмотренных учебным планом.
Работа над дипломным проектом состоит из ряда этапов: преддипломной практики, расчетов и написания записки, защиты проекта.
Важной частью дипломного проекта или дипломной работы является технологическая часть, на базе которой обосновываются технологические мероприятия, обеспечивающие получение в дипломных проектах и работах экономического эффекта.
Перед началом преддипломной практики каждому студенту-дипломнику назначается консультант по технологической части и выдается задание на разработку технологической составляющей дипломных проектов и работ. Необходимо стремиться, чтобы технологическая часть проекта и работы выполнялась по заданию предприятия.
Весь период преддипломной практики нужно использовать для накопления сведений, необходимых для выполнения технологической части проекта. Студенты изучают производственный и технологический процессы цеха, завода, для чего используют технологические регламенты производства черных и цветных металлов, строительных материалов, химических продуктов, маршрутные карты обработки заготовок, деталей; изучают данные, связанные с сырьем, материалами, полуфабрикатами, методами контроля качества этих материалов и готовой продукции.
К данным, полученным на предприятиях, нужно подходить критически. В технических отделах заводов необходимо получать информацию о работе лучших образцов технологического оборудования, так как идет быстрое развитие технического прогресса. Параллельно нужно изучать литературу по соответствующему технологическому процессу производства, обработки веществ.
В процессе разработки технологической части дипломных проектов и работ студенты должны ориентироваться не только на передовой опыт данного предприятия, но и обобщать опыт других предприятий, применять новейшее оборудование, прогрессивную технологию. Нужно также осветить состояние и развитие отрасли промышленности, относящейся к теме дипломного проекта, работы с учетом новейших достижений техники и технологии.
Студент-дипломник должен понимать, что техническое совершенствование производства осуществляется с целью повышения производительности труда, качества продукции, снижения ее материалоемкости, энергоемкости, а, следовательно, уменьшения себестоимости продукции. Следует помнить, что в дипломные проекты и работы нельзя механически переносить нормативы, заимствованные из литературы. Нужно учитывать конкретные условия предприятия, производственный процесс которого используется в технологической части дипломных проектов и работ.
На основе анализа изученного производственного процесса, с учетом мнений инженерно-технических работников, экономистов выявляются узкие места, составляются предложения по их устранению. На основе таких предложений разрабатываются технологические мероприятия.