Cân Bằng Nhiệt Lò Ram Liên Tục Năng Suất 30 T.Ngày Đêm 1250 Kg.H Nhiệt Độ Ram 520 0c ; Nhiệt Độ Liệu Khi Vào Lò 60 0c

NGHIÊN CƯU TỔNG QUAN - Trong sản xuất, công nghệ nhiệt luyện là một trong những khâu rất quan trọng góp phần làm tăng chất lượng vật liệu và tăng tuổi thọ của chi tiết.. Đông Anh đã quyế

( file này chỉ đọc không sửa được )

CHUYÊN ĐỀ 1 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 khi vào lò [60 0C] )

A NGHIÊN CƯU TỔNG QUAN

- Trong sản xuất, công nghệ nhiệt luyện là một trong những khâu rất quan trọng góp phần làm

tăng chất lượng vật liệu và tăng tuổi thọ của chi tiết Hiện nay ngành công nghiệp sản xuất ximăng của Việt Nam đang ngày càng phát triển mạnh mẽ Vì vậy nhu cầu các thiết bị , vật tưphục vụ cho sản xuất xi măng ngày càng tăng Trước đây Việt Nam chưa sản xuất được cácloại vật tư, thiết bị này nên phải nhập ngoại tốn kém nhiều, ngày nay trong nước đã từng bướcsản xuất được nhiều loại chi tiết của máy nghiền để thay thế cho nhập ngoại như: các loại tấmlót máy nghiền, bi đạn nghiền v…v Theo nghiên cứu thị trường, với sản lượng xi măng sảnxuất trong nước hiện nay khoảng 60 [triệu tấn/năm] thì cần khoảng 6.000 tấn bi đạn nghiền và

300 tấn hàng phụ tùng /năm để thay thế Ngoài ra, trong ngành nhiệt điện cũng cần rất nhiềucác loại tấm lót và bi cung cấp cho máy nghiền than Vì vậy tổng lượng bi đạn nghiền và cácloại tấm lót nghiền hàng năm cần tới khoảng 7.500 tấn bi đạn/năm và 4.000 tấn tấm lót/năm

- Công ty TNHH MTV Cơ khí Đông Anh là một trong những nhà cung cấp các loại tấm lót

và bi, đạn nghiền chiếm đa số thị phần trong nước với sản lượng hàng năm khoảng 5.000 tấnbi,đạn nghiền và 1.000 tấn tấm lót các loại Chính vì vậy hệ thống lò nhiệt luyện cần phải đápứng và vượt sản lượng trên Dựa trên các dữ liệu phân tích về thị trường trong nước và địnhhướng xuất khẩu ra thị trường bên ngoài đã đạt được trong những năm gần đây, công tyTNNHH MTV Cơ khí Đông Anh đã đầu tư 1 dây chuyền lò tôi liên tục với năng suất

30 [tấn/ ngày đêm] Để đồng bộ hoá dây chuyền nhiệt luyện, cần đầu tư thêm lò ram liên tục

có cùng năng suất với lò tôi

- Hiện nay ở nước ta,các loại lò nhiệt luyện chủ yếu là các lò nhập khẩu Trong nước, cómột số cơ sở đã tự chế tạo được lò nhiệt luyện , nhưng chủ yếu là các lò buồng làm việc chu

kỳ hoặc lò giếng loại nhỏ Hiện tại trong nước chưa có nhà máy nào chế tạo được lò nhiệtluyện làm việc liên tục Lò nhiệt luyện khi nhập khẩu có giá rất đắt, do vậy ảnh hưởng lớn tớigiá thành sản phẩm, khó cạnh tranh trên thị trường.Chính vì vậy, Công ty TNHH MTV Cơ khí

Đông Anh đã quyết định nghiên cứu thiết kế và chế tạo lò ram liên tục nhằm phục vụ cho sảnxuất của Công ty và bán cho các khách hàng

- Đặc điểm của công nghệ nhiệt luyện bi ,đạn:

Đạn nghiền được đúc bằng thép hoặc gang hợp kim cao chịu mài mòn , yêu cầu độ cứng cao

để chịu được cường độ mài mòn lớn khi làm việc Để đạt được yêu cầu này, sau khi tôi thì biđược ram ở nhiệt độ thấp nhằm khử hết ứng suất và đạt được độ cứng cao Vì vậy lò ram đượctính toán và thiết kế phải phù hợp với yêu cầu thực tế : đạt được năng suất thiết kế

30 tấn/ ngày đêm, phù hợp với công nghệ nhiệt luyện bi, đạn và một số mặt hàng khác cókích thước vừa phải và năng suất khoảng 30 tấn/ ngày đêm Để đáp ứng được các yêu cầu kểtrên, chúng tôi đã nghiên cứu,phân tích, đánh giá các ưu, nhược điểm của các loại lò ram trong

và ngoài nước để lựa chọn và đề xuất một mẫu lò ram tối ưu phù hợp với vật liệu, kích thước

bi , đạn và trường nhiệt độ ram, năng suất lò đã được chọn lựa trước Theo giản đồ trườngnhiệt độ phân bố dọc lò ( Hình 1CĐ1) được đề xuất bởi công nghệ nhiệt luyện , lò được phânthành hai vùng : Vùng nung và vùng giữ nhiệt

B TÍNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN VÀ THIẾT KẾ CẤU TRÚC LÒ.

I Các dữ liệu ban đầu.

1 Vật liệu và kích thước của bi, đạn được ram trong lò :

+ Vật liệu : Gang chịu mài mòn Crôm cao

C

(%)

Si(%)

S(%)

P(%)

Mn(%)

Cr(%)

Cu(%)

Ni(%)

Ti(%)

Fe(%)1,8 – 3,2 1 0,04 0,04 0,4 –0,7 11 - 19  0,2 0,3 -0,5 0,07-0,15 Còn lại

+ Kích thước của bi, đạn được ram trong lò : Đường kính Φ12 [mm] ÷ Φ100 [mm]

2 Nhiệt độ ram và thời gian ram

+ Thời gian ram ( thời gian lưu liệu trong lò )

Thời gian ram gồm 2 giai đoạn :

Giai đoạn đầu là giai đoạn nung nóng, nhiệt độ bề mặt của bi gang tăng từ nhiệt độ môi trường

20 [0C] ( hoặc 60[0C] ram ngay sau khi tôi ) đến nhiệt độ 520 [0C] Thời gian nung nóng bằng1,33 [h.]

Giai đoạn tiếp theo là giai đoạn giữ nhiệt độ bề mặt bi gang không đổi ở 520 [0C] Thời giangiữ nhiệt bằng 3 [h] Tổng thời gian lưu liệu trong lò bằng 4,33 [h]

Để nhiệt độ bề mặt bi gang không thay đổi trong giai đoạn giữ nhiệt, ta khống chế nhiệt độcủa lò chỉ cao hơn nhiệt độ bề mặt bi gang khoảng 10 [0C] Nhiệt độ của lò bằng 530 [ 0C].Giản đồ nhiệt độ ram và thời gian lưu liệu trong lò được trình bầy trên hình 1CĐ1

3 Năng suất thiết kế của lò : Plò = 30 [tấn/ ngàyđêm] = 1250 [kg/h]

4 Kích thước và khối lượng của khay chứa bi :

Khay chứa bi có dạng thùng, thành và đáy của khay có tạo nhiều khe hở để tăng cường truyềnnhiệt và giảm khối lượng của khay

+ Kích thước của khay : Cao x dài x rộng

Kích thước của khay = Hkhay x Bkhay x Lkhay = 0,415 x 0,62 x 0,61 [m]

+ Khối lượng của một khay : Gkhay = 220 [kg/ khay]

II Tính các kích thước nội hình của lò.

HÌNH 1CĐ1 : Giản đồ nhiệt độ và thời gian ram của bi gang chịu mài mòn crôm cao ( Giản đồ này ứng với nhiệt độ ram cao :520 [ 0 C] )

t [0C] 530 [0C] ( nhiệt độ lò ) 520 [0C] ( nhiệt độ bề mặt bi gang )

( nhiệt độ tâm của bi gang )

nung = 1,33 [h]  giữ nhiệt = 3 [h]

 lưu liêu = 4,33 [h]

Các kích thước nội hình của lò được trình bầy trên hình 2CĐ1.

1 Chiều rộng nội hình lò: Btrong = Bkhay +2  = 0,62 + 2.0,15 = 0,92 [m]

2 Chiều cao nội hình lò: Htrong = Hkhay + tr = 0,415 + 0,331= 0,746 [m]

3 Chiều dài nội hình lò: Ltrong = Số khay lưu trong lò x Lkhay + 2.dài [ m]

Tính số khay nằm trong lò:

Năng suất lò P = 1250 [kg/h] , mỗi khay chứa được 416 [kg/khay]

Vậy số lượng khay ra khỏi lò trong 1 h ( còn gọi là năng suất ram tính theo khay ):

Năng suất ram tính theo khay = 1250 : 416 = 3 [khay/h]

Số khay lưu trong lò = Năng suất ram theo khay x lưu lại = 3 x 4,33 = 13 [khay]

vậy chiều dài nội hình của lò là:

Ltrong = Số khay lưu trong lò x Lkhay + 2dài = 13.0,61 + 2.0,055 = 8,04 [m]

III Tính các kích thước ngoại hình của lò.

1 Vật liệu xây lò :

Gạch chịu lửa gồm các loại: samốt A, samốt B; gạch cách nhiệt gồm diatômít,.bông gốm cáchnhiệt Ngoài các loại gạch có kích thước tiêu chuẩn, chúng tôi còn đặt chế tạo một số gạch dịhình để đỡ dây điện trở và xây tại các vị trí trong lò có kết cấu đặc thù

2 Tính các kích thước ngoại hình lò

a.) Chiều rộng ngoại hình của lò: B ngoài = B trong + 2.( 1 +  2 +  3 +  4 )

1; 2 ; 3 chiều dầy của tương ứng của các lớp chịu nóng samốt (1) , điatômit (2) ; bônggốm cách nhiệt (3) chiều dầy của lớp tôn vỏ lò (4)

IV Các bản vẽ chính về cấu trúc của lò

Trên cơ sở các kích thước nội hình của lò, các kích thước ngoại hình của lò, chiều dầy và vậtliệu các lớp chịu nóng, các lớp cách nhiệt của tường lò; đáy lò, nóc lò và chiều dầy của lớptôn vỏ lò ta có được cấu trúc cơ bản của lò

+

=

KÍCH THƯỚCNGOẠI HÌNHCỦA LÒ

KÍCH THƯỚCNỘI HÌNHCỦA LÒ

CHIỀU DẦYTHỂ XÂYCỦA LÒ

Bngoài = 1,64 [m]

Hngoài = 1,72 [m]

Lngoài = 1,72 [m]

Từ cấu trúc cơ bản của lò, kết hợp với việc bố trí cửa vào liệu, cửa ra liệu, hệ thống giá đỡ vàdịch chuyển các khay chứa liệu; kết hợp với phương pháp bố trí các dây điện trở ở hai tườngbên, ở dưới đáy lò; kết hợp với cấu trúc và cách nâng, hạ hai cửa ở hai đầu lò ta có được cấutrúc trọn vẹn của lò ram.

Các bản vẽ cấu trúc của lò ram bi được trình bầy ở hình:

HÌNH 5CĐ1 : Các kích thước cơ bản của một buồng lò

V Cấu trúc của khay chứa bi gang ( hình 7CĐ1 a và hình 7CĐ1 b)

Khay chứa bi có dạng thùng , thành và đáy của khay có tạo nhiều khe hở để tăng cườngtruyền nhiệt và giảm khối lượng của khay

+ Kích thước của khay : Cao x dài x rộng

Kích thước của khay = Hkhay x Bkhay x Lkhay = 0,415 x 0,62 x 0,61 [m]

+ Khối lượng của một khay : Gkhay = 220 [ kg/ khay]

+ Vật liệu của khay : Thép đúc SCH13 có thành phần hoá học theo bảng sau:

C TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT CỦA LÒ

HÌNH 7CĐ1b : Bản vẽ chế tạo khay chứa bi gang

PLÒ : Về phương diện lý thuyết thì tổng lượng nhiệt thu của lò PLÒ bằng tổng lượng nhiệt chicủa lò, nhưng trong thực tế, để bảo đảm cung cấp đủ nhiệt cho lò ngay cả khi lưới điện bị sụt

áp, ta phải lấy nhiệt thu cao hơn tổng lượng nhiệt chi

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 điện áp lưới và theo giá trị tuyệt đối của Qchi lớn hay nhỏ

Qchi : Tổng lượng nhiệt để nung nóng kim loại (lượng nhiệt hữu ích ) , nung nóng các khaychứa 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 )

1 Nhiệt dùng để nung nóng kim loại

Q1 = Gkl.Ctrung bình kim loại ( t2 – t1)/3600 [ kW]

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 t1

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 độ kim loại khi ra lò [oC] ; t2 = 520 [0C] ( kim loại khi ram ở nhiệt độ cao )

Q1 = Gkl.Ctrung bình kim loại ( t2 – t1)/3600 [ kW]

Q1 = 1250 0,523 ( 520 – 60)/3600 = 83,54 [ kW]

2 Nhiệt dùng để nung nóng khay chứa liệu ( chứa bi ram )

Q2 = Gkhay chứa bi Ctrung bình khay .( t2 – t1)/3600 [kW]

Trong đó:

Ctrung bình khay: Nhiệt dung riêng khối lượng trung bình của vật liệu làm khay trong khoảng nhiệt độ

t1 và t2 [ kJ/kg.độ ] ; Ctrung bình khay = 0,523 [ kJ/kg.độ]

Gkhay: Khối lượng của các khay ra khỏi lò trong một giờ [ kg/h ]

Theo tính toán ở mục II (tính các kích thước nội hình của lò ) ta có: mỗi giờ ra khỏi lò 3 khay;khối lượng của một khay bằng 220 [kg/khay] Gkhay = 3 220 = 660 [kg/h]

t1: Nhiệt độ của khay khi chất vào lò [oC] ; t1= 60 [ 0C] ( trường hợp ram ngay sau khi tôi )

t2: Nhiệt độ của khay khi ra khỏi lò [oC] ; t2 =520 [ 0C]

Q2 = Gkhay chứa bi Ctrung bình khay .( t2 – t1)/3600 [kW]

Q2 = 660 0,523 ( 520 – 60 ) /3600 = [44,11] [ kW]

3 Nhiệt tổn thất do dẫn nhiệt qua các thể xây của lò ( qua tường, qua nóc, qua đáy )

Q1= 83,54 [kW]

Q2 = 44,11 [ kW]

1)(

3

Q bê mat trao đôi nhiêt

kk i

][10

3 1

3

3 1

3

kW F

t t Q

kW F

t t Q

i thu binh trung mat bê i

i

i i i

i thu binh trung mat bê i

i

i i i

1 )

(

3

F F

t t

Q

tuong cua ngoai mat bê kk i

thu binh trung mat bê i

i i

x F

F bê mat trung bình thu i  bên trai lop i bên phai lop i

t trong : Nhiệt độ trung bình tại bề mặt trong của tường lò [oC ]

tkk: Nhiệt độ không khí bao quanh lò [oC]

i : Chiều dày lớp thứ i của tường lò ( nóc lò, đáy lò) [m]

] [ 10

F R

t t

Q

tuong cua ngoai mat bê kk i

i : Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ứng với lớp thứ i của tường [W/m.K]

kk : Hệ số trao đổi nhiệt từ bề mặt ngoài của tường lò tới không khí bao quanh [W/m2.K]

10-3 Giá trị chuyển đổi đơn vị đo từ [W] sang [kW]

+ 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.

F trong tuong (F trong1tuong bên 2bên)  ( 8 , 04 0 , 746 ) 2  11 , 99568 [m2]

F trong nóc  1 , 03 8 , 04  8 , 2812 [m2]

F trong đáy  0 , 92 8 , 04  7 , 3968 [m2]

F trong cua  ( 0 , 8 0 , 92 ) 2cua  1 , 472 [m2]

+ Các kích thước bên ngoài 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.

] [ 24 , 29 2

) 72 , 1 5 , 8

F ngoai tuong bên 

] [ 94 , 13 ) 64 , 1 5 , 8

] [ 94 , 13 ) 64 , 1 5 , 8

F ngoai đáy  

] [ 576 , 3 2

) 2 , 1 49 , 1

+ Tính diện tích bề mặt trung bình của tường lò, nóc lò, đáy lò, cửa lò.

] [ 724 , 18 24 , 29 99568 , 11

F

F trung tuong bình  trong tuong ngoai tuong  

] [ 7443 , 10 94 , 13 2812 , 8

F

F trung nóc bình trong nóc ngoài nóc  

] [ 1544 , 10 94 , 13 3968 , 7

F

] [ 2534 , 2 576 , 3 472 , 1

F

F trung cua bình trong cua ngoài cua  

 Tính hệ số dẫn nhiệt λ :

Đối với lớp gạch sa mốt A : λ = 0,407 + 0,000349 ttb

Đối với lớp gạch diatômít : λ = 0,279 + 0,000233 ttb

Đối với lớp bông cách nhiệt: λ = 0,0756 + 0,000233 ttb

Trong đó ttb là nhiệt độ trung bình của lớp gạch tương ứng [0C]

- Nhiệt độ trong lò: ttrong = 520 [oC] ( theo công nghệ ram ở nhiệt độ cao )

Để tính được giá trị nhiệt độ trung bình của từng lớp gạch, ta phải biết được nhiệt độ ở hai bềmặt của mỗi lớp Nhiệt độ tiếp xúc giữa các lớp phải giả thiết trước để tính, sau đó sẽ tính kiểmtra lai, nếu giá trị kiểm tra lại xấp xỉ với giá trị giả thiết thì chấp nhận giá trị tính toán là đúng.Theo kinh nghiệm thực tế, ta giả thiết các giá trị nhiệt độ sau:

- Nhiệt độ tiếp xúc giữa lớp gạch samốt (lớp1 )với lớp gạch ditômít (lớp2); t(1-2) = 400 [oC]

- Nhiệt độ tiếp xúc giữa lớp gạch diatômít với lớp bông cách nhiệt (lớp 3); t(2-3) =:270 [oC]

- Nhiệt độ giữa lớp bông cách nhiệt ( lớp3)với vỏ tôn ; tngoài = 50 [0C]

Tính hệ số dẫn nhiệt cho từng lớp tường :

+ Lớp tường gạch sa mốt :

] [ 567 , 0 2

400 520 000349 ,

0 407 , 0

]

[ 2

000349 ,

0 407 ,

K m W

K m W t

t

môt sa

trong môt

270 400 000233 ,

0 279 , 0

2

000233 ,

0 279 ,

0 (1 2) (2 3)

K m W

t t

50 270 000233 ,

0 0756 , 0

]

[ 2

000233 ,

0 0756 ,

K m W

K m

W t

t

nhiêt cách bông

ngoai nhiêt

cách bông

 Chiều dầy các lớp tường lò

+ Chiều dầy lớp gạch samốt : samot = 0,115 [m]

+ Chiều dầy lớp gạch điatômit : đitomit = 0,115 [m]

+ chiều dầy lớp bông cách nhiệt bong cach nhiet = 0,075 [m]

 Tính diện tích bề mặt trung bình của các lớp tường lò :

]

[

K m W

+ Diện tích bề mặt trong của tường lò :

] [ 99568 , 11 2 ) 746 , 0 04 , 8 ( ) 2

+ Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1 và lớp 2 là:

F(tuong12)  ( 8 , 23 1 , 206 ) 2bên 19 , 80576 [m2]

+ Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa lớp 2 và lớp 3 là:

F(tuong23)  ( 8 , 345 1 , 52 ) 2bên 25 , 3688 [m2]

+ Diện tích bề mặt bên ngoài của lớp 3 ( coi bằng bề mặt ngoài của vỏ tôn bọc lò ) :

F(tuong3vo lò) F ngoài tuong  ( 8 , 5 1 , 72 ) 2bên 29 , 24 [m2]

+ Diện tích bề mặt trung bình của lớp thứ nhất ( lớp gạch samốt ) là:

i i

115 , 0

1

K F

R

lop bình trung samôt

samôt samôt

115 , 0

2

K F

R

lop bình trung điatômit

075 , 0

3

W

K R

F R

nhiêt

cách

bông

lop bình trung nhiêt

cách bông

nhiêt cách bông nhiêt

1

1

W

K F

R

tuong ngoai kk

khí không

lò



+ Tổng nhiệt trở của tường lò : Rtuong :

khi không lò vo nhiêt cách bông điatômit

samôt

] [ 05486 ,

0 00297 ,

0 0244 , 0 01435 ,

0 01314

, 0

20 520

R

t t



+ Kiểm tra lại nhiệt độ tiếp xúc giữa các lớp tường :

a ) Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1 và lớp 2: t(1-2)

] [ 24 , 400 01314 , 0 9114 520

3 )

2

1

( Giá trị này đúng với nhiệt độ giả thiết ( 4000C) ban đầu )

b.) Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc giữa lớp 2 và lớp 3: t(2-3)

] [ 45 , 269 01435 , 0 9114 24

, 400

3 ) 2

( Giá trị này đúng với nhiệt độ giả thiết ( 2700C) ban đầu )

c.) Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc giữa lớp 3 và vỏ tôn của lò: t (3-vỏ lò )

] [ 07 , 47 0244 , 0 9114 45

, 269

.

0 )

3

(

3 ) 3 2 (

)

3

(

C t

R Q

tuong lò

( Giá trị này gần đúng với nhiệt độ giả thiết 50 [0C] ban đầu )

Tính tổn thất nhiệt do dẫn nhiệt qua tường lò theo công thức tổng quát:

][10

1)(

3

Q bê tuong mat trung bình trong và ngoai

kk i i

kk trong

.

2

m F

F F

F

tuong

ngoai và trong bình

trung

mat

bê

tuong ngoai tuong

trong

tuong

ngoai và trong bình trung

1 ) 1128 , 0

075 , 0 357 , 0

115 , 0 567 , 0

115 , 0 (

] [ 335 , 7

3.2 Tổn thất nhiệt qua nóc lò :

+ Chiều dầy các lớp thể xây của nóc lò :

- Lớp samốt có chiều dày samốt = 0,115 [m]

- Lớp bông cách nhiệt có chiều dày  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(nóc12)  446 [0C]

- Giả thiết nhiệt độ giữa lớp bông cách nhiệt với vỏ tôn là: t(nóc2vo)  40 [0C]

Các giá trị nhiệt độ giả thiết này sẽ được kiểm tra sau khi tính Q3nóc

+ Diện tích bề mặt nóc lò ứng với các lớp :

- Diện tích bề mặt trong của nóc lò :

] [ 2812 , 8 03 , 1 04 ,

- Diện tích bề mặt trung bình của lớp thứ nhất ( lớp samốt )

F trung nóc binh lop 1  F trong nóc .F(1nóc2)  8 , 2812 10 , 3698  9 , 2668 [m2]

- Diện tích bề mặt trung bình của lớp thứ 2 ( lớp bông cách nhiêt ):

F trung nóc binh lop 2  F(1nóc2).F(nóc2vo lo)  10 , 3698 13 , 94  12 , 0231 [m2]

+ Tính hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ứng với các lớp thể xây nóc lò :

- Lớp samôt:

] [ 5755 , 0 2

446 520 0003489 ,

0 407 , 0

2

0003489 ,

0 407 ,

K m W

t t

nóc

samot

nóc nóc

trong nóc

0002326 ,

0 0756 ,

nóc lo vo

nóc nóc

nhiet cách bông

t t

]

[ 1321 , 0 2

40 446 0002326 ,

0 0756 , 0

K m

W

nóc

nhiet cách

+ Nhiệt trở của các lớp thể xây nóc lò :

- Nhiệt trở của lớp samốt :

2668 , 9 5755 , 0 115 , 0

1

K F

R

nóc

lop binh trung samôt

nóc samôt nóc

2 , 0

2

W

K R

F R

nóc

nhiêt cách bông

noc

lop binh trung nhiêt

cách bông

nóc

nhiêt cách bông nóc

nhiêt cách bông

nóc kk lò

0 1259 , 0 02156 , 0

W

K R

R R

R R

nóc

nóc kk lò vo

nóc

nhiêt cách bông

nóc samôt nóc

20 520

R

t t

Q

nóc kk

nóc trong

+ Kiểm tra lại nhiệt độ tại bề măt tiếp xúc giữa các lớp thể xây của nóc lò :

- Nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1 và lớp 2: ( giữa lớp samôt và lớp bông cách nhiệt )

t(nóc12) t trong nóc  Q3nóc.R samot nóc  520  3270 0 , 02156  449 , 50 [0C]

( Giá trị này xấp xỉ đúng với nhiệt độ giả thiết ( 4460C) ban đầu )

- Nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 2 và vỏ lò : ( giữa lớp bông cách nhiệt và vỏ lò )

] [ 27 , 3

Q nóc  (*)

t(nóc2vo lo) t(nóc12)  Q3nóc.R bông nóc cách nhiêt  449 , 5  3270 0 , 1259  37 , 81 [0C]

( Giá trị này xấp xỉ đúng với nhiệt độ giả thiết ( 400C) ban đầu )

Tính công suất nhiệt mất mát do dẫn nhiệt qua nóc lò theo công thức :

] [ 10

1 ) (

3

kk i

i kk

nóc trong

F

F bê nóc mat trung bình  trong nóc ngoai nóc  

] [ 881 , 2 10 744 , 10 14 , 13

1 ) 1321 , 0

2 , 0 5755 , 0

115 , 0 (

3.3 Tổn thất nhiệt do dẫn nhiệt qua đáy lò :

+ Vật liệu và chiều dầy của các lớp thể xây đáy lò

- Lớp samốt có chiều dầy samôt đáy  0 , 23 [m] ( lớp 1 ):

- Lớp điatômit có chiều dầy đitômit đáy  0 , 21 [m] ( lớp 2 ):

+ Nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa các lớp thể xây đáy lò:

- Nhiệt độ bề mặt trong của đáy lò ttrong = 520 [oC] ( theo công nghệ ram bi ở nhiệt độ cao )

- Giả thiết nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1 và lớp 2 : t(đáy12)  300 [0C]

- Giả thiết nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 2 và vỏ tôn : t(đáy2vo tôn)  52 [0C]

( Các giá trị nhiệt độ giả thiết này sẽ được tính kiểm tra lại sau khi tính dòng nhiệt qua đáy )

F(đáy2vo tôn)  8 , 5 1 , 64  13 , 94 [m2]

- Diện tích bề mặt trung bình của lớp 1 ( lớp samốt ):

F trung đáy binh lop1 F trong đáy .F(1đáy2)  7 , 3968 10 , 3698  8 , 758 [m2]

- Diện tích bề mặt trung bình của lớp 2 ( lớp điatômit ) :

F trung đáy binh lop2  F(1đáy2).F(đáy2vo lo)  10 , 3698 13 , 94  12 , 0231 [m2]

+ Tính hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ứng với từng lớp thể xây đáy lò :

- Hệ số dẫn nhiệt của lớp gạch samốt

] [ 55 , 0 2

300 520 0003489 ,

0 407 , 0

2

0003489 ,

0 407 ,

K m W

t t

samôt

đáy đáy

trong samôt

52 300 0002326 ,

0 2791 , 0

2

0002326 ,

0 2791 ,

K m W

t t

điatômit

đáy lò vo đáy

+ Tính nhiệt trở của các lớp thể xây đáy lò :

- Nhiệt trở của lớp samôt ( lớp 1 )

758 , 8 55 , 0 23 , 0

K F

R

đáy

lop binh trung samôt

đáy samôt đáy

K F

R

đáy

lop binh trung điatômit

đáy điatômit đáy

đáy kk

0 05458 , 0 04775 , 0

W

K R

R R

R R

đáy

đáy kk vo

đáy điatômit

đáy samôt đáy

+ Dòng nhiệt tổn thất do dẫn nhiệt qua đáy lò:

10994 , 0

20 520

R

t t

đáy trong đáy

+ Kiểm tra lại nhiệt độ tiếp xúc giữa các lớp thể xây đáy lò:

- Nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1(samôt) và lớp 2 (điatômit)

t(đáy12) t trong đáy  Q3đáy.R samôt đáy  520  4548 0 , 04775  302 , 8 [0C]

( Giá trị này xấp xỉ giá trị nhiệt độ giả thiết đã chọn 300 [0C] )

- Nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 2 ( điatômit) và vỏ tôn

t(đáy2vo ton) t(đáy12) Q3đáy.R điatômit đáy  302 , 8  4548 0 , 05458  54 , 57 [0C]

( Giá trị này xấp xỉ giá trị nhiệt độ giả thiết đã chọn 52 [0C]

+ Tính dòng nhiệt tổn thất do dẫn nhiệt qua đáy lò:

] [

1 ) (

Q trung đáy binh

kk i

, 10 14 , 13

1 )

32 , 0

21 , 0 55 , 0

23 , 0 (

20 520

3.4 Tính nhiệt tổn thất do dẫn nhiệt qua tường cửa lò ( tại 2 đầu lò có cửa vào và ra liệu)

+ Chiều dầy các lớp thể xây :

- Lớp 1: lớp samốt có chiều dày samôt = 0,115 [m]

- Lớp 2 : lớp điatômít có chiều dày điatômit = 0,115 [m]

- Lớp 3 : lớp bông cách nhiệt có chiều dày bông cách nhiệt = 0,03 [m]

+ Nhiệt độ bề mặt trong và nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa các lớp thể xây của cửa :

- Nhiệt độ bề mặt trong của tường cửa lò : t trong cua  520 [0C] ( tính theo công nghệ ram )

] [ 548 , 4

Q3đáy  4 , 411 [kW] (**)

- Gỉa thiết nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1 và lớp 2: t(cua12lò)  360 [0C]

- Gỉa thiết nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 2 và lớp 3 : t(cua23lò)  186 [0C]

- Gỉa thiết nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 3 và vỏ tôn

t(cua3vo lò tôn)t ngoai cua lò  56 [0C]

+ Diện tích bề mặt các lớp thể xây của tường cửa lò :

- Diện tích tường cửa phía trong là : F trong2cua lò  ( 0 , 92 0 , 8 ) 2cua 1 , 472 [m2]

- Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1(samôt) và lớp 2 (điatômit)

- Diện tích bề mặt trung bình tính cho lớp 1 ( lớp samốt )

F trung2cua binh lò lop1  F trong2cua lò.F(21cua2)lò 1 , 472 2 , 5956  1 , 95466 [m2]

- Diện tích bề mặt trung bình của lớp 2 ( lớp diaômit)

F trung2cua binh lò lop2  F(21cua2)lò.F(22cua3)lò  2 , 5956 3 , 024  2 , 8016 [m2]





- Diện tích trung bình của bề mặt lớp 3 ( lớp bông cách nhiệt)

F trung2cua binh lò lop 3  F(22cua3)lò.F(23cua vo lò lò)  3 , 024 3 , 576  3 , 288 [m2]

+ Tính hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ứng với từng lớp của tường cửa lò :

360 520 0003489 ,

0 407 , 0

2

0003489 ,

0 407 ,

K m W

t t

lò cua samôt

cua cua

trong lò

cua samôt

186 360 0002326 ,

0 279 , 0

2

0002326 ,

0 279 ,

0 (1 2) (2 3)

K m W

t t

lò cua điatômit

cua cua

lò cua điatômit

- Lớp bông cách nnhiệt:

+ Tính nhiệt trở của các lớp tường cửa lò:

- Nhiệt trở của lớp samốt ( lớp 1)

] [ 1037 , 0 2

56 186 0002326 ,

0 0756 , 0

2

0002326 ,

0 0756 ,

K m W

t t

lò cua

nhiêt cách bông

cua lò vo

cua lò

cua

nhiêt cách bông

115 , 0

W

K R

F R

cua samôt

lò cua

lop binh trung

cua samôt

samôt cua

0 8016 , 2 3425 , 0

115 , 0

K F

lop binh trung

cua diatômit

0 288 , 3 1037 , 0

03 , 0

W

K R

F R

cua

nhiêt cách bông

lò

cua

lop binh trung

cua

nhiêt cách bông

nhiêt cách bông cua

nhiêt cách bông

- Nhiệt trở của lớp bông cách nhiệt

Nhiệt trở từ vỏ lò đến không khí bao quanh

] [ 02429 ,

0 576 , 3 5137 , 11

1

1

2

) 3

K F

R

lò

cua lò vo kk

cua

kk lò

0 02429 ,

0 08798 ,

0 11985 ,

0 10487 ,

0

W

K R

R R

R R

R

lò cua

cua

kk lò vo

cua

nhiêt cách bông

cua điatômit

cua samôt lò

+ Kiểm tra lại nhiệt độ giữa các lớp:

- Nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1 ( samốt) và lớp 2 (điatômit)

t(cua12lò) t trong cua lò Q3cua lò.R samôt cua  520  1484 0 , 10487  364 , 4 [0C]

( xấp xỉ với giá trị đã giả thiết 360 [0C] )

- Nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 2 (điatômit) và lớp 3 (bông cách nhiệt ):

t(cua23lò) t(cua12lò)  Q3cua lò.R đitômit cua  364 , 4  1484 0 , 11985  186 , 5 [0C]

( xấp xỉ với giá trị đã giả thiết 186 [0C] )

+ Tính dòng nhiệt mất mát do dẫn nhiệt qua 2 bức tường đầu lò (có cửa)

] [ 94 , 55 08798 ,

0 1484 5

, 186

.

0 )

3 (

3 )

3 2 ( ) 3

(

C t

R Q

t t

lò

cua

tôn vo

cua

nhiêt cách bông

lò cua lò

cua lò

cua

tôn vo

( xấp xỉ với giá trị đã giả thiết 56 [0C] )

- Nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 3 ( bông cách nhiệt ) và vỏ tôn

(*)

+ Dòng nhiệt tổn thất do dẫn nhiệt qua 2 tường đầu lò (có bố trí cửa )

] [

484 , 1 ] [

1483 33699

, 0

lò cua

kk

lò

cua trong lò

cua binh trung kk

cua

nhiêt cách bông

nhiêt cách bông cua

điatômit

điatômit cua

samôt samôt

kk cua trong

1 08798 , 0

03 , 0 3425 , 0

115 , 0 561 , 0

115 , 0

20 520

+ Tổng dòng nhiệt mất mát do dấn nhiệt qua thể xây ( tường + nóc + đáy + cửa )

4 Tổn thất nhiệt do bức xạ nhiệt qua khe hở và qua 2 cửa lò khi mở cửa thao tác.

100 100

67 ,

4 0 4

cua có vung

T0 Nhiệt độ của môi trường T0 = (20+ 273)oK = 293oK

 Hệ số thời gian mở cửa =

trình quá

cua mo





= 224,5= 0,104

] [ 184 , 1

Q cua  (**)

] [ 841 , 15 184

,1 441 ,4 881 ,2 335 ,7

5 Tổn thất nhiệt do dẫn nhiệt ra ngoài tại các đầu đấu dây điện trở ở ngoài lò

Lượng nhiệt tổn thất do các đầu dây điện trở dẫn ra ngoài, tại các đầu đấu nối tiếp hoặc đấusong song theo mạch điện thiết kế và tại các đầu cốt cấp điện Lượng nhiệt này tính gần đúngtheo kinh nghiệm :

6 Tổn thất nhiệt do tích nhiệt cho thể xây của lò.

Lò ram được thiết kế làm việc liên tục, chế độ nhiệt độ của lò là ổn định ( nhiệt độ của lòkhông thay đổi theo thời gian ), vì vậy không có lượng nhiệt tổn thất do tích nhiệt vào thể

xây Q 6 = 0

7 Tính tổng lượng nhiệt cần chi cho lò :

] [ 386 ,1

773 67,5 3

BẢNG 1CĐ1 : BẢNG CÂN BẰNG NHIỆT CỦA LÒ RAM LIÊN TỤC

NĂNG SUẤT LÒ 30 tấn/ngày đêm ( 1250 [kg/h )

Q 2 Nhiệt tổn thất để nung nóng các khaychứa liệu

Đông Anh tháng năm 2012

Chủ nhiệm dự án Người viết chuyên đề

Trong thiết kế lò nhiệt luyện, việc tính toán cân bằng nhiệt và công suất của lò rất quan trọng

Để lò thiết kế được duyệt cho chế tạo và đưa vào sử dụng trong sản xuất thì bản thiết kế phải đạtđược các tiêu chí đề ra như :

- Lò phải đảm bảo được tốc độ nâng nhiệt và đạt được nhiệt độ cao nhất do thiết kế đưa ra

- Lò phải đảm bảo được thời gian nâng nhiệt nhanh ( không được chậm quá )

- Lò đạt được năng suất dự kiến nhưng suất tiêu hao điện năng phải nhỏ (kW.h/1tấn KL )

Để đạt được các tiêu chí trên thì tính toán cân bằng nhiệt và công suất lò rất quan trọng Khithiết kế, phải tính toán sao cho công suất điện của lò phải phù hợp với năng suất lò ,nhưng côngsuất lò chỉ vừa đủ , không quá dư, đảm bảo lò có tuổi thọ làm việc lâu dài

Ngoài việc tính toán cân bằng nhiệt thì việc chọn lựa vật liệu chịu nóng, vật liệu cách nhiệt vàchiều dầy các lớp thể xây phải được quan tâm để thể xây lớp bên trong không bị quá nhiệt và vỏ

lò có nhiệt độ thấp cho phép; tổn thất nhiệt do dẫn nhiệt qua tường, nóc, đáy có giá tri nhỏ

I TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT LÒ.

A TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT CỦA LÒ:

Lò ram làm việc liên tục, lò có thể ram ở nhiệt độ thấp ( 220 [0C] ); có thể ram ở nhiệt độ cao( 520 [0C] ) Khi tính toán cân bằng nhiệt và chọn công suát điện của lò, ta tính cho công nghệram ở 520 [0C].

Nhiệt độ của chi tiết đưa vào lò là :20 [oC] ( ta tính cho trường hợp xấu nhất là bi nguội )

Tổng lượng nhiệt cần chi cho lò (Qchi) được tính như sau:

PLÒ : Về phương diện lý thuyết thì tổng lượng nhiệt thu của lò PLÒ bằng tổng lượng nhiệt chicủa lò, nhưng trong thực tế, để bảo đảm cung cấp đủ nhiệt cho lò ngay cả khi lưới điện bị sụt

áp, ta phải lấy nhiệt thu cao hơn tổng lượng nhiệt chi

PLÒ = K X 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 điện áp lưới và theo giá trị tuyệt đối của Qchi lớn hay nhỏ

Qchi : Tổng lượng nhiệt để nung nóng kim loại (lượng nhiệt hữu ích ) , nung nóng các khaychứa liệu và các lượng nhiệt tổn thất của lò

Trong tính toán cân bằng nhiệt của lò ở chuyên đề 2, ta tính cho trường hợp ram các chi tiết có nhiệt độ ram cao ( nhiệt độ ram 520 [0C] ) và nhiệt độ của liệu đưa vào lò có nhiệt độ thấp ( t1 = 20 [0C] )

1 Nhiệt dùng để nung nóng kim loại

Q1 = Gkl.Ctrung bình kim loại ( t2 – t1)/3600 [ kW]

+ Gkl : Năng suất của lò ram [kg/h] ;

Theo thiết kế, năng suất lò ram phải đạt 30 [tấn/ ngày đêm]

vậy Gkl = 30.000 /24 = 1250 [ kg/h]

+ Ctrung bình k.l: Nhiệt dung riêng khối lượng trung bình của kim loại trong khoảng nhiệt độ t1

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= 20 [0C] ( tính với trường hợp liệu nguội )+ t2: Nhiệt độ kim loại khi ra lò [oC] ; t2 = 520 [0C] ( nhiệt độ kim loại khi ram cao nhất )

Q1 = Gkl.Ctrung bình kim loại ( t2 – t1)/3600 ( kW)

Q1 = 1250 0,523 ( 520 – 20)/3600 = 90,80 ( kW)

2 Nhiệt dùng để nung nóng khay chứa liệu ( chứa bi ram )

Q2 = Gkhay chứa bi Ctrung bình khay .( t2 – t1)/3600 [kW]

Trong đó:

Gkhay: Khối lượng của các khay ra khỏi lò trong một giờ [ kg/h ]

Theo tính toán ở mục II (tính các kích thước nội hình của lò ) ta có: mỗi giờ ra khỏi lò 3 khay;khối lượng của một khay bằng 220 [kg/khay] Gkhay = 3 220 = 660 [kg/h]

Q1= 90,80 kW

Ctrung bình khay: Nhiệt dung riêng khối lượng trung bình của vật liệu làm khay trong khoảng nhiệt độ

t1 và t2 [ kJ/kg.độ ] ; Ctrung bình khay = 0,523 [kJ/kg.độ]

t1: Nhiệt độ của khay khi chất vào lò ; t1= 20 [0C] ( tính với trường hợp khay nguội )

t2: Nhiệt độ của khay khi ra khỏi lò ; t2 =520 [0C] ( tính theo công nghệ ram có nhiệt độ cao )

Q2 = Gkhay chứa bi Ctrung bình khay .( t2 – t1)/3600 [kW]

Q2 = 660 0,523 ( 520 – 20 ) /3600 = 47,94 [kW]

3 Nhiệt tổn thất do dẫn nhiệt qua các thể xây của lò ( qua tường, qua nóc, qua đáy )

][10

1)(

3

Q bê mat trao đôi nhiêt

kk i

][10

3 1

3

3 1

3

kW F

t t Q

kW F

t t Q

i thu binh trung mat bê i

i

i i i

i thu binh trung mat bê i

i

i i i

1 )

(

3

F F

t t

Q

tuong cua ngoai mat bê kk i

thu binh trung mat bê i

F R

t t

Q

tuong cua ngoai mat bê kk i

Ta gọi R .F [W K]

i thu binh trung mat bê i

i i

x F

F bê mat trung bình thu i  bên trai lop i bên phai lop i

t trong : Nhiệt độ trung bình tại bề mặt trong của tường lò [oC ]

tkk: Nhiệt độ không khí bao quanh lò [oC]

i : Chiều dày lớp thứ i của tường lò ( nóc lò, đáy lò) [m]

i : Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ứng với lớp thứ i của tường [W/m.K]

kk : Hệ số trao đổi nhiệt từ bề mặt ngoài của tường lò tới không khí bao quanh [W/m2.K]

10-3 Giá trị chuyển đổi đơn vị đo từ [W] sang [kW]

+ 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.

F trong tuong (F trong1tuong ben 2bên)  ( 8 , 04 0 , 746 ) 2  11 , 99568 [m2]

F trong nóc  1 , 03 8 , 04  8 , 2812 [m2]

F trong đáy  0 , 92 8 , 04  7 , 3968 [m2]

F trong cua  ( 0 , 8 0 , 92 ) 2cua  1 , 472 [m2]

+ Các kích thước bên ngoài 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.

] [ 24 , 29 2

) 72 , 1 5 , 8

F ngoai tuong bên 

] [ 94 , 13 ) 64 , 1 5 , 8

] [ 94 , 13 ) 64 , 1 5 , 8

F ngoai đáy  

] [ 576 , 3 2

) 2 , 1 49 , 1

+ Tính diện tích bề mặt trung bình của tường lò, nóc lò, đáy lò, cửa lò.

] [ 724 , 18 24 , 29 99568 , 11

F

F trung tuong bình  trong tuong ngoai tuong  

] [ 7443 , 10 94 , 13 2812 , 8

F

F trung nóc bình trong nóc ngoài nóc  

] [ 1544 , 10 94 , 13 3968 , 7

F

] [ 2534 , 2 576 , 3 472 , 1

Đối với lớp gạch diatômít : λ = 0,279 + 0,000233 ttb

Đối với lớp bông cách nhiệt: λ = 0,0756 + 0,000233 ttb

Trong đó ttb là nhiệt độ trung bình của lớp gạch tương ứng [0C]

- Nhiệt độ trong lò: ttrong = 520 [oC] ( theo công nghệ ram ở nhiệt độ cao )

Để tính được giá trị nhiệt độ trung bình của từng lớp gạch, ta phải biết được nhiệt độ ở hai bềmặt của mỗi lớp Nhiệt độ tiếp xúc giữa các lớp phải giả thiết trước để tính, sau đó sẽ tính kiểmtra lai, nếu giá trị kiểm tra lại xấp xỉ với giá trị giả thiết thì chấp nhận giá trị tính toán là đúng.Theo kinh nghiệm thực tế, ta giả thiết các giá trị nhiệt độ sau:

- Nhiệt độ tiếp xúc giữa lớp gạch samốt (lớp1 )với lớp gạch ditômít (lớp2); t(1-2) = 400 [oC]

- Nhiệt độ tiếp xúc giữa lớp gạch diatômít với lớp bông cách nhiệt (lớp 3); t(2-3) =:270 [oC]

- Nhiệt độ giữa lớp bông cách nhiệt ( lớp3)với vỏ tôn ; tngoài = 50 [0C]

Tính hệ số dẫn nhiệt cho từng lớp tường :

+ Lớp tường gạch sa mốt :

]

[

K m W

] [ 567 , 0 2

400 520 000349 ,

0 407 , 0

]

[ 2

000349 ,

0 407 ,

K m W

K m

W t

t

môt sa

trong môt

270 400 000233 ,

0 279 , 0

2

000233 ,

0 279 ,

0 (1 2) (2 3)

K m W

t t

50 270 000233 ,

0 0756 , 0

]

[ 2

000233 ,

0 0756 ,

K m W

K m W t

t

nhiêt cách bông

ngoai nhiêt

cách bông

 Chiều dầy các lớp tường lò

+ Chiều dầy lớp gạch samốt : samôt = 0,115 [m]

+ Chiều dầy lớp gạch điatômit : đitômit = 0,115 [m]

+ chiều dầy lớp bông cách nhiệt bông cach nhiêt = 0,075 [m]

 Tính diện tích bề mặt trung bình của các lớp tường lò :

+ Diện tích bề mặt trong của tường lò :

F trong tuong (F trong1tuong ben 2bên)  ( 8 , 04 0 , 746 ) 2  11 , 99568 [m2]

+ Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1 và lớp 2 là:

F(tuong12)  ( 8 , 23 1 , 206 ) 2bên 19 , 80576 [m2]

+ Diện tích bề mặt tiếp xúc giữa lớp 2 và lớp 3 là:

F(tuong23)  ( 8 , 345 1 , 52 ) 2bên 25 , 3688 [m2]

+ Diện tích bề mặt bên ngoài của lớp 3 ( coi bằng bề mặt ngoài của vỏ tôn bọc lò ) :

F(tuong3vo lò) F ngoài tuong  ( 8 , 5 1 , 72 ) 2bên 29 , 24 [m2]

+ Diện tích bề mặt trung bình của lớp thứ nhất ( lớp gạch samốt ) là:

+ Diện tích bề mặt trung bình của lớp thứ hai ( lớp samốt ) là:

lop tuong tuong

tuong

lò vo tuong

lop

bình trung F F

F 3  (23). (3 ) = 25 , 3688 29 , 27  27 , 2357 [m2]

 Tính nhiệt trở của lớp tường lò thứ i :

R .F [W K]

i thu lop binh trung mat bê i

i i

1

K F

R

lop bình trung samôt

samôt samôt

2

K F

R

lop bình trung điatômit

075 , 0

3

W

K R

F R

nhiêt cách bông

lop bình trung nhiêt

cách bông

nhiêt cách bông nhiêt

cách bông

1

W

K F

R

tuong ngoai kk

khí không lò



+ Tổng nhiệt trở của tường lò : Rtuong :

Rtuong R samôt R điatômit R bông cách nhiêt R vo lòkhông khi

, 0

20 520

R

t t



+ Kiểm tra lại nhiệt độ tiếp xúc giữa các lớp tường :

a ) Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1 và lớp 2: t(1-2)

] [ 114 , 9

] [ 24 , 400 01314 , 0 9114 520

3 )

2

1

( Giá trị này đúng với nhiệt độ giả thiết ( 400 [0C] ) ban đầu )

b.) Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc giữa lớp 2 và lớp 3: t(2-3)

] [ 45 , 269 01435 , 0 9114 24

, 400

3 ) 2

( Giá trị này đúng với nhiệt độ giả thiết ( 270 [0C] ) ban đầu )

c.) Nhiệt độ bề mặt tiếp xúc giữa lớp 3 và vỏ tôn của lò: t (3-vỏ lò )

] [ 07 , 47 0244 , 0 9114 45

, 269

.

0 )

3

(

3 ) 3 2 (

)

3

(

C t

R Q

tuong lò

( Giá trị này gần đúng với nhiệt độ giả thiết ( 50 [0C] ) ban đầu )

Tính tổn thất nhiệt do dẫn nhiệt qua tường lò theo công thức tổng quát:

][10

1)(

3

Q bê tuong mat trung bình trong và ngoai

kk i i

kk trong

.

2

m F

F F

F

tuong

ngoai và trong bình

trung

mat

bê

tuong ngoai tuong

trong tuong

ngoai và trong bình trung

1 ) 1128 , 0

075 , 0 357 , 0

115 , 0 567 , 0

115 , 0 (

+ Chiều dầy các lớp thể xây của nóc lò :

- Lớp samốt có chiều dày samốt = 0,115 [m]

- Lớp bông cách nhiệt có chiều dày  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(nóc12)  446 [0C]

- Giả thiết nhiệt độ giữa lớp bông cách nhiệt với vỏ tôn là: t(nóc2vo)  40 [0C]

] [ 335 , 7

Các giá trị nhiệt độ giả thiết này sẽ được kiểm tra sau khi tính Q3nóc

+ Diện tích bề mặt nóc lò ứng với các lớp :

- Diện tích bề mặt trong của nóc lò :

] [ 2812 , 8 03 , 1 04 ,

- Diện tích bề mặt trung bình của lớp thứ nhất ( lớp samốt )

F trung nóc binh lop 1  F trong nóc .F(1nóc2)  8 , 2812 10 , 3698  9 , 2668 [m2]

- Diện tích bề mặt trung bình của lớp thứ 2 ( lớp bông cách nhiêt ):

F trung nóc binh lop 2  F(1nóc2).F(nóc2vo lo)  10 , 3698 13 , 94  12 , 0231 [m2]

+ Tính hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ứng với các lớp thể xây nóc lò :

- Lớp samôt:

] [ 5755 , 0 2

446 520 0003489 ,

0 407 , 0

2

0003489 ,

0 407 ,

K m W

t t

nóc

samot

nóc nóc

trong nóc

0002326 ,

0 0756 ,

nóc lo vo

nóc nóc

nhiet cách bông

40 446 0002326 ,

0 0756 , 0

K m

W

nóc

nhiet cách

+ Nhiệt trở của các lớp thể xây nóc lò :

- Nhiệt trở của lớp samốt :

2668 , 9 5755 , 0

115 , 0

1

K F

R

nóc

lop binh trung samôt

nóc samôt nóc

] [ 1259 , 0 0231 , 12 1321 , 0

2 , 0

2

W

K R

F R

nóc

nhiêt cách bông

noc

lop binh trung nhiêt

cách bông

nóc

nhiêt cách bông nóc

nhiêt cách bông

1

W

K F

R

nóc ngoai kk

nóc kk lò

0 1259 , 0 02156 , 0

W

K R

R R

R R

nóc

nóc kk lò vo

nóc

nhiêt cách bông

nóc samôt nóc

20 520

R

t t

Q

nóc kk

nóc trong

+ Kiểm tra lại nhiệt độ tại bề măt tiếp xúc giữa các lớp thể xây của nóc lò :

- Nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1 và lớp 2: ( giữa lớp samôt và lớp bông cách nhiệt )

t(nóc12) t trong nóc  Q3nóc.R samot nóc  520  3270 0 , 02156  449 , 50 [0C]

( Giá trị này xấp xỉ đúng với nhiệt độ giả thiết ( 4460C) ban đầu )

- Nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 2 và vỏ lò : ( giữa lớp bông cách nhiệt và vỏ lò )

t(nóc2vo lo) t(nóc12)  Q3nóc.R bông nóc cách nhiêt  449 , 5  3270 0 , 1259  37 , 81 [0C]

( Giá trị này xấp xỉ đúng với nhiệt độ giả thiết ( 40 [0C] ) ban đầu )

Tính công suất nhiệt mất mát do dẫn nhiệt qua nóc lò theo công thức :

] [ 10

1 ) (

3

kk i

i kk

nóc trong

F

F bê nóc mat trung bình  trong nóc ngoai nóc  

] [ 27 , 3

Q nóc  (*)

] [ 881 , 2 10 744 , 10 14 , 13

1 ) 1321 , 0

2 , 0 5755 , 0

115 , 0 (

3.3 Tổn thất nhiệt do dẫn nhiệt qua đáy lò :

+ Vật liệu và chiều dầy của các lớp thể xây đáy lò

- Lớp samốt có chiều dầy samôt đáy  0 , 23 [m] ( lớp 1 ):

- Lớp điatômit có chiều dầy đitômit đáy  0 , 21 [m] ( lớp 2 ):

+ Nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa các lớp thể xây đáy lò:

- Nhiệt độ bề mặt trong của đáy lò ttrong = 520 [oC] ( theo công nghệ ram bi ở nhiệt độ cao )

- Giả thiết nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 1 và lớp 2 : t(đáy12)  300 [0C]

- Giả thiết nhiệt độ tại bề mặt tiếp xúc giữa lớp 2 và vỏ tôn : t(đáy2vo tôn)  52 [0C]

( Các giá trị nhiệt độ giả thiết này sẽ được tính kiểm tra lại sau khi tính dòng nhiệt qua đáy )

- Diện tích bề mặt trung bình của lớp 1 ( lớp samốt ):

F trung đáy binh lop1 F trong đáy .F(1đáy2)  7 , 3968 10 , 3698  8 , 758 [m2]

- Diện tích bề mặt trung bình của lớp 2 ( lớp điatômit ) :

F trung đáy binh lop2  F(1đáy2).F(đáy2vo lo)  10 , 3698 13 , 94  12 , 0231 [m2]

+ Tính hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ứng với từng lớp thể xây đáy lò :

] [ 881 , 2