книги из ГПНТБ / Бельский, В. И. Промышленные печи и трубы учеб. пособие

В. И. БЕЛЬСКИЙ, Б. В. СЕРГЕЕВ

ПРОМЫШЛЕННЫЕ

ПЕЧИ И ТРУБЫ

ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ,

ИСПРАВЛЕННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ

М О С К В А С Т Р О Й И З Д А Т

1974

УДК [624.9 : 66.041 f 697.8](075.3)

В книге рассмотрены материалы, применяемые при кладке промышлен­ ных печей, описаны конструктивные элементы печей и оборудования, приве­ дены основы печной теплотехники, даны классификация печей и основы рас­ чета конструирования промышленных печей и дымовых труб.

Кроме того, в книге даны описания устройства, схем работы и конструк­ тивных элементов нагревательных, термических, сушильных и плавильных печей, а также печей черной и цветной металлургии, промышленности строи­ тельных материалов, нефтеперерабатывающей и химической промышленно­ сти и фабрично-заводских труб.

Книга является учебным пособием для учащихся техникумов по спе­ циальности «Промышленные печи и трубы», а также может быть использо­ вана инженерно-техническими работниками, занятыми на строительстве и ре­ монте промышленных печей и труб.

Табл. 23, ил. 120, список лит.: 14 назв.

(£) Стройиздат, 1974.

Б 0327—277

103—74

047(01)—74

ВВЕДЕНИЕ

Печи находят широкое распространение почти во всех от­ раслях промышленности. В черной металлургии в доменных пе­ чах получают чугун, в конверторах — сталь, в прокатных цехах в печах нагревают металл перед прокаткой и термообработкой после прокатки; в цветной металлургии металл получают и пе­ рерабатывают также в печах. Печи применяются в кузнечных и термических цехах машиностроительных заводов для нагрева

форм и стержней; в керамической промышленности и промыш­ ленности строительных материалов-—для обжига огнеупоров и керамики, обжига цементного клинкера и извести, получения заполнителей бетона (керамзита и аглопорита); для варки стек­ ла; в нефтеперерабатывающей промышленности — для перегон­ ки нефти; в химической промышленности—для получения соды, аммиака, фосфатных удобрений и т. п.

Строительством и ремонтом промышленных печей занимают­ ся ряд специализированных организаций, а также цехи ремонта печей металлургических и машиностроительных заводов. Объем работ в денежном выражении по строительству и ремонту печей только специализированными организациями составил в 1970 г., по расчетам авторов, свыше 600 млн. руб.

Директивами XXIV съезда партии предусмотрено увеличить производство промышленной продукции за девятое пятилетие на 42—46%. Намечено довести выпуск стали в 1975 г. до 142— 150 млн. т, производство готового проката до 101 —105 млн. г, увеличить выпуск продукции машиностроительной промышлен­ ности в 1,7 раза, промышленности стройматериалов в 1,4 раза, химической и нефтехимической в 1,7 р аза1, что потребует строительства новых и реконструкции старых предприятий ме­ таллургической, машиностроительной, керамической, нефтепере­ рабатывающей, химической промышленности, а также промыш­ ленности строительных материалов. Это повлечет за собой резкое увеличение объема работ по сооружению новых и рекон­ струкции существующих печей.

1 Материалы XXIV съезда КПСС. Политиздат, 1971, стр. 246, 250, 258.

На 1975 г. объем работ печестроительных и печеремонтных

техники по линии максимальной интенсификации, механизации и автоматизации производственных процессов, что также отно­ сится и к строительству печей. В последние годы в печах все шире применяют кислородное дутье, механизированную загруз­ ку, передвижение и выгрузку материалов, автоматическое регу­ лирование работы печей. Это увеличивает сложность строитель­ но-монтажных работ, повышает ответственность строителей, требует более высокой их квалификации, понимания процессов, происходящих в печах, и учета связанных с ними повышенных требований к качеству материалов и кладке печей.

В связи с этим для обеспечения специализированных пече­ строительных организаций, а также заводских цехов ремонта печей квалифицированными кадрами в ряде монтажных техни­ кумов введена специальность «Промышленные печи и трубы». Учебное пособие «Промышленные печи и трубы» составлено в соответствии с программой предмета, изучаемого по этой спе­ циальности. Исходя из того что пособие предназначено для бу­ дущих печестроителей, в нем даются только основные понятия о процессах горения, топливе, механике газов, теплопередаче и расчете печей и дымовых труб, необходимые для понимания работы печей и дымовых труб. Особое внимание обращено на описание конструкции печей, их механизмов, гарнитуры и обо­ рудования, процессов, происходящих в печах и влияющих на долговечность их, и дымовых труб, а также огнеупорных и изо­ ляционных материалов, идущих на строительство печей. При этом дается описание общей принципиальной конструкции кладки и каркаса печей и конструкции дымовых труб.

При подготовке второго издания авторы учли все то новое, что появилось за период, истекший со времени первого издания, в конструкции печей и материалов, применяемых при их строи­ тельстве. Помещено описание доменной печи объемом 3200 м3, глуходонного конвертора емкостью 300 т, нагревательных ко­ лодцев с верхней горелкой, методической печи с шагающим по­ дом, печей безокислительного и скоростного нагрева, сушил для сушки сыпучих материалов в пневмопотоке и кипящем слое. Переработана глава I в соответствии с последними ГОСТами на огнеупорные и теплоизоляционные материалы. Дан пример рас­ чета печи, работающей на природном газе, взамен печи, рабо-

4

тавшей на неприменяющемся в настоящее время генераторном газе.

В соответствии с ГОСТ 9867—61 в учебном пособии принята международная система единиц (СИ). В качестве дублирующей приведена ранее применявшаяся система. При этом руководст­ вовались следующими переводными коэффициентами между единицами этих двух систем:

1 ккал » 4,187 кДж\

1 ккалім2 ж4,187 кДж/м2\

1 ккал!(кг-град) »4,187 кДж/(кг-град) \ 1 ккал/(мг-град) »4,187 кДж/(мг-град) ; 1 ккал/(м-ч-град) »1,163 Вт/(м-град) ; 1 ккал/ (м2 ■ч ■град) »1,163 Вт(м2 - град) ;

1 ккал/ (м2 ■ч ■градА) » 1,163 Вт/ (м2 - град*).

Главы II—VIII, XIII и XIV написаны В. И. Бельским, а гла­ вы I, IX—XII — Б. В. Сергеевым.

\

ГЛАВА I

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ КЛАДКЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕН И ДЫМОВЫХ ТРУБ

§ 1. ОГНЕУПОРНЫЕ М АТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

Состав и свойства огнеупорных изделий

Огнеупорами называются материалы и изделия, способные противостоять высокой температуре (от 1580°С и выше), воз­ действию шлаков и нагрузке при высоких температурах. Основ­ ные свойства и качество огнеупоров оцениваются по огнеупор­ ности, механической прочности при нормальной и высокой тем­ пературах, термической стойкости, точности размеров и формы, постоянству объема, газопроницаемости, химической устойчи­ вости при действии шлаков и агрессивных газов, теплопровод­ ности, теплоемкости и термическому расширению и др. Свойства огнеупорных изделий зависят от их химического состава, струк­ туры, пористости, объемной массы, плотности и др.

По ГОСТ 4385—68 огнеупорные изделия подразделяются по следующим основным признакам: химико-минеральному соста­ ву, огнеупорности, пористости, способу формования, термиче­ ской обработке, форме и размерам.

В зависимости от химико-минерального состава огнеупорные изделия делятся на типы и группы в соответствии с данными табл. 1.

Огнеупорные изделия в зависимости от их огнеупорности подразделяются на: огнеупорные, которые выдерживают темпе­ ратуру от 1580 до 1770° С включительно; высокоогнеупорные — выше 1770 до 2000° С включительно и высшей огнеупорности — выше 2000° С.

Огнеупорные изделия подразделяются в зависимости от по­ ристости (табл.2).

По способу формования огнеупорные изделия делятся на: пластично-формованные, изготовленные из пластичных масс ма­ шинным формованием или прессованием на механических или других прессах и различными способами ручного формования; сухоформованные неармированные или армированные, изго­ товленные из полусухих или сухих порошкообразных малоплас­ тичных или непластичных масс (в том числе из бетонов, плавле­ ных материалов и т. п.) методами механического, гидравличе­ ского или гидростатического прессования, вибропрессования,

вибрирования, трамбования; шликернолитые, изготовленные литьем из жидкого шликера

(разжиженной огнеупорной глины), пеношликера, газошликера, термопластичного шликера и т. п.;

6

/

8

Продолжение .табл. 1

термопластичнопрессованные, изготовленные методом прес­ сования из масс с применением термопластичных добавок (па­ рафина, воска и др.);

горячепрессованные, изготовленные горячим прессованием из нагретых до термопластичного состояния огнеупорных масс; плавленолитые, изготовленные путем электроплавки (или плавки другими способами) с последующей отливкой из

расплава; пиленые из естественных горных пород или плавленых бло-

9