1.10. Работа печи при нерасчетных условиях

Размеры печи определяют при максимальной садке и по расчетной производительности для данного вида металла, который назовем расчетным. Однако печь данных размеров может работать при различной производительности в зависимости от условий работы стана. Садка печи также может меняться в зависимости от размеров и свойств нагреваемого металла. При этом изменяются характеристики и показатели печи (температурный режим, потребление тепла, напряжение пода).

В практике проектирования обычно встречаются три типа задач расчета печи с заданными размерами:
1) определение температурного режима при нагреве расчетного металла с пониженной производительностью;
2) определение температурного режима при нагреве металла, отличающегося от расчетного размерами и (или) свойствами, если задана производительность стана при прокатке этого вида металла;
3) определение максимальной производительности при поверочном расчете или пересчете существующей печи данных размеров.

В первой задаче прежде всего из формулы (1.2) по известной садке печи и производительности определяют продолжительность нагрева, ч:

τ = G/Р   (1.11)

Далее, задавшись новым распределением температур по длине печи, следует произвести расчет нагрева металла, добиваясь получения необходимого конечного температурного состояния металла.

Следует учесть, что при существенном снижении производительности целесообразно переходить с трехзонного на двухзонный режим нагрева путем снижения температуры продуктов сгорания в сварочной зоне до температуры продуктов сгорания в томильной зоне или еще ниже. При этом поверхность металла будет меньшее время находиться при высоких температурах, поэтому снизится окисление и обезуглероживание металла.

Потребление тепла печью при новой производительности определяется из расчета теплового баланса.

Напряжение пода для печи данных размеров, как видно из формул (1.8) и (1.9), прямо пропорционально производительности.

Во второй задаче необходимо сначала определить садку печи, т, по известной длине полезного пода из формулы (1.3):

G = L_ПMk₃/b   (1.12)

или для прямоугольных заготовок — из формулы (1.4):

G = L_ПnSlρk₃    (1.13)

Для металла, отличающегося от расчетного только теплофизическими свойствами, садка печи не меняется.

Далее из формулы (1.1) по заданной производительности стана определяют расчетную производительность печи, а затем по формуле (1.11) по известной садке и производительности находят продолжительность нагрева. Дальнейший расчет производится так же, как и в первой задаче.

В третьей задаче следует сначала принять распределение температуры продуктов сгорания по длине печи, руководствуясь рекомендациями, изложенными в разд. 1.6.

Затем по формулам (1.12) или (1.13) определяют садку печи и, задаваясь производительностью, по формуле (1.11) рассчитывают продолжительность нагрева.

Далее производят расчет нагрева металла и определяют, можно ли за такое время получить металл с заданными температурными характеристиками. Если нет, то задаются новой производительностью, а тем самым и новой продолжительностью нагрева до тех пор, пока определится производительность, при которой будет обеспечено заданное качество нагрева.