Предисловие

Впервые в мире строгую научную теорию печей создал В. Е. Грум-Гржимайло. Разработка этой гидравлической теории была проведена им в 1905—1912 гг., а полностью изложена в книге «Пламенные печи», вышедшей в свет в 1924 г. В этом же году В. Е. Грум-Гржимайло основал в Москве Бюро металлургических и теплотехнических конструкций при НТО ВСНХ (институт «Стальпроект»).

Первые 10—12 лет после создания институт был единственной в Советском Союзе организацией, проектирующей печи практически для всех отраслей промышленности. В настоящее время Стальпроект является головным институтом по проектированию нагревательных и термических печей прокатного производства черной металлургии.

Для создания совершенных печных агрегатов новых типов необходимо было дальнейшее развитие теоретических основ конструирования печей. Поэтому работники Стальпроекта параллельно с проектированием вели и ведут значительные теоретические и экспериментальные исследования в области гидравлического и огневого моделирования печей, теории инжекции, нагрева и охлаждения металла, теплообмена в печах, взаимодействия печной атмосферы с нагреваемым металлом, цифрового моделирования процессов, протекающих в печах, разрабатывают алгоритмы и программы для расчетов печей и управления их работой с применением ЭВМ и др.

В своей работе институт, кроме того, использовал и использует результаты исследований, проводимых совместно с другими организациями, а также исследований советских и зарубежных ученых.

С целью дальнейшего развития научных основ конструирования печей в 1931 г. инициативной группой работников Стальпроекта во главе с академиком М. А. Павловым была организована редакционная коллегия для подготовки 3-его, переработанного издания книги «Пламенные печи». В этом издании предполагалось дополнительно включить в книгу приложение законов теплопередачи к изучению внутренних и внешних задач теплообмена; тепловые балансы для определения расходов топлива, а на их основе — и размеров печей; применение метода подобия и т. д. Этот фундаментальный труд, к сожалению, не был завершен.

Для удовлетворения потребности конструкторов в научных основах конструирования печных агрегатов уже с 1927 г. в Стальпроекте начали создавать «Записную книжку конструктора печей». В эту книжку включили нормали института, каждая из которых представляла небольшой оригинальный труд, посвященный какому-либо вопросу расчета или конструирования печей.

В 1933 г. ОНТИ НКТП выпустило 328 нормалей Стальпроекта в виде литографированного издания. Одновременно вышел в свет специальный сборник нормалей в качестве пособия для преподавателей и студентов Московского института стали.

В 1935 г. впервые 387 нормалей изданы в виде книги «Справочник конструктора печей» под редакцией Ю. В. Грум-Гржимайло. Этот справочник много лет служил настольной книгой для специалистов по конструированию и эксплуатации печей.

Коллектив Стальпроекта продолжал работу по созданию нормалей. Эти нормали получили широкое распространение. В связи со все увеличивающимся спросом на эти нормали возник вопрос об издании нового справочника для конструкторов печей.

В 1970 г. издательством «Металлургия» был выпущен двухтомный «Справочник конструктора печей прокатного производства» под редакцией В. М. Тымчака. В нем был обобщен более чем сорокалетний опыт работы Стальпроекта по расчету и конструированию печей. Весьма большой круг вопросов, рассмотренных в справочнике, пришлось разработать специально или доработать дополнительно. В этом справочнике был дан полный расчет конструирования печей. Дальнейшее развитие и совершенствование методик тепловых и аэродинамических расчетов печей, а также разработка и внедрение принципиально новых типов печных агрегатов явились причиной создания настоящего справочника.

Настоящий справочник отличается от первых двух тем, что он целиком посвящен методикам тепловых и аэродинамических расчетов нагревательных и термических печей. Эти расчеты являются основой для выбора размеров и других основных параметров печных агрегатов. Методика остальных видов расчетов, необходимых при конструировании печей, в настоящем справочнике не рассматривается, так как их можно выполнять, используя имеющиеся сейчас справочники по соответствующим специальностям. В справочнике также не приведены данные о конструктивных решениях узлов и систем печей в связи с тем, что в период научно-технической революции эти решения весьма быстро устаревают.

Настоящий справочник характеризуется рядом специфических особенностей. Во-первых, методики расчетов построены в полном соответствии с технологией проектирования печных агрегатов: от определения потребной производительности печей в зависимости от объема производства до выбора числа, размеров и основных параметров печей.

Во-вторых, методики и примеры расчетов сопровождаются рекомендациями о том, как на основании результатов расчетов следует выбирать основные параметры печей: размеры печи, скорость движения металла через печь, тепловую мощность и т. д. С этой целью, например, приводятся данные о технически возможных размерах печей или величинах скорости движения металла в них, остированных или нормализованных рядах размеров печей и их узлов. На основании опыта конструирования и эксплуатации печей даются оптимальные значения ряда размеров, определяющих конфигурацию рабочего пространства. Кроме того, приводятся практически достигнутые эксплуатационные характеристики печей, а также определенные на основании опыта эксплуатации исходные данные для расчетов.

В-третьих, в справочнике содержатся все материалы, необходимые для выполнения тепловых и аэродинамических расчетов печных агрегатов. Поэтому при выполнении таких расчетов нет надобности прибегать к каким-либо дополнительным руководствам.

В справочнике приведены методики и примеры расчетов нагревательных и термических печей прокатного и трубопрокатного производств черной металлургии. Однако данный в нем общий подход к методике расчетов и обширный справочный материал делают его полезным для широкого круга специалистов-теплотехников тех отраслей промышленности, в которых применяются печи для нагрева и термической или тепловой обработки металлов и других видов продукции.

Кроме авторов в создании справочника в различной степени принимали участие сотрудники Стальпроекта: В. Н. Аптерман, Т. А. Афанасьева, И. С. Воловик, Л. И. Гармаш, Л. А. Гольдберг, М. М. Коротаев, Г. А. Котюжанский, А. Б. Кошелев, А. Д. Кривошеий, А. А. Лифшиц, Э. М. Маметов, Л. Г. Оркин, В. С. Панфилов, К. И. Папушина, Л. А. Пинес, А. Ф. Попутников, С. В. Попова, А. Н. Похилевич, Ф. Д. Соколинский, Ю. И. Стоянов, Т. А. Уварова.

Коллектив авторов будет чрезвычайно благодарен всем специалистам, которые возьмут на себя труд дать замечания по содержанию справочника и изложению материала.

Стальпроект.

Замечания можно направлять по адресу: Москва, 125171, Ленинградское шоссе, 18.