Электропечь сопротивлением

Автор: Сергей Катакин, 30 Сентября 2010 в 10:58, курсовая работа

Описание работы

Курсовая работа является завершающей стадией изучения дисциплины «Электротехнология» и способствует развитию навыков самостоятельного решения инженерных задач по проектированию более прогрессивного оборудования.
Электропечи сопротивлением широко применяются в различных отраслях и отличаются простотой устройства, ремонтоспособностью и возможностью получения высокого коэффициента теплоотдачи с поверхности нагревательного элемента. К недостаткам можно отнести сравнительно низкий срок службы и невысокую механическую прочность.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ЗАКАЛКИ
Закалка является распространенной операцией термической обработки деталей машин и инструментов. Цель закалки стали — придание ей высокой твердости и прочности путем образования неравновесных структур — мартенсита, троостита, сорбита, а также игольчатого троостита.
Существует несколько разновидностей закалки стали. В зависимости от толщины закаленного слоя различают объемную и поверхностную закалку. Объемная закалка производится в печах и ваннах, а поверхностная — токами высокой, повышенной и промышленной частоты, газовым пламенем и в электролитах. В зависимости от скорости охлаждения бывает объемная закалка с непрерывным охлаждением и с прерывистым охлаждением (изотермическая, ступенчатая). В зависимости от среды, в которой нагревают сталь, различают закалку обычную и с применением защитной атмосферы светлую.
Температуру нагрева под закалку для углеродистых сталей выбирают, пользуясь диаграммой состояния сплавов Fc—Fe. Время выдержки при нагреве выбирают в зависимости от размеров изделий и объема загружаемого в печь металла (массы садки).
После нагрева и выдержки изделия охлаждают в различных закалочных средах, обеспечивающих необходимую скорость охлаждения. Наиболее распространенными закалочными средами являются: вода, минеральное масло, раствор едкого натрия, расплавленные соли, щелочи и металлы, эмульсии и др. В последнее время в качестве охлаждающей среды применяют сильвинит, раствор марганцовистого калия и др.
Основное требование, предъявляемое к закалочным средам, высокая охлаждающая способность в интервале температур 550° С (температуры наименьшей устойчивости аустенита на С-образной кривой) и пониженная охлаждающая способность при 300—200° С (в области мартенситного превращения), когда аустенит относительно устойчив. Замедленное охлаждение в интервале температур 300—200° С необходимо для уменьшения внутренних термических напряжений.

Содержание

Введение 4
1. Технологический процесс закалки 5
2. Расчет электропечи сопротивлением 8
2.1 Задача и содержание расчета электронагревательных устройств 8
2.2 Определение времени нагрева изделия 9
2.3 Динамика нагрева изделия 12
2.4 Расчет конструктивных параметров печи 14
2.5 Определение мощности печи 16
2.6 Динамика нагрева печи 18
2.7 Расчет нагревательного элемента 20
3. Схема управления электропечью 23
4. Выбор пускозащитной аппаратуры 25
5. Требования правил устройства электроустановок 27
Заключение 30
Список используемой литературы 31

Работа содержит 1 файл

электропечь.doc

— 1.54 Мб (Скачать)

             фазное напряжение сети; при соединении нагревателей в звезду В. 

     мм. 

          Длина проволоки одной фазы: 

(26)
 

     м. 

      Высота  зигзага проволочного нагревателя: 

(27)
 

 мм. 

      Шаг волны проволочного нагревателя: 

(28)
 

 мм. 

3. СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ  ЭЛЕКТРОПЕЧЬЮ 

Рисунок 3. – Схема управления электропечью 

     При нагреве воздуха камеры до установленного максимального значения замыкается контакт BK1.1 и срабатывает реле KV1, которое контактом KV1:2 отключает реле KV2, что приводит к отключению контактора КМ1. Повторное включение нагревателей происходит при снижении температуры воздуха до установленного минимального значения и замыкании контакта BK1:2.

     Если   температура  воздуха  превысит   установленное   максимальное значение, электроконтактный термометр BK2 замкнет цепь катушки реле KV3, его размыкающие контакты отключат реле KV2 и электропечь отключится от сети.

     При несимметрии питающего напряжения (например, потере фазы, перегорании предохранителя) на корпусе электропечи появляется опасный потенциал. Для защиты от неполнофазного режима в нулевом проводе установлено токовое реле КА1, которое срабатывает и отключает электропечь при увеличении тока в нулевом проводе до 0.25Iн.

 

     

4. ВЫБОР ПУСКОЗАЩИТНОЙ  АППАРАТУРЫ
 
 

      В качестве расчетного тока принимаем  номинальный ток установки, который  определяем по сле дующей формуле: 
 

(29)
 

 А

       Выбираем автоматический выключатель  QF1 согласно следующих условий: 

(30)
 

—АЕ2000 

  Плавкий предохранитель (FU1…FU4) выбираем по следующим параметрам: 

(31)
 

—ПР-2-60 

      Реле  KV1 - KV3 выбираем типа РН-50.

      Реле  тока КА1: РПМ-0

     Магнитный пускатель КМ1: ПАЕ-412

     Провод, подающий напряжение на нагреватели: РКГМ 3х1

     Провода управления: ПВ 3х1.5

     Силовой кабель: ВВГ 3х6 

 

5. ТРЕБОВАНИЯ ПРАВИЛ  УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
 
  1. Печные  понижающие и регулировочные сухие  трансформаторы (автотрансформаторы), а также трансформаторы с негорючей жидкостью и панели управления (если на них нет приборов, чувствительных к электромагнитным полям) допускается устанавливать непосредственно на конструкциях самих электропечей (электротермических устройств) сопротивления или в непосредственной близости от них.
  2. Ширина проходов вокруг электропечей (электротермических устройств) и расстояния между ними, а также от них до щитов и шкафов управления выбираются в зависимости от технологических особенностей установок.
  3. Допускается устанавливать две электропечи рядом без прохода между ними, если по условиям эксплуатации в нем нет необходимости.
  4. Электрические аппараты силовых цепей и пирометрические приборы рекомендуется устанавливать на раздельных щитах. На приборы не должны воздействовать вибрации и удары при работе коммутационных аппаратов.
  5. При установке электропечей в производственных помещениях, где имеют место вибрации или толчки, пирометрические и другие измерительные приборы должны монтироваться на специальных амортизаторах или панели щитов с такими приборами должны устанавливаться в отдельных щитовых помещениях (помещениях КИПиА).
  6. Установка панелей щитов КИПиА в отдельных помещениях рекомендуется также в случаях, если производственные помещения являются пыльными, влажными или сырыми.
  7. Не допускается установка панелей щитов с пирометрическими приборами (в частности, с электронными потенциометрами) в местах, где они могут подвергаться резким изменениям температуры (например, около въездных ворот цеха).
  8. Совместная прокладка в одной трубе проводов пирометрических цепей и проводов контрольных или силовых цепей, а также объединение указанных цепей в одном контрольном кабеле не допускаются.
  9. Провода пирометрических цепей рекомендуется присоединять к приборам непосредственно, не заводя их на сборки зажимов щитов управления.
  10. Компенсационные провода пирометрических цепей от термопар к электрическим приборам (в том числе к милливольтметрам) должны быть экранированы от индукционных наводок и заземлены, а экранирующее устройство по всей длине надежно соединено в стыках.
  11. Оконцевание проводов и кабелей, присоединяемых непосредственно к нагревателям электропечей, следует выполнять опрессовкой наконечников, зажимными контактными соединениями сваркой или пайкой твердым припоем.
  12. В установках электропечей сопротивления мощностью 100 кВт и более рекомендуется устанавливать амперметры по одному на каждую зону нагрева. Для электропечей с керамическими нагревателями следует устанавливать амперметры на каждую фазу.
  13. Для установок электропечей сопротивления мощностью 100 кВт и более рекомендуется предусматривать установку счетчиков активной энергии (по одному на электропечь).
  14. В установках электропечей сопротивления косвенного действия с ручной загрузкой электропечей, если их конструкция не исключает возможности случайного прикосновения обслуживающего персонала к нагревателям, находящимся под напряжением выше 42 В, следует применять блокировку, при которой открывание загрузочных окон возможно лишь при отключенной электропечи.
  15. В установках прямого нагрева, работающих при напряжении выше 42 В переменного тока или выше 110 В постоянного тока, рабочая площадка, на которой находятся оборудование установки и обслуживающий персонал, должна быть изолирована от земли. Для установок непрерывного действия, где под напряжением находятся сматывающие и наматывающие устройства, по границам изолированной от земли рабочей площадки должны быть поставлены защитные сетки или стенки, исключающие возможность выброса разматываемой ленты или проволоки за пределы площадки (см. также Кроме того, такие установки должны снабжаться устройством контроля изоляции с действием на сигнал.
  16. При применении в установках прямого нагрева жидкостных контактов, выделяющих токсичные или резкопахнущие пары или воз-гоны, должны быть обеспечены герметичность контактных узлов и надежное улавливание паров и возгонов.
  17. Ток утечки в установках прямого нагрева должен составлять не более 0,2 % номинального тока установки.
  18.  

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

     Полученная  электропечь сопротивления камерная для термообработки металлов предназначена для проведения различных видов термообработки металлических изделий в условиях воздушной атмосферы. Печь можно использовать для закалки, отжига, и отпуска.

      Содержит рабочую камеру, которая расположена в сварном каркасе из металлических профилей и оснащена двуслойной теплоизоляцией. Нагревательные элементы зигзагообразного типа из высокотемпературного железохромалюминиевого сплава расположены вдоль стенок и пода рабочей камеры, и установлены на керамических трубках с зазором от боковых стенок и пода рабочей камеры для обеспечения свободного теплового излучения в рабочую камеру, подовые спирали защищены жаропрочной плитой. Выводы электронагревателей расположены на задней стенке рабочей камеры под легкосъемной панелью. Механизм подъема оборудован предохранительным концевым выключателем, который расположен на лицевой панели печи и обеспечивает отключение электронагревателей при открывании двери.  
Печь оснащена системой гидравлического привода подъема двери. Контроль и регулирование температуры в электропечи осуществляется электронным блоком управления с цифровой индикацией температуры, который выполнен в виде отдельного агрегата и взаимодействует с термопарой, установленной в рабочей камере электропечи.

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
 

1. Алиев  И.И. Справочник по электротехнике  и электрооборудованию.- М., Высшая школа, 2000г.

2. Гайдук  В.Н., Шмигель В.Н. Практикум по  электротехнологии.- М., Агропромиздат, 1989г.

3. Кацевич  Л.С. Расчет и конструирование  электрических печей.- М. – Л., 1959г.

4. Кудрявцев  И.Ф., Карасенко В.А. Электрический нагрев и электротехнология.- М., Колос, 1975 г.

 
 

Информация о работе Электропечь сопротивлением