Выбор конструкционного материала

 

Вращающийся корпус печи имеет сваренный из стали полый цилиндр с внутренней огнеупорной футеровкой, бандажи с под бандажными поясами и башмаками, венцовую шестерню, элементы уплотнений и др.

Оболочка печи обычно сваривается из отдельных обечаек длиной 2¸6 м и толщиной 20¸120 мм. Торцы обечаек предварительно чисто отрезают газорезкой или обрабатывают на кромкострогальном станке. Для повышения жесткости, особенно у опор и в зоне спекания, на оболочке с небольшим тепловым зазором устанавливают кольца жесткости.

В условиях длительной эксплуатации обечайки, удерживающие хрупкую футеровку, должны обладать не только достаточной прочностью, но и высокой жесткостью, т.е. их кольцевые сечения должны быть неизменяемы по всей длине.

Основные требования к металлу обечаек, предъявляемые в связи с указанными условиями, сводятся к следующему:

1. Сталь должна быть устойчивой против старения, т.е. прочность ее при длительной работе не должна снижаться. Этому условию удовлетворяют легированные стали. Углеродистые конструкционные стали стареют, их твердость и хрупкость повышаются, пластические свойства и ударная вязкость снижается (на 75¸90%), свариваемость и штампуемость ухудшается, порог хладноломкости сдвигается в сторону плюсовых температур.

2. Сталь для обечаек должна иметь высокий предел выносливости, определяемый разрушением образцов при 10⁷ циклов испытаний знакопеременной нагрузкой.

3. Порог хладноломкости стали для обечаек должен быть ниже температуры -30°С. Для конструкций, работающих при низких температурах, целесообразно применять хромокремнемарганцовые стали, отличающиеся низким порогом хладноломкости.

4. У стали для обечаек должны быть гарантированы пределы изменения механических свойств при температуре до 400°С. Прочностные характеристики сталей ВСт3 и М16С при температуре 350¸400°С существенно (примерно на 30%) ухудшаются, а хромокремнемарганцовистых сталей изменяются лишь незначительно.

5. Сталь для оболочки печи должна хорошо свариваться. У углеродистых сталей это качество сохраняется при содержании углерода не выше 0,25%, однако она при этом обладают низкими механическими свойствами. С повышением содержания углерода механические свойства углеродистых сталей повышаются, однако у них появляется способность к закаливанию, а это приводит к образованию трещин в зоне термического влияния сварки.

 

Т. к. готовое изделие (корпус печи) имеет большие размеры, то листы стали проходят термообработку на заводе изготовителе и применяются в готовом виде.

Для дальнейшего расчета принимаем Сталь 10Г2С1.

Назначение: различные детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре -70°С; аппараты, сосуды и части паровых котлов, работающих при температуре от -70°С до + 475°С под давлением.

Химический состав, % (ГОСТ 19282-73).

Таблица 1.1- Химический состав стали

C	Si	Mn	Cr	N	As	P	S	Cu	Ni
до 0,12	0,80¸1,10	1,30¸1,65	не более
0,3	0,008	0,08	0,035	0,04	0,3	0,3

 

При σ _В = 480 МПа предел выносливости σ_-1 = 230 МПа.

Технологические свойства.

Свариваемость – сваривается без ограничения.

Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.

Сварку стали 10Г2С1 (ГОСТ 19281-83) производят электродами из сварочной проволоки 1У 20ХГСА (ГОСТ 2246-60), покрытыми обмазкой ВИАМ-100.