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要有**的馬弗就得依靠系列型設(shè)計的方法,并從各種資料中采用**的方案?,F(xiàn)在,讓我們從結(jié)構(gòu)效果、溫度效果、材料選擇和使用壽命要求來分析一下馬弗設(shè)計的要求。
一、結(jié)構(gòu)效果
結(jié)構(gòu)效果包括馬弗罐式樣、承載能力和支承方式。不管有否加工成波形,**考慮馬弗的強度和檢測材料的蠕變強度,表一就是各種常見材料強度對照表。表中低碳鋼、銅、鋁材料性能是根據(jù)屈服點列出的。 AISI 330在1600℉時的強度是基于其材料的蠕變強度。強度對照表表明, AISI 330在!600℉時是鋁在室溫中強度的l/4.而601型合金在2100℉時其容許強度為370 psi,只是室溫下鋁的強度1/20。這意味著601型鋼在一定溫度下要比一塊鋁容易彎曲20倍,我敢肯定,您已聽到過哪種材料在一定溫度下,如“濕面條”或“白脫”那般柔軟。這般比擬是實在的,這說明馬弗罐**自己支撐自己,爐內(nèi)**有適當(dāng)支承。差的設(shè)計結(jié)果,會因過載而產(chǎn)生變形。圖1表明601、 600和300型常見馬弗材料在溫度下的強度。應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)牟牧蟻頋M足工作溫度范圍和承載量。
要慎重考慮是否須要加強強度。圖2是各種不同尺寸加強板的慣性矩(抗彎強度)的比值表。圖表數(shù)值以6"寬,3/6"厚的波形加強金屬板與非波形金屬板的比較。
1號板為1 1/4"深的波形,3/6"厚箱式波形板。
2號板為7/8"深的波形,3/16"厚正弦波形板。
3號板為3/4"深的波形,3/16"厚單波波形板。
值得注意的是1號箱式波形較為5號平板強度的73倍,這證明了加強能提高馬弗罐的強度和減少產(chǎn)生的應(yīng)力。這種用波形板加強的方法是可取的。否則,我們就得用12"厚鋼板來設(shè)計馬弗的“橋”。當(dāng)然,結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師是不會這樣做的,會用輕巧的結(jié)構(gòu)有效的梁架來代替12"的鋼板??墒怯貌ㄐ伟迥艽婧癜宓鸟R弗罐
。
在馬弗罐的設(shè)計中,馬弗的支承系統(tǒng)是十分重要的,當(dāng)你購買爐子時,應(yīng)考慮這些參數(shù),不能只期待成本低,而不考慮馬弗的支承系統(tǒng),否則將會產(chǎn)生不少問題。圖3表示馬弗墩式安裝。馬弗底部縱向采用波形加強,其突出部分既可朝上,也可向下。當(dāng)馬弗膨脹或收縮時,波形板能在 墩上順利滑動,但馬弗罐下凹隔時,就會出現(xiàn)許多問題,因為這種波形板不是*牢固的,使馬弗壽命受到限制。例如一合18"這種型式的馬弗罐在21000℉只能用上l— l 1/2年,而增加縱向波形(或較高的波紋)就能延長馬弗罐的使用壽命。見照片(b)。圖4是改進設(shè)計了的馬弗罐。碳化硅爐底板置在支承墩上,馬弗罐安裝在該板上,能延長馬弗的使用壽命。圖4還表示了安裝在墩上的箱式加強波形板。馬弗的支承與牢固的底部相連接,這樣使用壽命持續(xù)到4--5年。照片(a)是表示箱式波形板底部結(jié)構(gòu)的馬弗。
馬弗底部的方案選定后,還得設(shè)計馬弗的頂部。頂部可以是加強型或非加強型的.許多制造廠商還考慮將馬弗頂都與罐壁頂端進行內(nèi)、外雙焊.通常罐頂?shù)闹挝飼黾悠渲亓?,?yīng)避免其變形。而罐頂?shù)?***作用,只是構(gòu)成外殼和支承罐殼的重量,所以**的設(shè)計方案應(yīng)該是輕巧牢固。圖5表示馬弗罐頂部的設(shè)計,其拱頂半徑應(yīng)等于或小于爐膛寬度。
二、溫度效果
要論述熱效果是較困難的,這需要豐富的知識和一定的實踐經(jīng)驗,設(shè)計馬弗罐**從三個方面考慮,由于膨脹因素,應(yīng)考慮馬弗罐是否加強。此外,馬弗怎樣加熱,熱沖擊波怎樣明顯地影響馬弗的壽命,以及上面談述的怎樣聯(lián)系材料的選擇與溫度的關(guān)系;這一連串的問題都會嚴重影響馬弗罐的壽命。
*常見的問題之一,是馬弗罐底板在進、出口端2—3"處隆起或下陷。凹凸變形多見于馬弗罐的進口端,這是由于過量的熱沖擊所引起的。熱沖擊是由于工作溫度急劇上升或馬弗和傳送帶溫度急劇下降造成的,這種熱沖擊通??稍黾玉R弗的預(yù)熱或冷卻截面來減弱。減輕熱沖擊*常見的方法之一是增知罐內(nèi)底板。照片?表示典型的爐板結(jié)構(gòu)。這樣,傳送帶可以從增知了的爐底板處經(jīng)過,而不從馬弗罐的底部通過。
其它常死弊病有馬弗加熱不適當(dāng),如果是電加熱,加熱元件 離馬弗太近,而導(dǎo)致馬弗罐被燒穿,或者電熱元件受到損壞。如果是氣體燃燒的,由于馬弗罐殼體的燃燒或焊接的氧化會縮短爐燃挪,由于縣弗膀冊的耀繞或焊接的氧化會縮短爐子的壽命。改進工藝和設(shè)計能消除這些病,也使重新改造質(zhì)量低劣的馬弗罐有了可能。
三、選擇材料
選擇材料已經(jīng)在結(jié)構(gòu)效果這節(jié)中討論過了,但選擇材料不限于上面表列的三種材料。其它常用合金材料有304、309、310、330、600、601、617、617、230、HX和333。工作溫度和馬弗罐氣氛內(nèi)含有耐腐蝕元素決定選擇何種材料。如果爐子沒有適當(dāng)?shù)奶紕菘刂?,哪怕用上?*的合金材料,也只能擁有極短的使用壽命;如果碳黑情況嚴重,在2100`F溫度下18"的傳送帶機構(gòu)也只能使用一年的時間。
四、壽命要求
現(xiàn)代技術(shù)可以使我們采用各種各樣的合金材料,利用當(dāng)今能夠擁有的各種工具設(shè)計出符合使用壽命要求的爐子。上面巳經(jīng)列舉了幾種典型妒罐的壽命情況。盡管如此,如果用戶需要提高馬弗罐壽命的話,雖然將略微增加—些成本,但下列指導(dǎo)還是非常簡便實用的。
1.增加馬弗罐頂部的拱形,減小半徑。
2.盡可能采用加強型。
3.盡量使用**材料(601、330合金是具有經(jīng)濟效果的)
4.雙面全滲透有效焊接。
5.用比爐罐殼體材料高一級的焊條焊接。
**,熱處理工作者和爐子制造者都同樣視為馬弗罐是一種 不必要的耗費,是降低成本的潛能。我想,隨著爐子殼體設(shè)計的
改進和耐火材料質(zhì)量的提高,熱處理工作者將不用爐罐就能使爐子耐久有效地工作,馬弗罐將不再被人們所研究。
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