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 σВ = 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.