термической г1ечной системе «материал—среда—футеровка», она рассматривается со всеми элементами системы теплообмена в гл. 3.
Тепловое состояние футеровки работающей печи — это результат распределения тепловой энергии в ней; выражается оно определенным профилем температур, который является следствием теплового и температурного воздействия печной среды* исходных материалов и полученных продуктов на поверхность рабочей камеры, теплопередачи в футеровке, термического сопротивления футёровочных материалов, аккумуляции теплоты ими и температуры окружающей печь среды. Тепловое состояние футеровки отражает влияние всех процессов и явлений, протекающих в печах, подтверждая наличие единой химико-термической печной системы «материал—среда—футеровка».
Тепловое состояние футеровки печи подразделяется на стационарное и нестационарное.
Стационарное (установившееся) состояние футеровки создается тогда, когда количества теплоты, поступающие в нее и рассеиваемые в окружающей среде, равны. Такое состояние присуще только печам с непрерывным характером протекания термотехнологического процесса, после завершения аккумуляции теплоты в рабочем режиме.
В пусковой период печи с непрерывным теплотехническим процессом временно работают в нестационарном тепловом состоянии до разогрева футеровки от исходного («холодного») состояния до заданной температуры с последующей выдержкой при этой температуре. В этот период происходит аккумуляция теплоты футеровкой с одновременной потерей ее в окружающую среду.
Суммарное количество теплоты, аккумулированное футеровкой и расходуемое на покрытие потерь в окружающую среду, может быть определено по методике В. Ф. Ратникова [30].
Распределение температуры в футеровке — результат внутрипечного и внешнего теплообменов, теплопередачи внутри футеровки и аккумуляции ею теплоты. Оно является одним из существенных факторов тепловой работы футеровки, определяющих возникновение в ней нагрузок и деформаций, а также сопротивление действию шлаков. Наконец, распределением температуры в футеровке определяются условия работы каркасов, кожухов, связей и фундаментов.
Характерными и показательными для распределения температуры в футеровке являются температура на поверхности рабочей камеры; температура внутри футеровки; температура на внешней поверхности.
I. Температура на поверхности рабочей камеры. Нагрев поверхности рабочей камеры происходит в результате внутрипечного теплообмена за счет поступления теплоты: 1) радиацией от пламени горения горючих материалов, горения электрической дуги,- зеркала расплавленного металла и шлака, раскаленных газов; 2) теплопроводностью от нагретых исходных материалов и полученных продуктов; 3) конвекцией при движении раскаленной печной среды,