Нагрев и нагревательные устройства

Категория:
Технология металлов


Нагрев и нагревательные устройства

Нагрев. Нагревом достигается наилучшая ковкость металлов и сплавов.

Низколегированной сталью называется сталь, в которой суммарное содержание легирующих компонентов составляет менее 2,5% (кроме углерода),

Среднелегированной сталью называется сталь, в которой суммарное содержание легирующих компонентов составляет от 2,5 до 10% (кроме углерода).

Высоколегированной сталью называется сталь, в которой суммарное содержание легирующих компонентов составляет более 10% (кроме углерода).

Из приведенных таблиц видно, что при температуре ковки высокая пластичность сочетается с малой сопротивляемостью деформированию. Выше температуры начала обработки давлением имеет место перегрев, а за перегревом — пережог. Таким образом, температура нагрева металла под обработку давлением должна быть ниже температуры пережога и даже перегрева.

При нагревании стали в пламенных печах происходит окисление железа на поверхности, т. е. на заготовках появляется окалина, представляющая собой химическое соединение железа с кислородом (темно-серого цвета); окалина хрупка и легко осыпается.

Нагрев должен обеспечить получение требуемой температуры заготовки при максимальной равномерности прогрева по сечению и длине заготовки, сохранение целостности металла, обезуглероживание поверхностного слоя и минимальные потери металла на угар.

Время нагрева стали до начальной температуры обработки зависит в основном от химического состава, температуры рабочего пространства печи, способа укладки заготовок на поду печи и средней толщины заготовок. Разница между температурой ра-оочего пространства печи и требуемой температурой нагрева носит название конечного температурного напора. Величина его обычно составляет 100—150°,

Исследования показали, что одиночная круглая заготовка нагревается в два раза быстрее, чем такие же заготовки, лежащие вплотную друг к другу.

Чем выше температура рабочего пространства печи, тем меньше продолжительность нагрева заготовки, однако при нагреве крупных заготовок, особенно из легированных сталей температура печи при посадке должна быть значительно ниже температуры ковки. Например, для больших слитков из стали, весом около 60 т температура печи при посадке должна быть не более 200°.

При быстром нагреве крупных заготовок в них возникают внутренние напряжения, вызывающие мелкие трещины. В мелких заготовках из конструкционной стали диаметром до 150 мм нарушения целостности металла в результате быстрого нагрева практически не наблюдается. Такие заготовки можно закладывать в печь, имеющую температуру рабочего пространства на 100—150° выше конечной температуры нагрева металла.

Нагревательные устройства. Нагревательные устройства, в которых осуществляется нагрев заготовок для обработки давлением, разделяются на нагревательные печи и электронагренательные устройства.

Печи делятся на пламенные, в которых тепло получается за счет сжигания топлива, и электрические, где источником нагрева является электроэнергия. Горны относятся к категории пламенных печей, в которых нагреваемый металл соприкасается с топливом.

В пламенных печах металл нагревается за счет тепла, находящегося в пространстве печи. Печи могут работать на твердом, жидком и газообразном топливе. Наиболее совершенными являются печи, работающие на газообразном и жидком топливе.

По характеру распределения температур в рабочем пространстве печи делятся на две группы: камерные с одинаковой температурой по всему рабочему пространству и методические, в которых температура повышается в направлении от места загрузки заготовок к месту их выдачи.

Пламенные печи имеют пока наибольшее распространение. Основной потерей тепла в пламенных печах является потеря с отходящими газами. Чем ниже температура газов, тем выше к. п. д. печи и тем меньше расход топлива.

Более совершенными являются печи с использованием тепла отходящих газов; такие печи называются рекуперативными и регенеративными.

В рекуперативных печах тепло отходящих газов при помощи рекуператоров (особых труб) используется на подогрев воздуха, поступающего для горения.

Регенеративные нагревательные печи имеют регенераторы (кирпичную кладку), при помощи которых за счет тепла отходящих газов подоиреваются воздух и газ (в газовых печах), поступающие в печь. Принцип действия и конструкция регенераторов подобны регенераторам мартеновских печей.

Электрические нагревательные печи применяют чаще всего для нагрева цветных металлов и сплавов и реже для нагрева стали, так как температурный интервал ковки, например, дюралюминия находится в пределах 380—500°, т. е. в пределах температур, постоянство которых в пламенных печах поддерживать значительно труднее, чем постоянство температур, соответствующих интервалам ковки стали.

Электронагревательные устройства характерны тем что тепло при нагреве возникает непосредственно в самой заготовке.

Рис. 1. Нагревательные устройства:
а — горн; б — камерная печь с рекуператором; в — методическая печь

Индукционный электpонагрев осуществляется помещением заготовки в направительный индуктор, по которому1 пропускается переменный ток повышенной частоты.

Известно, что при прохождении электрического тока по проводнику в окружающем проводник пространстве возникают невидимые магнитные силовые линии, образующие электромагнитное поле.

Если возле проводника, по которому пропускается переменный ток, поместить, например, стальную заготовку, то в участках заготовки начнет повышаться температура, постепенно уменьшающаяся по мере удаления от поверхности проводника.

Контактный электронагрев осуществляется при зажиме заготовки в контакты и пропускании непосредственно через нее электрического тока большой силы. Выделение тепла происходит в результате омического сопротивления самой нагреваемой заготовки.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум