Нагрев при переменной температуре печи – методическим режимом

Тема 4.2. Основы рациональной технологии нагрева металла.

Температура и режим нагрева металла.

Перегрев и перепал металла. Допустимая скорость нагрева.

При расчете продолжительности нагрева металла учитывают условия передачи теплоты от печного пространства к поверхности нагреваемого металла и отвода теплоты от поверхности в глубь металла. Поэтому нагреваемые тела различают по перепаду температуры между поверхностью и центром на термически тонкие – с незначительным перепадом и термически массивные – со значительным перепадом. Такое разделение нагреваемых тел обусловлено его геометрическими размерами, теплофизическими свойствами и интенсивностью подвода теплоты из окружающего пространства. Одна и та же отливка в зависимости от условий нагрева может считаться термически тонким и массивным телом.

Мерой степени термической массивности нагреваемого тела служит число Био, которое представляет собой отношение интенсивности подвода теплоты к телу от окружающей среды к интенсивности отвода теплоты вглубь тела.

Вi = αs/λ, где α – коэффициент теплоотдачи от окружающего пространства, Вт/(м²К)

s - рассчетная толщина нагреваемого тела, м

λ – теплопроводность нагреваемого тела, Вт/(м К)

Вi меньше или равно 0,25 – область термически тонких тел; больше или равно 0,5 – термически массивных тел, от 0,25 до 0,5 – переходная область, в зависимости от точности расчета тело может быть как термически тонкое так и термически массивное.

Расчетная толщина тела зависит от условий нагрева: при одностороннем негреве, например плиты, расчетная толщина равна толщине плиты, при двухстороннем – половине толщины плиты, при нагреве цилиндрического тела, расчетная толщина равна радиусу тела.

Нагрев при постоянной температуре печи – называется камерным режимом.

Нагрев при переменной температуре печи – методическим режимом.

В плавильных печах металл нагревают до температуры, превышающей его плавление, в термических печах металл нагревают до температуры, при которой происходят необходимые термические превращения. В плавильных печах металл нагревают с максимальной скоростью, что повышает производительность печи и уменьшает угар металла. При нагреве металла в термических печах скорость нагрева зависит от размеров отливки. Мелкие отливки, в отличие от крупных, прогреваются равномерно, а при нагреве крупных отливок необходимо учитывать скорость нагрева во избежание возникновения напряжений, и как следствие, трещин и коробления.

В печах периодического действия металл загружают в холодную печь, поэтому нагрев происходит постепенно, по мере возрастания температуры.

При загрузке металла в горячую печь условия нагрева зависят от конструкции печи. Если во всем объеме печи температура одинакова (одна температурная зона), то металл нагревается быстро (одноступенчатый нагрев) его поверхность перегревается относительно центра. Если в печи имеется несколько температурных зон, например, подогрева, промежуточного нагрева, окончательного нагрева и выдержки, то металл нагревается постепенно (многоступенчатый нагрев), значительный перепад температуры между поверхностью металла и серединой металла отсутствует. Одноступенчатый нагрев более экономичный, но не может быть применен в ряде случаев когда недопустим значительный перепад температуры в нагреваемом металле.

При термообработке отливок необходимо строго соблюдать режим нагрева металла во избежание ухудшения его структуры: не допускать перегрева и недогрева металла. При допущенной перегреве необходимо проведение дополнительной термообработки – отжига или нормализации. При допущенном пережоге металла (перегрев металла на 50-100гр. ниже линии солидуса (солидус – температура конца кристаллизации и начала плавления)) металл отправляется на переплавку.

Поиск по сайту: