Промышленные печи

Промышленные печи и трубы

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Металл нагревается в печах для улучшения его пластических свойств перед обработкой давлением — прокаткой, ковкой или штамповкой, а также при термической обработке. От правильного режима нагрева металла зависит качество получаемых из него изделий: их структура, внешний вид и механические свойства.

Тепло, воспринимаемое поверхностью нагреваемого металла, передается от наружных слоев к внутренним за счет теплопроводности. При очень быстром нагреве тепло не успевает распространиться с поверхности внутрь металла. В связи с этим возникает большая разность в температурах наружных и внутренних слоев, и температурное расширение внутренних слоев отстает от расширения наружных слоев. Поэтому между наружными и внутренними слоями создаются так называемые температурные напряжения. Они тем больше, чем больше разница температур в различных частях нагреваемого металла. При большой разности температур эти напряжения возрастают до такой величины, что в металле могут появиться трещины. Поэтому металл необходимо нагревать равномерно с определенной скоростью. Особенно это относится к интервалу температур до 750—800° С. По достижении температур порядка 800° С сталь приобретает достаточные пластические свойства и ее можно нагревать с любой скоростью, не опасаясь образования трещин. Скорость нагрева задается обычно технологами в минутах на 1 см толщины заготовки или слитка. Для обычных сталей она лежит в пределах 5— 9 м/сек. С большей скоростью можно нагревать сталь толщиной до 50—80 мм и заготовки из малоуглеродистой стали, в которых при быстром нагреве больших напряжений не возникает, во-первых, в связи с небольшой толщиной, и, во-вторых, благодаря большой теплопроводности.

Для качественного нагрева стали имеет значение также и температура нагрева. При нагреве больше определенной температуры зерна стали начинают быстро расти, что может понизить ее качество. Помимо этого при сильном перегреве сталь становится не только крупнозернистой, но и значительно обезуглероживается. При обработке такая крупнозернистая обезуглероженная сталь дает трещины, а при сильном перегреве (пережоге) может даже развалиться на куски. Поэтому каждый сорт стали следует нагревать не только с определенной скоростью, но и до определенной температуры.

В продуктах горения содержится свободный кислород, водяные пары и углекислота, которые при высокой температуре, соединяясь с железом, окисляют его и на поверхности нагреваемого металла появляется слой окисленного железа — окалина, которая при дальнейшей обработке заготовки отпадает, что ведет к потере металла — угару. Толщина слоя окалины зависит от продолжительности пребывания металла в зонах печи с высокими температурами. Окисление начинается при температуре 600— 700° С, однако значительных величин достигает при более высоких температурах порядка 900—1000° С. Поэтому чем дольше металл находится при температурах выше 900—1000° С, тем больше будет его угар, а следовательно, и потеря. Помимо потери металла окалина ухудшает вид наружной поверхности изделий — после удаления окалины поверхность получается не гладкой, а шероховатой.

При нагреве стали происходит также обезуглероживание поверхностного слоя слитков или заготовок, так как углерод, содержащийся в стали, соединяется с кислородом продуктов горения и выгорает. Обезуглероживание снижает качество металла. Как на окисление, так и на обезуглероживание металла оказывает большое влияние состав продуктов горения — атмосфера в печи. Для уменьшения потерь металла с угаром и получения изделий с гладкой, неокисленной поверхностью применяют специальные печи, в которых создается нейтральная атмосфера, или печи безокислительного нагрева.

  Правка с применением нагрева. Газопламенный метод нанесения ...

  Кузнечные работы. Горячая обработка металла. Ковка

  Регулирование температуры металла

  Плазменная струя. описание видов сварки и резки, применяемых в ...

  Термическая обработка металла

  Способы обработки черных металлов

  Обработка металла твердыми шлаковыми смесями

  ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРКА АРМАТУРЫ. Виды электрической сварки

  ВИДЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ. Термическая обработка металла