Основы теплопередачи и нагрев металла (Лекции), страница 2

З~ ~' О~о - "тонкое" тело, Щ ) 05 — "массивное" тело. Граница между тонкими и массивными телами лежит, примерно, -8- в области 50...100 мм. Лопускаемая скорость нагрева тонких тел гл;ы ткруется ;~с-: вияя внешнего теплообмена, а допускаеи-"ч скорость нагрева .»ассивных тел лимитируется внутренним теплообменом. Для любых заготовок из малоуглеродистой ста. - и вообще д..-. заготовок сечением до 100 мм скорость нагрева не ограничивается Скорость нагрева для холодвьо: слитков из-за их ст"уктурно~ неоднородности, наличия усадочных рыхлостей и пустот, низкой пластичности осевой зоны должны быть меньше, чем для заготовок из проката.

При Охлаждении слитка после разливки в нем возникают значительные остаточные напряжения, которые при нагреве слитка под ковку могут складываться с температурными напряжениями и приво дить к возникновению трещин. Поэтому слитки, а также заготовки больших' сечений сажают в печь при пониженной. температуре- температуре вседки И ). На заводах, имеющих мартеновское производство, с целью использования тепла слитков применнют.консервацию слитков в на ревательвых колодцах при ~ 500...75ООС. ТЬрячие стальные слитки после консервации можно нагревать при технически возмсль" ной скорости нагрева.

Понятие е допустимой скорости нагрева относится только к первому начальному периоду, нагрева, который лимитируется температурными напряжениями. Скорость нагрева в конечный период нагрева лимитируетея температурой ковки ~», и перепадом температуры по сечению л~ Допустимая вели ина»~Ф зависит ст химоостава стели и степени деформация при конке. . При осадке слитков длж вбех марок стали,Ф6 ~~ Ю~ ~~~, при больших деформациях олитков из высскопластичних углеродистых и низколегированных еталий ~без есэдии) ~Ф = 120...150СС.. увеличение 4~ приводит к снижению среднего уровня плаетичности олитка, но к резкому сокращению продолиительнооти нагрева. 4.

Режэьи и время нагрева Характер изменения температуры металла в процессе его нагрева называется режимом нагрева. Режим нагрева зависит от химссстаю,.массы и типа заготовок 1деформированные или литые), расположения их в печи, от температуры заготовок перед нагревом, от конструкции печи и температуры печных газов эа время нагрева. — 9- -'(".'=:сс"".9'::кс:":. р: —:;'!1св разработана Н 1'!* зслот~ 'чыь24 (Нагрев и с:=,а.-.;ение .";:ета.-.."" ..'..=-шипсстрсение,1973 — 152с.), а приведечные рет.смендаци т соответствуют справочным материалам Вовка и штамповка.

"Справочник в 4-х т. М .: Машиностроение, 1МЬ - т.1 под. ред. Е.И.Семенова. 568 с.) 4.1, Однаступенчатый нагрев (рис.З) Рекомендуется для нагрева .истов, стальных заготовок (~~ и с~ до 200 мм) и заготовок из цветных сплавов. Время нагрева '~н зависит от сна~ и от группы стали: 1 группа. углеродистые и низколегированные ста~и. П группа. Среднеуглеродистые и легированные. Ш группа. Высокоуглеродистые, и высокслегированные. ~гг (высокоуглеродистые ст.) =' 1,5Ямалоуглерод~стые). В норилях приводится 4~< длн одиночных длинных заготовок 8~ли ~~Ы с~ снижается, при Е=~~ — на ЗОЯ.

При неодиночном расположении заготовок ~.~ увеличивается на величину коэффициента расположения ~с ., (см. рис.4). При выборе способа укладки заготовок на поду печи необходимо учитывать не только время нагрева заготовок, но и производительность печи. 4.2. Одноетупенчатый двухпериодный нагрев (рис. 5) Рекомендуется длн 1 группы заготовок сечением более 20йи и небольших холодных слитков 1 группы диаметром 200...350 мм. Для приближенного определения ьремени нагрева под ковку до ~ = 1200 С холодных заготовок и слитков из углеродистой и легированной конструкционной стали при одноступенчатом нагреве при Й<геч ~ = 1300оС можно пользоватьея эмпиричеокой формулой Н.И.Доброхотова, которая подтверждена практикой: Сн = К'рыл '~~ ~~Д где 2> — диаметр заготовки (слитка) в м; Рс - коэффициент для углеродистой и низколегированной стали г» = 10, длн высокоуглеродистой и легированной стали ~» =20.

Для углеродистой стали время нагрева У7, от ОоЯ до 850оС, примерно, равно времени нагрева 6~ от 850оС до 1200сС: (, и — — ~~ ~сл 10 ~ ~Ь 5 /фарш Эф~ ° Й Я ~ г Й 3,Я к а ~.з ' 'СЪ о Оф ~ъ Ъ~ ф Й з~, $ ц~ $4' я ~ С3'14'М'ММ Р Да [1! ! о ~Ч~0Ф в и ..Й о о р~ о а й „ф Гч ~~ р, $( З о а И иЙ в'~ о ре ю; в ~ Вю о о ~Я Р') ° ю ~ 'с-4 М й и о а 5 Д» $ СР Рч 'Х т;е~~ в,~,.е ~ т~ да те..д меньше Д и меньше температур~щй пор, поэтому скорость нагрева уменьшается.

Лъч высокоуглеродистой и легированной стали Тн больше в 2 раза (К=20) . Кроме того ~ ~ =2 ~~ . Гу = ~з,~ ь.р~~х~я~' ~~ = 6; ~~Р"~" ~Я. При низких 2 металла у него очень небольшая величина А (см.рис.1) и поэтому нагрев идет медленно. 4.3. Одноступенчатый двухпериодный нагрев с ог1аничением темпе т печи при посад~в, «ос ( ис.б) Рекомендуются для заготовок 1 группы болыпг. размеров и горячих слитков массой до 25 т. 4.4. Лвухступенчатый нагрев (рис.7) Такой режим применяют для наГрева сталыБХ заготовок диа Г метром более 200 мм П и Ш групп, для холодных слитков до 15 т и длн горячих слитков массой болве 25 т, Итак, заготовки сечением болве 200 мм (до 350 мм) нагреваштои; 1 группа при Одно ступенчатом дзухпериофном режиме ( време нагрева заготовок примем за единицу, Г~, =2/ П группа при двухступенчатом режиме ~-Х ~~, ~~~~„-' ~„=~~5О С,.

Ш группа при двухступенчатом режиме $~ — ~~,7. 2,З~ ~~~~ ~ ~пое — — 700 С. 4.5. Трехступенчатый нагрев (рис.8) Применяетея для нагрева холодных слиткав. Выдержка при '1= 800...850ОС для уменьшения структурных напряжений Своднан таблица ежимев ыаг ва и Упор дЛК ХОЛОДНЫХ .СЛИТКОИ Время нагрева крупных слитков может быть значительным.

Так для слитка Ш группы массой 150 т Ги = 46ч. Более крупные слитки и слитки с ссобк~п:.:пз:.ч=сы-.— . кими свойствами греются по специаль~ гра;.'~кы:. 4.6. Время нагрева заготовок сз цветных сг=.вов (по сравнению с заготэькаь.и из стали) . Для заготовки из углеродистой стали .:- = 120 мм время нагрева до ~ = 1200оС равно 22,5 мин. Для такой же заготовки из латуни Л62 время нагрева до 800"С равно 30 мин и выдел .а 20 мин, всего 50 мин. Еще дольше необходиио греть бронзу.

Заготовка из ~тали 1 г~~~п~ с~ = 350 ~лз при одноступенче; том нагреве до коночной температуры греется 2,7 ч. Такая же заготовка из титанового сплава, во-первых, требует пониженной температуры при посадке, ~~с = (800...850)оС, время выдержки при '~лж Ял с = И3 мин. Затем нагрев до ковочной температуры 1050 С, ~~к = 80 мин'. Время выдержки при температуре ковки 48к = 45 мин, всего 215 мин или 3 ч 35 мии.

5. Классификыдя конструкций племенных печей и область Всз печи подразделяют на три класса: с пост~ янноМ температурой рабочего пространства (по времени); с переманнйй температурой рабочего пространства и проходные печи. Внутри каждого класса печи классифицируются по конструктивным признакам. 5.1, Печи с постоянной темпе т й бочего пространства Открытые горны (рис,9). Топливо". каменный уголь, коко, древесный уголь. Назначение - мелкое индивидуальное производство, ремонтные работы, нагрев под конку и гибку заготовки ~< 40 мм. Производительность 20...30 (до 120) кг/ч. Высокий удельный расход топлива, ~ = 3...5$. Закрытые горны (рио.10) Производительность 100...120 кг/ч Исход топлива 12...14 кг/ч, Более высокий К.П.Д.

5.1.2. Камерные печи е открытыми окнами. В условиях единичного и мелкосерийного производства при больщом разнообразии поковок камерные печи являются наиболее Рис.9. Открытый горн. Рис.1Ю. Закрытый горн. Рис.11. Очковая вращаищаяся печь. 1 - горелочный камень, 2 - очки для заготовок, 3 -. вход в трубчатый рекуператор, 4 - Рекуператор, 5 †' зонт, 6 — Зоздухопровод от рекуператора к горелке --Н- универсальными.

При камерном нагреве заготовка остается все время неподвижной в пространстве печи. Особенность камер пж пече2. примерно одинаковая температура по всему рабочему пространстйу. у камерных печей второго класса (они будут рассматриваться нижу) температура по всему рабочему пространству одинаковая,но во времени она.меняется для реажэацчи различных тв;..:пературных режимов работы. Печи класси$ицируютса по конструктивнл признажм. Очковая в ющвяся печь ( ис.11). Назначение - д~ж нагрева коннов болтовых заготовок. Производительность 100...150 кг/ч, р< 0,1. Щелевая пе носная печь ( ис.12).

Лля нагрева небольших заготовок ( ~~< 80 мм) и конпов длинных заготовок под ковку, штамповку или высадку.. Производительность 250...400 кг/ч. Д до 0,12. у небольших печей тепло печных газов не используется. Щелеъыв печи обычно устанавливаются у ПМ и у других машин. Особенно удобны они длн нагрева при работе от прутка.

Применение переносных камерных печей очень целесообразно. Легка производить различные перестановки. Для ремонта печь перв- косится на свободное место, а нместо нве устанавливавтея другая исправная печь. Это нв вызывает простоя или снижения производительности коночных машин. Щвлвван стациона ная печь ( ис.13). Для нагрева заготовок Ф = 2$...200 мм. Производительность (напряженность пода) печи при нагреве углеродистых сталей„примерив 400 кг/(м" ч), при фагреве легированных сталей снижается вдвое. Плошадь нагрева рвкупвратора $ м2/м2.