ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методические печи для термической обработки стали из "Промышленные печи Том 1" НОСТИ И требующейся равномерности температуры нагреваемого материала. На рис. 68 приведены зависимости между толщиной материала, временем нагрева, разностью температур в садке и скоростью нагрева в кг1 м -ч) для малоуглеродистой стали при нагреве ее до 1200° С. [c.98] При расчете производительности методических печей с томильными зонами считается, что в этих зонах в идеальном случае не должно быть теплопередачи. В действительности же небольшой отбор тепла сверху садки ускорил бы выравнивание температуры. Этот метод применяют в печах с верхним отоплением, где нагревают длинные квадратные заготовки под прошивку. [c.99] В печах, которые оборудованы глиссажными трубами, томильная зона служит главным образом для ликвидации холодных пятен , как это подробно рассмотрено ниже. [c.99] Пример. Стальные заготовки толщиной 50 мм проталкиваются через методическую печь, в которой поддерживается постоянная температура газов, равная 1320° С. При условиях, показанных на рис. 50, время нагрева до 1200° С составляет 1 ч масса 1 нагреваемого материала равна 390 кг. Следовательно, заготовки нагреваются со скоростью 390 кг (м -ч). Если только 85% пода покрыто сталью, скорость нагрева, считая на единицу поверхности, покрытой сталью, остается примерно такой же, а скорость нагрева, считая на площадь всего пода, составит 0,85 X 390 = 330 кг (м -ч). Материал настолько тонок, что подача тепла снизу не дает никаких дополнительных преимуществ. [c.99] Такая высокая производительность печи обеспечивается большой разностью температур между пламенем и нагреваемым материалом, а также значительно повышенным коэффициентом теплоотдачи, который является функцией температуры пламени. На рис. 52, где сплошные линии относятся к камерным печам, пунктирными линиями показаны коэффициенты теплопередачи при большем превышении температуры пламени, чем это допускается в камерных печах. Если, например, садку необходимо нагреть до 980° С, избыток температуры пламени в 15% соответствует температуре пламени 1,15 X 980 = 1130° С. [c.100] При нагреве заготовок толщиной 50 мм достигнута скорость нагрева 635 кг (м -ч) — при торцовом отоплении только сверху. Эксплуатация печи при скоростном нагреве требуех наблюдения за сводом, быстрых действий в случае неполадок в работе оборудования и отличного качества ремонтов печи. [c.100] Если рассматривать производительность печи в связи с равномерностью температуры, для заготовок толщиной 50 мм допустима скорость нагрева свыше 600 кг1(м -ч). Из рис. 68 следует, что в вышеприведенном примере низ заготовок будет примерно на 50° С холоднее, чем верх. Если с такой же скоростью нагревать заготовки толщиной 200 мм, то их верхние части сплавятся между собой, а нижние останутся сравнительно холодными. Даже при скорости нагрева 390 кг/ м -ч) нижние части блюмов будут на 110° С холоднее, чем верхние (см. рис. 68). Такая разность температур слишком велика для большинства последующих операций технологического процесса. Поэтому необходимо либо снизить скорость нагрева, либо подавать тепло снизу. [c.100] В обычной практике выщеуказанные жесткие технические условия не применяют. В соответствии с различными требованиями длина томильной зоны колеблется в пределах от 8 До Уз длины высокотемпературной зоны нагрева. В печах с карусельным подом водоохлаждаемые глиссажные трубы отсутствуют. Поэтому томильная зона может быть короче, и обычно длина ее составляет менее Ув от длины нагревательной зоны. Очень быстрый нагрев приводит к короткой зоне нагрева, но при этом требуется длинная томильная зона для массивного материала с низкой теплопроводностью. [c.101] При нагреве стали скорость нагрева очень редко ограничивается прочностью огнеупорных материалов, за исключением некоторых специальных случаев. [c.101] Из условий наибольшей равномерности температуры методические печи с верхним и нижним отоплением, имеющие почти постоянную температуру от одного конца до другого, включая томильную зону, обеспечивают предельную удельную производительность, считая на единицу площади пода и единицу времени. Однако работа большинства методических печей для ковки или прокатки в период составления данной книги характеризовалась наклонной температурной кривой при одном только торцовом отоплении. Производительность таких печей ограничена рядом обстоятельств. Средняя разность температур между продуктами сгорания и материалом в этой печи ниже, чем в печи с высокой и равномерной температурой. Торцовое отопление имеет недостаток, заключающийся в том, что скорость теплопередачи максимальна в том месте печи, где температура поверхности материала наиболее высока. Это положение иллюстрируется рис. 70 . [c.101] Одним из результатов этого является то, что в печах без томильной зоны остается меньше времени для выравнивания температуры. Чем выше скорость нагрева, тем больше разность температур в материале при условии, что материал не отличается высокой теплопроизводительностью и низкой излучательной способностью. Другим результатом такого положения является оплавление углов и ребер садки и расплавление окалины. Эта смесь наплавляется на монолитный под или стекает в пространство, расположенное под глиссажными трубами, где она затвердевает и образует шлак, который следует удалять раз в неделю. [c.102] Теперь следует рассмотреть свойства и значение окалины. [c.103] Окалина стали начинает размягчаться при 1200—1260° С в зависимости от ее состава. Она плавится при 1260—1320° С также в зависимости от состава. [c.103] Из сказанного следует, что если массивная сталь (которая держится в печи длительное время) нагревается в горячей печи, то окалина становится тестообразной, если не жидкой. [c.103] Полурасплавленная окалина приводила ко многим ошибочным измерениям температуры в нагревательных печах для стали. Окалина является изолятором. Если окалина не блестит, то оптические и радиационные пирометры измеряют температуру окалины, а не стали. А если окалина блестящая, то пирометры показывают температуру, среднюю между температурами свода и окалины. [c.103] Производительность методических печей значительно повышается в результате обогрева в середине или сбоку печи (либо комбинации обоих способов), добавляемого к торцовому, как схематически показано на рис. 65 и 66. Такими способами производительность может быть увеличена на 50%. В период составления этой книги удельная производительность печей для нагрева слябов штрипсовых прокатных станов составляла 730 кг1 м -ч) на малоуглеродистых сталях. Повторяем, что некоторые свойства нагреваемого материала снижают производительность. К ним относятся блестящая поверхность, низкая теплопроводность при низких температурах, хрупкость при низких температурах и большая толщина. [c.104] У печей с кольцевым подом нет торцов и, следовательно, не может быть торцового обогрева, хотя их можно отапливать через отверстия в своде . Эти печи можно считать печами с боковым обогревом. Их производительность на 25% выше, чем толкательных печей с верхним и торцовым обогревом. [c.104] Вышеприведенные величины получены при отношении Я (поверхности материала, поглощающей тепло, к внутренней поверхности кладки печи), находящемся в пределах от 0,3 до 0,4. [c.104] Как было отмечено выше, производительность методических печей сильно изменяется в зависимости от качества и состояния поверхности нагреваемого материала. Высокоуглеродистую сталь не нагревают до такой высокой температуры, как низкоуглеродистую, во избежание обезуглероживания, в результате чего удельная производительность при нагреве высокоуглеродистой стали ниже. Медь нагревается до равномерной низкой температуры (см. раздел 4 этой главы). [c.104] Интересно отметить, что в печах с верхним и нижним обогревом до 25% тепла выделяется в томильной зоне. Это объясняется тем, что, как установлено выше, выравнивание температуры между поверхностью и сердцевиной считается менее важным, чем ликвидация холодных пятен . Томильная зона ликвидирует холодные пятна , но иногда они остаются и приводят к утолщениям в конечном полосовом материале. [c.104] Вернуться к основной статье