Нагрев металла

Общие сведения о нагреве

Для нагрева заготовок под ковку И термическую обработку поковок применяют в основном пламенные печи разных конструкций И размеров, работающие на твердом, жидком и газообразном топливе.

Независимо от вида, топливо состоит из горючих и негорючих элементов. Теплотворная способность топлива, обозначаемая Qpн, характеризуется тем количеством тепла, которое выделяется при сгорании единицы объема (для газов м3) или массы (веса) его (для твердых и жидких — кг). Единицей измерения количества тепла, выделяемого при сжигании топлива, принята калория (большая и малая).

Большая калория, или килограмм-калория (ккал),— это количество тепла, которое надо затратить, чтобы нагреть 1 кг чистой воды на 1°С. Малая калория (кал) —это количество тепла, необходимое для нагревания 1 г воды на 1° С.

Для сопоставления теплотворной способности различных видов и сортов топлива принята условная величина, так называемое условное топливо (УТ), теплотворная способность которого установлена в 7000 ккал/кг. Перевод конкретного топлива в условное осуществляется по формуле:

Формула

где G — количество натурального топлива в кг или м3.

Сущность процесса горения заключается в том, что быстрое окисление топлива кислородом воздуха сопровождается выделением большого количества тепла. Для того чтобы горение началось и протекало самостоятельно, необходимо предварительно нагреть топливо до температуры воспламенения и обеспечить непрерывное поступление воздуха к очагу горения. Температура воспламенения зависит от вида топлива.

Входящие в состав топлива горючие элементы (углерод, водород и сера) соединяются с кислородом воздуха и переходят при этом в газообразные продукты горения — печные газы. Они на пути своего движения передают тепло стенкам рабочих камер печей и нагреваемому металлу, вследствие чего температура печных газов снижается.

«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Пережог

Продолжительное пребывание металла в печи при температурах, близких к началу плавления, приводит к оплавлению легкоплавких примесей, находящихся по границам зерен. При этом проникший в межзеренные прослойки кислород образует окисленные соединения примесей и металла, которые разобщают зерна друг от друга. Происходит так называемый пережог металла, при котором связь между отдельными зернами нарушается и появляются глубокие трещины….

Способы безокислительного нагрева

При ковке и штамповке поковок для деталей высокой точности, на поверхности которых не допускается окалина, а также в целях экономии металла применяют различные способы безокислительного нагрева, которые осуществляются в печах открытого пламени, муфельных и электрических. В кузнечных нагревательных печах с защитным газовым слоем на поде нагрев заготовок осуществляют при омывании их газами нейтрального или восстановительного…

Общие сведения о нагреве (Горение углерода топлива)

Горение углерода топлива может быть полное и неполное. При подаче достаточного количества воздуха к очагу горения углерод топлива сгорает полностью, образуя углекислый газ по реакции: Для полного сгорания 12 кг углерода требуется 32 кг кислорода. В результате полного горения образуется 44 кг углекислого газа и при этом выделяется 97 650 ккал тепла, что можно записать…

Безокислительный нагрев

Для безокислительного нагрева защитные газы поступают в рабочие камеры и на пол этих печей. В электрических печах сопротивления во время работы на этом режиме защитный газ практически не расходуется. Его подают в рабочее пространство лишь для компенсации расхода от утечек через неплотности затворов и при открывании садочного окна во время загрузки и выдачи заготовок из…

Общие сведения о нагреве (Неполное сгорание всего топлива)

В производственной практике неполное сгорание всего топлива обычно не допускается. Количество воздуха, подводимого к очагу горения, должно быть достаточным для полного сгорания топлива в рабочей зоне печи. Поэтому при расчетах печей теоретический расход необходимого для горения количества воздуха увеличивается на коэффициент избытка его в зависимости от вида топлива: для твердого топлива 1,26—1,6; для жидкого топлива…