Главная / Свободная ковка / Исходные материалы и их подготовка / Общие сведения о нагреве (Горение углерода топлива)

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:

Формула

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 как реакцию полного сгорания килограмммолекулы углерода

Формула

Следовательно, каждый килограмм углерода, сгорая полностью, выделяет 97 650 : 12 = 8138 ккал тепла.

При недостаточной подаче воздуха углерод топлива сгорает не полностью. В этом случае один атом углерода соединяется с одним атомом кислорода, образуя одну молекулу окиси углерода с выделением 29 970 ккал тепла. Реакция неполного сгорания килограмммолекулы углерода может быть записана так:

Формула

Таким образом, каждый килограмм углерода, сгорая не полностью, выделяет только 29970:12=2498 ккал тепла. Остальная часть тепла теряется, уходя с печными газами. Однако, окись углерода представляет собой горючий продукт, который при высокой температуре и дополнительной подаче воздуха может догореть и превратиться в углекислый газ.

Водород является вторым активным элементом, входящим в состав топлива. Процесс горения водорода протекает по реакции

Формула

При сгорании 1 кг водорода выделяется 28 905 ккал тепла.


«Свободная ковка», Я.С. Вишневецкий

Продолжительность нагрева и форма заготовки

Форма заготовок тоже влияет на продолжительность нагрева. При равных объемах круглая заготовка нагревается быстрее прямоугольной или квадратной, так как у первой заготовки поверхность, воспринимающая тепло, больше. От того, как размещены заготовки на поду печи, время их нагрева также меняется. Если заготовки прямоугольного сечения уложены плотно одна к другой, то их поверхность, воспринимающая тепло, уменьшается, так…

Время нагрева заготовок большого сечения

Время нагрева заготовок большого сечения и слитков наиболее удобно и с достаточной точностью может быть определено по формуле Н. Н. Доброхотова T=αKd√-dr где Т — полное время нагрева, в ч; а — коэффициент, учитывающий расположение заготовок на поду печи; d — диаметр или толщина заготовки (слитка) в м; К — опытный коэффициент, равный 10 для…

Влияние характера пламени на качество нагрева металла

В зависимости от условий сжигания топлива в печи может быть образована окислительная, нейтральная или восстановительная атмосфера. Взаимодействие печной атмосферы с металлом нагреваемой заготовки происходит при высокой температуре и представляет собой сложный физикохимический процесс. Окисление металла. При окислительном пламени, полученном в результате сжигания топлива с избытком воздуха, свободный, не использованный для горения кислород, соединяясь с железом,…

Обезуглероживание металла

При нагреве металла под ковку, а также при термической обработке вместе с процессом окисления при высокой температуре происходит выгорание углерода (обезуглероживание) из поверхностного слоя заготовки. Сущность этого явления заключается в том, что от воздействия газов, входящих в состав окислительной печной атмосферы, под слоем окалины на поверхности металла выгорает часть углерода. Глубина обезуглероженного слоя обычно достигает…

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….