Температурные режимы нагрева стальных изделий в печах

Под режимом нагрева понимают закон изменения темпе­ратуры печи в процессе нагрева. Он определяет скорости нагрева изделий до заданной температуры, количество, продолжительность и температуры выдержек, а также общую продолжительность про­цесса.

Режим определяется маркой стали, формой и размерами изделий, их расположением относительно друг друга, конструкцией и назна­чением печи.

В практике нагрева стальных изделий и слитков известны одно-, двух-, трех- и многоступенчатые режимы нагрева. Выбор того или иного режима в значительной мере определяется величиной терми­ческих напряжений, возникающих при нагреве вследствие не­однородного температурного поля по сечению изделия.

Нагрев тел сопровождается увеличением их объема. Наружные слои, имеющие температуру большую, чем средние, стремятся рас­шириться, но за счет воздействия на них внутренних слоев находятся в сжатом состоянии. Внутренние слои имеют температуру ниже средней, поэтому будут растягиваться. Следовательно, причина возникновения температурных напряжений температурный градиент по сечению тела. Величина напряжений зависит также от механи­ческих свойств стали.

Кроме температурных напряжений, в изделии могут быть и струк­турные напряжения, обусловленные структурными превращениями в металле.

Термические напряжения, возникающие при нагреве тонких тел, незначительны. Поэтому скорость нагрева в этом случае может быть максимальной. Режим, удовлетворяющий этому условию, характеризуется постоянной температурой греющей среды либо во времени, либо по длине рабочего пространства. Такой режим назы­вают одноступенчатым. Его целесообразно применять для нагрева термически тонких тел в современных механизирован­ных и автоматизированных проходных печах.

Возникновение температурных напряжений в термически массив­ных телах особенно опасно при нагреве до температур порядка 500 °С, пока сталь не станет пластичной, поэтому скорость нагрева необходимо снижать в указанном температурном интервале с целью получения нужного градиента температур по сечению изделия, что достигается применением двухступенчатого режима. Он характе­ризуется пониженной температурой печи в начале процесса и медленным ее повышением до наступления пластичного состояния стали. В первый период температура печи медленно повышается от мини­мальной до максимальной. Скорость повышения темпе­ратуры печи определяется маркой стали и размерами изделий. После достижения пластичности изделие нагревают при максимальной температуре печи, но так, чтобы к концу нагрева перепад температур по сечению не превышал заданного значения.

По двухступенчатому режиму работают методические кузнечные печи, кузнечные печи для нагрева садок средних и крупных загото­вок или слитков, печи с выдвижными подами.

Трехступенчатый режим применяется для нагрева очень крупных слитков в камерных печах или для нагрева заготовок в современных высокопроизводительных печах. Здесь помимо пе­риода медленного нагрева, периода ускоренного нагрева имеется еще период выдержки, предназначенный для уменьшения пере­пада температур по сечению и реализуемый при пониженной тем­пературе печи.

Температурный режим печи обязательно связан с тепловым, с подачей в печь топлива или электроэнергии в определенном коли­честве для всех стадий или периодов нагрева.

Дата добавления: 2014-12-27