ПОВЫШЕНИЕ  ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ  И  ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ  ЭФФЕКТИВНОСТИ  МЕТОДИЧЕСКОЙ  НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ  ПЕЧИ

Зубова  Дарья  Евгеньевна

Е-mail : 

">Dasha8121995@mail.ru

Лавриенко  Кирилл  Всеволодович

E -mail: 

">

Ряполов  Вадим  Владимирович E -mail: 

">

Жиденко  Алексей  Иванович

E -mail: 

">

студенты  кафедры  металлургии  и  металловедения,  факультета  ММТ  СТИ  (филилал)  НИТУ  МИСиС,  РФ,  г.  Старый  Оскол

Тимофеева  АннаСтефановна научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  кафедры  ММ  СТИ  НИТУ  МИСиС,  РФ,  г.  Старый  Оскол

E -mail: 

">uked@yandex.ru

Методическая  нагревательная  печь  —  предназначена  для  нагрева  литой  заготовки  перед  прокатом  (рис.  1)  [1].  В  процессе  нагрева  в  печи  металл  омывается  раскаленными  газами,  содержащими  кислород  и  водяной  пар.  При  этом  кислород  образует  слой  окисла  железа  —  окалину. 

Рисунок  1.  Методическая  нагревательная  печь

Потеря  металла  в  результате  окисления  называется  угаром  и  вычисляется  в  процентах  к  весу  загружаемого  в  печь  металла.  При  высоких  температурах  нагрева  угар  может  достигать  3  %  за  один  нагрев.

При  нагревании  металла  в  печи  его  поверхность  покрывается  слоем  окислов,  отчего  на  поверхности  металла  образуется  окалина.  По  мере  нагрева  металла  в  печи  слой  окалины  постепенно  становится  толще,  а  затем  начинает  частично  отделяться  от  поверхности  металла  и  соединяться  с  материалом  пода  (если  под  выложен  из  шамота);  образуется  так  называемый  сварочный  шлак.  Часть  окалины  остается  на  поверхности  металла.  Таким  образом,  нагрев  вызывает  потери  металла  —  окисление,  образование  окалины.  Эти  потери  называются  угаром.

Исследованиями  установлено,  что  потери  в  окалине,  образующейся  вне  печи,  бывают  значительными  и  в  некоторых  случаях  превышают  угар  в  печах  [2].  Избежать  угара  металла  при  нагреве  в  печах  нагрева  нельзя,  но  необходимо  стремиться  создать  такие  условия  нагрева,  чтобы  окалины  получалось  минимальное  количество.  Окисление  железа  начинается  с  поверхности  и  постепенно  проникает  внутрь

С  повышением  температуры  и  увеличением  времени  угар  металла  увеличивается.  Нами  проведены  эксперименты  по  исследованию  угара  в  печи.  Брали  одинаковые  образцы,  взвешивали,  затем  одни  нагревали  до  температуры  950⁰,  а  другие  до  температуры  1020⁰  С.  После  достижения  времени,  образцы  вновь  взвешивались.  (рис.  2).

Рисунок  2.  Образцы  после  нагрева  в  печи

Результаты  эксперимента  представлены  на  рис.  3.

Рисунок  2.  Образование  окалины  на  образцах  в  зависимости  от  времени  нахождения  их  в  печи  и  от  температуры

Так  же,  проводились  эксперименты  нагревания  образцов  при  температурах  950⁰  С  и  1020  ⁰С,  с  добавлением  кокса.

В  таблицах  №  1  и  №  2  представлены  результаты  эксперимента.

Таблица  1. 

Нагрев  образца  при  температуре  950⁰  С,  с  добавлением  кокса

Таблица  2. 

Нагрев  образца  при  температуре  1020  ⁰С,  с  добавлением  кокса

Рисунок  3.  Образование  окалины  на  образцах  в  зависимости  от  времени  нахождения  их  в  печи  и  от  температуры,  при  добавлении  кокса

По  результатам  эксперимента  можно  сделать  вывод,  что  изменение  температуры  оказывает  большее  влияние  на  окалинообразование,  чем  время.  Так  же  на  окалинообразование  влияет  атмосфера  печной  среды.  В  результате  окалинообразования  теряется  до  3  %  годного  [3].  Это  значит,  повышается  себестоимость  конечного  продукта,  следовательно,  и  стоимость  его.  Кроме  того,  с  точки  зрения  энергетических  затрат,  они  расходуются  не  рационально.  При  таком  образовании  окалины  затраты  на  изготовление  конечного  продукта  становятся  выше  и  при  этом  эффективность  печи  нагрева  уменьшается.  Поэтому  увеличить  энергетическую  эффективность  печи  нагрева  можно  уменьшая  окалинообразование  заготовки.

Список  литературы:

1. Изменение  свойств  металла  при  нагреве  и  ковке  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://yaruse.ru/posts/show/id/1252   (дата  обращения:26.02.15).

2.Сборник  технологических  инструкций  (прокатное  производство).  Старый  Оскол:  ОЭМК,  2010.  —  445  с.

3.Темлянцев  М.В.,  Михайленко  Ю.Е.  Окисление  и  обезуглероживание  стали  в  процессах  нагрева  под  обра­ботку  давлением.  М.:  Теплотехник,  2006.  —  200  с.