Основные типы нагревательных устройств

Устройства для нагрева заготовок перед ОМД, в зависимости от источника энергии, разделяют на пламенные нагревательные печи и электронагреватели. Первые чаще используют для нагрева слитков и крупных заготовок. В пламенных печах тепло образуется при сгорании жидкого (мазута) или газообразного топлива. Электронагревательные устройства применяют для нагрева мелких и средних заготовок. В электрических печах тепло образуется при прохождении тока через металлические сопротивления, вмонтированные в стенках камеры. Они используются для нагрева цветных сплавов.

По принципу действия пламенные печи различают камерные и методические.

Камерные печи. Рабочее пространство печи (камера), выложенное огнеупорным кирпичом, нагревается при сжигании топлива. Заготовки, устанавливаются на под печи, загружаются и выгружаются через окно. Продукты сгорания отводятся через дымоход и используются для нагрева до 200…300 С поступающего в печь воздуха, что повышает КПД печи. Используют печи с толкателями, карусельные, конвейерные, с выдвижным подом. Разновидностью камерных печей являются нагревательные колодцы, которые применяют для нагрева крупных слитков. В них заготовки располагаются вертикально и загружаются сверху краном.

М етодические печи предназначены для нагрева крупных заготовок. Печи характеризуются большой длиной (8…22 м) и наличием трех зон с различной температурой. Заготовки 1 (рис.6), перемещаясь навстречу горячим газам вдоль печи, проходят зоны подогрева I (600…800 С), максимального нагрева II (1350 С), где происходит основное сгорание топлива 2, и зону выдержки III (1200…1300 С), в которой выравнивается температура по сечению заготовки. Продукты сгорания с температурой 700 С направляются в рекуператоры для подогрева воздуха. Заготовки с помощью толкателя 6 проталкиваются через печь по охлаждаемым водой направляющим трубам 7 и выгружаются через окно 8.

Электрические нагревательные устройства. Индукционный нагрев основан на возникновении в заготовке, помещенной в переменное электромагнитное поле, вихревых токов. С ростом частоты тока толщина поверхностного слоя, в котором индуцируются вихревые токи и который нагревается, уменьшается. Поэтому при нагреве заготовок диаметром до 150 мм используется частота 500…8000 Гц, а для больших заготовок  50 Гц. Индуктор в виде многовиткового соленоида по диаметру заготовки выполняют из медной трубки, охлаждаемой водой.

Электроконтактный нагрев, основанный на выделении тепла при прохождении тока через заготовку (по закону ДжоуляЛенца), применяют при нагревании стальных заготовок диаметром до 75 мм. Используемое напряжение  5…15 В, сила тока  до 5000 А. Концы заготовок, зажатые между медными токоподводящими контактами, нагреваются на 200…300 С меньше средней части. Поэтому метод рационально использовать для нагрева стальных заготовок постоянного сечения и значительной длины.

Скорость электронагрева в 8…10 раз выше, а образование окалины в 4…5 раз меньше, чем при нагреве в пламенных печах.

В ывод: При выборе способа и режимов ОМД необходимо учитывать их воздействие на структуру и свойства металла, чтобы избежать технологических дефектов.

Второй учебный вопрос.

Основы прокатного производства

Процессы ОМД по назначению подразделяют на два вида:

 для получения заготовок (прутков, проволоки, лент, листов), применяемых в качестве заготовок для последующего изготовления из них деталей. Основными разновидностями таких процессов являются прокатка, прессование и волочение;

 для получения деталей или полуфабрикатов, имеющих формы и размеры готовых деталей и требующих обработки резанием лишь для придания им окончательных размеров и получения поверхности заданного качества. Основными разновидностями таких процессов являются ковка и штамповка.