ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Нагрев металла и нагревательные печи из "Горячая прокатка труб Издание 2 " Правильный выбор режима нагрева трубной заготовки в значительной мере определяет качество труб и производительность трубопрокатных установок. [c.22] При нагреве металла изменяются его физические и механические свойства, происходят структурные и фазовые превращения, объемные изменения, окисление и обезуглероживание поверхностных слоев. Эти явления для сталей различных марок различны и зависят от химического состава и исходной структуры нагреваемого металла. [c.23] Теплопроводность стали зависит от химического состава и температуры. С увеличением содержания углерода теплопроводность уменьшается. Все легирующие элементы понижают теплопроводность стали, причем в наименьшей степени — кобальт и в наибольшей — хром и никель. [c.23] При нагреве холодного металла периферийные слои вначале имеют температуру более высокую, чем внутренние, и поэтому расширение наружных слоев происходит интенсивнее. В результате наружные слои испытывают напряжения сжатия, а внутренние— напряжения растяжения. При низкой теплопроводности стали и большой разнице в температуре заготовки по сечению эти напряжения могут вызвать разрушение металла. [c.23] При установлении режима нагрева необходимо руководс1во ваться следующими основными положениями температура нагрева должна быть максимально допустимой для данной марки стали, нагрев должен производиться с максимально допустимой скоростью, нагреваемый слиток или заготовка должны иметь одинаковую температуру по сечению и длине. [c.23] Во избежание перегрева и пережога металла температура нагрева должна быть на 100—150° ниже линии солидуса по диаграмме состояния железо — углерод для углеродистых сталей. Для легированных сталей устанавливать верхний предел температуры нагрева таким образом нельзя, поскольку они более чувствительны к перегреву и пережогу. Кроме того, в процессе прошивки заготовок из легированных сталей, имеющих, как правило, высокое сопротивление деформации, температура металла сильно повышается. Это нужно учитывать, чтобы избежать образования дефектов на гильзах в виде плен и трещин и получения готовых труб с неудовлетворительными механическими свойствами. [c.23] В производственной практике имеют место случаи, когда температура нагрева металла определяется необходимостью получения заданных механических свойств или требуемой структуры металла. [c.23] Допустимая скорость нагрева металла ограничивается напряжениями, возникающими в металле вследствие температурного перепада по сечению нагреваемого слитка или заготовки. [c.24] По данным Н. Ю. Тайца, напряжения, возникающие в стали при нагреве, следует учитывать в интервале температур до 500—550°. При более высоких температурах напряжения исчезают вследствие увеличения пластичности металла. Малоуглеродистые стали имеют высокую пластичность, и поэтому дан е интервал температур до 500—550° для них не опасен. [c.24] Исследования показали, что увеличение скорости нагрева благоприятно сказывается на качестве труб, а излишне длительный нагрев влечет ухудшение их наружной и внутренней поверхности. [c.24] При ускорении нагрева необходимо особенно тщательно соблюдать точный температурный и тепловой режим, так как печи работают при более высоких температурах и опасность преждевременного Bbixo ia их из строя возрастает. Ускоренный режим нагрева также требует строгой равномерности посадки, кантовки и выдачи заготовки из печи во избежание перегрева и пережога металла. [c.24] При тепловой мощности существующих методических и кольцевых печей для определения времени нагрева трубной заготовки принимают скорость нагрева на 1 см диаметра заготовки для углеродистой стали 5—8 мин. и для нержавеющей стали от 6 до 11 мпн. [c.24] По характеру нагрева металла различают одноступенчатые, двухступенчатые и трехступенчатые режимы. Одноступенчатый график применяется для нагрева труб перед редуцированием, при котором нагрев и выравнивание температуры по сечению трубы протекают быстро. [c.25] Двухступенчатый график, состоящий из периодов нагрева и выдержки, применяется для углеродистых и легированных заготовок в обычных двухзонных методических печах. [c.25] Трехступенчатый график состоит из медленного нагрева до 500°, ускоренного от 500° до температуры прокатки и выравнивания температуры по сечению заготовки или слитка в сварочной части печи. Этот режим наиболее рационален для нагрева заготовок из легированных сталей и слитков большого диаметра. [c.25] Основное требование к процессу нагрева заключается в получении равномерной температуры по сечению и длине заготовки. Неравномерность температур по сечению заготовки неизбежно приводит к разностенности гильзы, причем тем большей, чем значительнее неравномерность нагрева. Неравномерный нагрев заготовки по длине приводит к разнице в толщине стенки по длине трубы и может затруднять процесс прошивки, особенно в начальный и конечный момент. [c.25] В процессе нагрева стали происходит потеря металла на ока-линообразование (угар металла). В методических нагревательных печах угар достигает 3%. В более совершенных кольцевых печах с вращающимся подом угара значительно меньше (0,5— 1,0%). Следует иметь в виду, что окалина может служить причиной брака готовых труб. При прокатке может происходить вдавливание ее в поверхность труб с образованием углублений, называемых раковинами. При редуцировании труб, особенно из сталей, содержащих молибден, большой брак по раковинам — частое явление, и поэтому необходимо тщательно соблюдать режим нагрева и ухода за печью. [c.25] Для уменьшения угара необходимо стремиться к максимальному уменьшению времени пребывания металла в печи, т. е. с этой точки зрения ж елательно увеличивать скорости нагрева. [c.25] Для уменьшения окалинообразования в необходимых слу-чаях применяются специальные печи с защитной атмосферой. [c.25] Наибольший угар при прочих равных условиях получается при нагреве углеродистых сталей. Легированные стали — хромистые, хромоникелевые, хромокремнистые, хромокремнеалю-миниевые — дают меньший угар. Наименьший угар дают жароупорные стали. [c.26] Вернуться к основной статье