1、电加热炉工件厚度的影晌工业炉 谈到工业炉堆叠放置的工件,就有必要谈谈工件或料堆的厚度对炉子加热能力的影响。金属加热是一种古老的工艺,关于工件厚度与加热时间(在此时间内,温度要达到一定的均匀性)之间的关系,早已有许多估算法。在钢材方面,现在使用的佑算方法有下述几种。一种是:热量在 5 分钟内行进 3,2 毫米。另一种是:断面为圆形或方形的软钢棒料,其加热速度为每 25 毫米直径加热 20 分钟;合佥钢则每 25 毫米直径需要 40 分钟。在钢材退火方面,如果工件的周围表面全都是受热面,且工件的尺寸相对炉子而言比较小,那么每 25毫米直径或厚度就需要加热 60 分钟。这些估算法都是从钢的锻造、轧制
2、和退火的实际生产中总结出来的。其中第一种估算法的意思是:如果有一块 9.6 毫米厚的钢板进行加几何形状相似的物体内的温度关系。在钢锭和大型锻造钢坯进行加热和退火时,必须经过较长的时间才能使工件的温度趋于均匀。使工件温度均匀化的这段时间就叫做均热期。如果炉温超过工件最终温度的度数始终不多于所需温升的 24% ,那就不存在什么明确的均热期了。但对大型工件来说,即使炉温比工件的最终温度高出很少,并且工件表面已经达到这最终温度,工件的“中心”也远远不会达到这最终温度。关于均热时间的计算,现在还没有什么快速的方法。在 1935 年的“应用力学杂志(JournalofAppliedMechanics) ”
3、上,曾经提出过一个计算圆柱体均热时间的方程式(其均热方法是突都是根据工件表面与中心(最冷部位)之间的容许温度差而制定的。图 56 所示就是工件直径与温度差之间的关系。图内表明,如果流进单位表面的热流量相等,那么不管工件的直径多大,其表面处的温度梯度总是相等的。温度曲线上的切线,在工件中心处都是水平的。温度曲线的几何形状也都相似,并且温度差与工件的直径成正比。如果不管直径或厚度是多少而要求加热期末的温度差一律相同,那么每 25 毫米直径或厚度的加热时间就必须随着直径而增加,这时,加热时间之比约为直径之比的 1.2 次方。显然,在加热 75 毫米直径的圆钢时,并不需要均热期。均热时间几乎是随直径的
4、三次方而增加。对于 600 毫米直径的钢锭,如果要达到同样小的温度差,均热时间就要以几小时计。从图 57 可以看出,扁钢坯的均热时间应该比同等厚度的圆柱体的均热时间艮。如果一个物体,其体积与其受热表面相比显得比较小,那么这个物体就可以得到迅速的加热,并且其表面与中 b 之间的温度差也可以保持得很小。为了说明不同形状所产生的影响,可以举几个例子作一比较,如大两积的平板,长圆柱体,以及球体三者就是一些好例子。如果 r 表示球体的半径,同时也表示圆柱体的半径以及平板的一半厚度,那么“体积/表面积”这个比值对平板来说就等于 ,对圆柱体是等于 Mr,而对球体是从这些数值可以得出一个结论,目卩:大体上,当
5、表面与中心之间的温度差相同时,如果球体的加热时间为 1,则圆柱体为 172,平板为 3。这里假定这三种形状都是从四面方均勾地受热。因此,所得结果只能是一个粗略的近似值。在钢材加热(供轧制或锻造)的实际生产中,一般都很少洋意这样一个情况,即:如果工件直径不超过 300 毫米,并且工件是从四面八方均匀地受热,那么均热时间的增长就要比工件直径或厚度的增长快得多。当加热软锎制成的大亟型铜时,可以把初期的供热速度用得很高,等到工件表面接近于所需达到的最终温度时,再把供热量减少。有人把这种加热方法叫做加速度加热(虽然是错误的叫法) 。某些合金钢在红热以下的温度时导热系数很低,因而在加速度加热时会导致毁坏,这在下面再谈。原文地址 http:/