Время нагрева металла

2.2 Время нагрева металла

Температуру уходящих из печи дымовых газов принимаем равной =1050^оС; температуру печи в томильной зоне на 50^о выше температуры нагрева металла, т. е. 1300^оС.распределение температур по длине печи представлено на рисунке 10.

Рисунок 10 – Распределение температур по длине методической печи

Поскольку основным назначением методической зоны является медленный нагрев металла до состояния пластичности, то температура в центре металла при переходе из методической в сварочную зону должна быть порядкам 400 – 500^оС.

Разность температур между поверхностью и серединой заготовки для методической зоны печей прокатного производства можно принять равной (700 – 800), где  – прогреваемая (расчетная) толщина. В рассматриваемом случае двустороннего нагрева  м и, следовательно, ^оС, т. е. следует принять температуру поверхности сляба в конце методической зоны, равной 500^оС.

Определяем ориентировочные размеры печи. При однорядном расположении заготовок ширина печи будет равна

м.

Здесь а=0,2 м – зазоры между слябами и стенками печи.

Высоту печи принимаем равной: в томильной зоне 1,65 м, в сварочной 2,8 м, в методической зоне 1,6 м.

Находим степени развития кладки (на 1 м длины печи) для:

методической зоны ;

Определим эффективную длину луча

;

методическая зона

 м;

сварочная зона

 м;

томильная зона

 м;

2.2.1 Определение времени нагрева металла в методической зоне

Находим степень черноты дымовых газов  при средней температуре =0,5(1300+1050)=1175^оС.

Парциальное давление СО₂ и Н₂О равно:

 кПа;

 кПа;

 кПа^.м;

кПа^.м.

Находим

; ; .

Тогда

.

Приведенная степень черноты рассматриваемой системы равна

 ;

,

степень черноты металла принята равной =0,8.

Определяем средний по длине методической зоны коэффициент теплоотдачи излучением

 Вт/(м^2.К)

Определяем температурный критерий  и критерий :

;

.

Для углеродистой стали при средней по массе температуре металла

^оС.

Критерий Фурье =1,4, тогда время нагрева металла в методической зоне печи равно

с (0,452 ч).

Находим температуру центра сляба при =1,4, =0,341, температурный критерий =0,68:

^оС.