2.5.5. Розрахунок часу нагріву метала
В методичній зоні:
Середня по перетину температура стосовно до нагрівання циліндра:
Середній для методичної зони коефіцієнт теплопровідності:
Середня теплоємність для методичної зони, дорівнює:
Коефіцієнт температуропровідності визначаємо за такою формулою:
,
,
де
-питома
вага стали приймає рівним
.
Середній тепловий потік в методичній зоні визначається за формулою:
Визначимо орієнтовні розміри печі. При трьохрядний розташуванні заготовок, ширина печі буде дорівнює:
,
де зазор між заготовками рівний 0,2 м.
Знаходимо
ступеня розвитку кладки (на 1 метр довжини
печі), при цьому задаємося висотою печі,
яка знаходитися для кільцевої печі в
межах
приймаємо
Розрахуємо ефективну площу газового шару:
Знаходимо
ступінь чорноти димових газів у методичній
зоні
,
при середній температурі
.
Визначимо порціаьний тиск
:
По номограмам встановлюємо:
,
тоді
Приведена ступінь чорнот даної системи:
=0,66,
де
ступінь чорноти металу.
Температура
печі на початку методичної зони, при
коефіцієнті теплового випромінювання
:
Визначимо тепловий потік в кінці методичної зони:
Визначимо тривалість нагрівання в методичній зоні:
,
де
коефіцієнт форми для циліндра (без
урахування площі торців),
рівний 2,0.
В першій зварювальній зоні:
Приймемо
При розрахунку рекомендується приймати, що:
Також при розташуванні заготовок з зазором рівним або більшим половини діаметра заготовки, і інтенсивно нагріванні рекомендується брати:
Знаходимо
ступінь чорноти газів при
по
номограмі:
В другій зварювальній зоні:
Приймаємо
Так, як до кінця другого зварювальної зони відбувається деяке вирівнювання між температурою центру і поверхні, то рекомендується брати:
Знаходимо ступінь чорноти газів при по номограмі:
В томильній зоні:
Визначимо ступінь вирівнювання температур:
Для заготовки товщиною 300 мм перепад температур перед видачею заготовки повинен складати:
Знайдемо ступінь чорноти газів при по номограмі:
Продовження нагріву в томильной зоні визначається наступною залежністю:
,
де
коефіцієнт визначається за графіком
залежно від ступеня вирівнювання
температур і форми тіла, що нагрівається
(
Повна тривалість нагрівання:
Виходячи з графіка, видно, що ми дбайливо нагрівали метал в методичній зоні, щоб уникнути термічних напруг, так як пружні напруги в металі на початку нагріву великі, а отже при швидкому нагріванні можуть призвести до розриву металу.
Піднімаючи температуру нагрівання в зварювальної зоні, ми збільшуємо інтенсивність нагріву, що сприяє швидкому проходженні зварювальних зон, а це значно знижує глибину знеуглероженного шару, що сприятливо позначиться на якість готового прокату та його кількість, знижуємо витрати плива.
Знижуючи температуру нагрівання в томильній зоні перед видачею, ми знижуємо угар металу, тим самим збільшуємо вихід придатного.
В
результаті застосованих заходів нагріву
металу, отримуємо загальний час нагрівання
металу
.