3. Что будет происходить при нагреве заготовок, если изменить длину трубы.
Тепловая работа печей связана с движением в рабочем пространстве самих печей, а также в рекуператорах, регенераторах, боровах и дымовых трубах больших масс воздуха, горючего газа, продуктов сгорания топлива и технологических газов.
Продукты сгорания движутся в печи навстречу движению металла, отдавая ему значительную часть тепла. Из методической зоны они поступают в рекуператор, где нагревают воздух, подаваемый в зоны для горения ( в некоторых методических печах в рекуператорах нагревают также и газ).
При уменьшении(увеличении) высоты трубы, меняется тяга, а следовательно скорость и температура нагрева.
Для качественного нагрева металла большое значение имеет правильный выбор температуры и скорости нагрева.
Скорость нагрева металла — один из важнейших факторов, обеспечивающих качественный нагрев металла.
Чем выше температура стали, тем пластичнее она становится, тем меньше ее сопротивление деформации. Но увеличение возможно до так называемого верхнего предела температуры нагрева. Ограничение объясняется тем, что при росте температуры нагрева изменяется металлографическая структура стали — увеличивается размер зерен металла, что ухудшает его механические свойства.
Укрупнение зерен может достичь такой степени, что связь между ними ослабнет и могут образоваться микротрещины. Такое явление называется перегревом металла.
Повышение температуры нагрева сверх определенного предела может привести и к пережогу металла. Последний возникает при проникновении кислорода внутрь металла, вследствие чего зерна окисляются и оплавляются. Это резко ухудшает механические свойства стали, в частности, сильно понижает ее прочность. Если перегрев можно исправить нормальным отжигом, то пережженный металл — ничем неисправимый брак. Кроме того, при повышенных температурах процессы окисления стали идут интенсивнее, следовательно, увеличивается угар металла. Поэтому нельзя перегревать металл выше верхнего предела температуры нагрева.
Кроме верхнего предела, существует еще и нижний предел температуры нагрева. Нижний предел определяется наименьшей допустимой температурой металла в конце обработки, т.к.понижение температуры металла в конце обработки ниже определенной величины теряются пластические свойства стали и условия обработки значительно ухудшаются. Кроме того, от температуры в конце обработки зависит структура металла, следовательно, и его механические свойства.
Таким образом,при изменении высоты трубы меняется скорость и температура нагрева заготовок, а следовательно и качество их изготовления.
Труба нужна, чтобы удалять дымовые газы. Для этого необходима тяга. Тяга трубы — вентиляционный эффект, который возникает за счёт разницы температур воздуха снаружи и внутри трубы. Эффект возрастает с повышением разницы температур и высоты здания. В печах образуются горячие газы продуктов горения, которые имеют большую разницу температур с внешним воздухом. Плотность тёплого воздуха меньше, чем плотность холодного воздуха, следовательно давление столба газа (ρgh) у тёплого воздуха меньше. Этот факт приводит к появлению разности давлений внутри и снаружи трубы (здания). Таким образом, сила тяги зависит, в основном, от температуры отходящих газов и от высоты трубы. Чтобы улучшить тягу, следует увеличить высоту трубы. Тяга в печи зависит от высоты трубы: чем выше труба, тем сильнее тяга. Это видно из формулы определения высоты дымовой трубы:
Высота дымовой трубы прямо пропорциональна силе тяги. Увеличив высоту трубы в 2 раза, действительное разрежение, создаваемое трубой так же увеличиться в 2 раза. Т.е. дымовые газы будут удаляться более интенсивно.